21. Sebanyak 100 mL larutan NaOH 0,2 M dicampur dengan 100 mL larutan H2SO4 0,2 M. Harga pH larutan setelah dicampur adalah ... A. 1 - log 1 B. 2 - log 5 C. 7 – log 1 D. 12 + log 2 E. 13 + log 1 

\(H_2SO_4\) merupakan larutan asam karena dapat melepaskan ion \(H^+\) dan NaOH merupakan larutan basa karena dapat melepaskan ion \(OH^-\). Asam dan basa bereaksi membentuk senyawa ion yang kita sebut garam. Garam yang terbentuk terdiri dari kation basa dan anion sisa asam. Bila asam dicampurkan dengan basa akan membentuk garam dan air.
Asam + Basa \(\rightarrow\) Garam + Air
\(H_2SO_4\) + 2NaOH \(\rightarrow\) \(Na_2SO_4\) + 2\(H_2O\) 


Identifikasi Konsep

pH campuran bergantung pada larutan yang bersisa setelah reaksi berlangsung. Untuk menentukan larutan mana yang habis bereaksi dan yang bersisa, kita hitung terlebih dahulu mol asam dan basanya.
n = M x V
dimana diketahui,
n = mol
\(M_a\) = molaritas asam \(H_2SO_4\) = 0,2 M
\(V_a\) = volume asam \(H_2SO_4\) = 100 mL = 0,1 L
\(M_b\) = molaritas basa NaOH = 0,2 M
\(V_b\) = volume basa NaOH = 100 mL = 0,1 L
\(V_{campuran}\) = 0,1 + 0,1 = 0,2 L
mol \(H_2SO_4\), n = M x V = 0,2 x 0,1 = 0,02 mol
mol NaOH, n = M x V = 0,2 x 0,1 = 0,02 mol

Setelah itu kita tentukan manakah yang menjadi pereaksi pembatas (larutan yang habis bereaksi) dengan membagi masing-masing mol dengan koefisiennya.
\(H_2SO_4\) = \(\frac{0,02}{1}\) = 0,02
NaOH = \(\frac{0,02}{2}\) = 0,01
Karena hasil pembagian yang paling kecil adalah NaOH maka NaOH adalah pereaksi pembatas (zat yang habis dahulu) dan \(H_2SO_4\) akan bersisa.
Untuk menentukan berapa banyak \(H_2SO_4\) yang bersisa dapat dicari dengan cara,
mol \(H_2SO_4\) sisa = mol \(H_2SO_4\) awal - mol \(H_2SO_4\) reaksi
mol reaksi dapat dicari dari perbandingan koefisien dengan pereaksi pembatas, dengan cara
mol \(H_2SO_4\) reaksi = \(\frac{a}{b}\) x mol NaOH
dimana a = koefisien \(H_2SO_4\)
             b = koefisien NaOH
sehingga
mol \(H_2SO_4\) reaksi = \(\frac{1}{2}\) x 0,02 mol
                                          =  0,01 mol
mol \(H_2SO_4\) sisa = mol \(H_2SO_4\) awal - mol \(H_2SO_4\) reaksi
                                  = 0,02 - 0,01
                                  = 0,01 mol
sisa \(H_2SO_4\) tersebutlah yang menentukan pH campuran. Untuk menentukan nilai pH \(H_2SO_4\) sisa, kita hitung nilai konsentrasi ion \(H^+\)nya melalui reaksi ionisasi \(H_2SO_4\).
\(H_2SO_4\) \(\rightarrow\) 2\(H^+\) + \(SO_4^{2-}\)
Molaritas \(H_2SO_4\) = \(\frac{mol_{H_{2}SO_{4}}}{V_{campuran}}\) 
                                    = \(\frac{0,01}{0,2}\)
                                    = 0,05 M
karena koefisien \(H^+\) = 2 x koefisien \(H_2SO_4\), maka molaritas \(H^+\) = 2 x molaritas \(H_2SO_4\) = 2 x 0,05 = 0,1 M = 1x \(10^{-1}\) M
pH = -log [\(H^+\)]
      = -log [\(1x10^{-1}\)]
      = 1 - log 1

Pembahasan Identifikasi masalah dan solusi

Jadi, pH larutan setelah dicampur adalah 1 - log 1 (A).