18. Berapa gram HCOONa harus ditambahkan ke dalam 2 liter larutan yang mengandung 9,2 gram HCOOH agar pH larutan menjadi 5 – log 2! (K, HCOOH = 1,8 x 104) 

Di soal ini kita punya campuran \(HCOONa\) dan \(HCOOH\) dengan pH = 5 - log 2. Kemudian, kita ditanyakan massa dari \(HCOONa\) yang harus dicampurkan, sehingga konsep yang digunakan adalah larutan penyangga asam.

Penjelasan Konsep

Siapa disini yang suka makan makanan yang rasanya masam? Seperti buah-buahan mentah untuk dirujak misalnya, atau yang hobi minum minuman bersoda? Nah, dalam buah yang rasanya masam dan minuman bersoda mengandung senyawa asam yang dapat menurunkan pH. Hmm, dapat menurunkan pH? Bahaya dong kalau dikonsumsi? Eits, tenang dulu, asalkan kita gak berlebihan makannya, tubuh kita punya sistem yang bisa menangkal penurunan atau kenaikan pH secara drastis, yaitu karena ada larutan penyangga dalam tubuh. Apa itu larutan penyangga? Larutan penyangga adalah larutan yang cenderung dapat mempertahankan nilai pH kalau ditambahkan sedikit asam, basa, ataupun diencerkan.

Dalam ilmu kimia, larutan penyangga juga sering disebut dengan sistem buffer. Bagaimana ya caranya larutan penyangga bisa menyangga perubahan pH yang drastis? Oke, misalnya dalam tubuh kita ada sistem penyangga karbonat yaitu \(H_2CO_3\) dan \(HCO_3^-\). \(H_2CO_3\) adalah asam, sedangkan \(HCO_3^-\) adalah basa konjugasi dari \(H_2CO_3\). 

Nah, saat kita makan atau minum yang bersifat asam, maka ion \(H^+\) yang dibawa dari makanan atau minuman tersebut akan ditangkap oleh komponen penyangga yang bersifat basa, reaksinya bisa dituliskan sebagai berikut:
\(HCO_3^- + H^+ → H_2CO_3\)

Kalau kita mengonsumsi makanan atau minuman yang bersifat basa bagaimana? Ion \(OH^-\) yang dibawa oleh makanan atau minuman tadi akan ditangkap oleh komponen penyangga dalam tubuh kita yang bersifat asam, reaksinya bisa kita lihat seperti berikut:
\(H_2CO_3 + OH^- → HCO_3^- + H_2O\)

Jadi, seperti itu ya cara kerja larutan penyangga. Sekarang kita pelajari yuk jenis-jenis larutan penyangga. Nah, sesuai komponennya, penyangga dibagi jadi dua jenis nih, ada penyangga asam dan penyangga basa.

a) Penyangga asam adalah campuran asam lemah dan basa konjugasinya. Bisa juga merupakan hasil reaksi antara asam lemah berlebih dengan basa kuat.
Contoh: penyangga asam \(H_2PO_4^- dan HPO_4^{2-}\) (penyangga dalam cairan inti sel)

b) Penyangga basa adalah campuran basa lemah dan asam konjugasinya. Bisa juga merupakan hasil reaksi antara basa lemah berlebih dengan asam kuat.
Contoh: penyangga basa \(NH_4OH dan NH_4^+\)

Sekarang sudah mulai terbayang ya tentang larutan penyangga. Meskipun penyangga bisa mempertahankan pH, bukan berarti pH larutan gak berubah sama sekali ya ketika ditambahkan sedikit asam, basa, atau diencerkan. Ada perubahannya, tapi gak signifikan. Nah, sekarang kita pahami yuk cara menentukan pH penyangga asam dan basa:

1) pH penyangga asam:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-80/LessonId-74/ModuleId-2/QuestionCode-21HIONBEB85/pH penyangga asam.png" />

2) pH penyangga basa:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-80/LessonId-74/ModuleId-2/QuestionCode-21HIONBEB85/pH penyangga basa.png" />

*untuk menghitung pH penyangga kita cukup menggunakan data mol zatnya, mengapa tidak musti menghitung molaritasnya? karena volume komponennya sama, jadi kalau dimasukkan ke rumus pH penyangga nilai volumenya akan habis dibagi.

Di soal ini kita punya campuran antara asam lemah \(HCOOH\) dan basa konjugasinya dalam bentuk garam \(HCOONa\). Untuk menentukan massa \(HCOONa\), kita perlu menghitung mol masing-masing asam lemah dan basa konjugasinya terlebih dahulu. Nah, kita catat dulu ya data yang diketahui:

pH = 5 – log 2
Massa (gr) \(HCOOH\) = 9,2 gram
Mr \(HCOOH\) = 46
Mr \(HCOONa\) = 68
Ka \(HCOOH\) = \(1,8 × 10^{-4}\)

Pertama-tama kita hitung dulu ya mol masing-masingnya:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-80/LessonId-74/ModuleId-2/QuestionCode-21HJHTGOK4Y/mol hcooh.png" />

Selanjutnya kita hitung konsentrasi ion \(H^+\) berdasarkan pH yang diketahui ya:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-80/LessonId-74/ModuleId-2/QuestionCode-21HJHTGOK4Y/ph soal 6.png" />

Nah, kita sudah tahu konsentrasi ion \(H^+\), sekarang untuk menentukan massa dari HCOONa, kita masukkan data yang diketahui ke dalam rumus pH penyangga asam. Tapi, sebelum itu, kita cari tahu dulu yuk basa konjugat dari \(HCOOH\) berdasarkan garam yang ada dengan membuat reaksi ionisasi garamnya.

Ionisasi garam:
\(HCOONa → HCOO^- + Na^+\)

Jadi, basa konjugatnya adalah \(HCOO^-\). Nah, dari koefisiennya, bisa kita tulis mol basa konjugatnya:
Mol \(HCOO^-\) = mol \(HCOONa\) (karena koefisien sama)

Oke, sekarang kita cari tahu mol dari \(HCOONa\) dengan menggunakan rumus mencari pH penyangga asam:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-80/LessonId-74/ModuleId-2/QuestionCode-21HJHTGOK4Y/mol hcoo-.png" />

Sesuai sama penjelasan sebelumnya kalau Mol \(HCOO^-\) = mol \(HCOONa\) (karena koefisien sama), jadi mol \(HCOONa\) adalah 1,8 mol. Sekarang, baru kita hitung massa dari \(HCOONa\):
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-80/LessonId-74/ModuleId-2/QuestionCode-21HJHTGOK4Y/massa hcoona.png" />

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi, massa \(HCOONa\) yang harus ditambahkan adalah 122,4 gram.