Sebanyak 214 gram NH4CI (Mr = 53,5) ditambahkan ke dalam air hingga volume larutan menjadi 250 ml, maka PH larutan garam tersebut adalah.... (Kb NH3 = 1 x 10-5; Kw = 10 -14) 

Seperti yang kamu tahu, garam merupakan hasil reaksi penetralan asam-basa. Garam bersifat ionik dan terdiri dari anion dan kation. Ion-ion dari garam yang terlarut dalam air akan bereaksi dengan air, kemudian membentuk larutan yang bersifat asam atau basa tergantung asam-basa penyusun garam tersebut. Pada soal terdapat garam \(NH_4Cl\) yang bersifat asam karena tersusun dari asam kuat-basa lemah. Kita akan menghitung pH larutan garam tersebut menggunakan persamaan pH dan \([H^+]\) larutan garam. Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Menentukan pH Larutan Garam.

Identifikasi Konsep

Sifat asam-basa suatu larutan dapat diukur dengan pH. Semakin rendah pH larutan, semakin besar konsentrasi ion \(H^+\) dan kekuatan asamnya. Di sisi lain, semakin tinggi pH larutan, semakin besar konsentrasi ion \(OH^-\) dan kekuatan basanya. pH larutan garam dapat ditentukan dengan persamaan berikut ini.

\(pH = - log[H^+]\) …(persamaan 1)

Salah satu jenis larutan yang dapat diukur pH-nya adalah garam. Kamu harus tahu, ya. Tidak semua garam bersifat netral dengan pH = 7. Garam juga dapat bersifat asam atau basa tergantung asam-basa penyusunnya. Ini karena konsentrasi ion \(H^+\) dan \(OH^-\) berpengaruh terhadap sifat garam. 

Semakin banyak konsentrasi ion \(H^+\), maka semakin asam sifat garam tersebut. Misalnya, garam yang terbentuk dari asam kuat dan basa lemah akan bersifat asam. Sebaliknya, semakin banyak konsentrasi ion \(OH^-\), maka semakin basa sifat garam. Misalnya, garam yang terbentuk dari basa kuat dan asam lemah akan bersifat basa. Nah, sifat asam-basa dari garam tersebut disebabkan adanya hidrolisis sebagian karena garam terbentuk dari asam atau basa lemah.

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, garam \(NH_4Cl\) terbentuk dari asam kuat \((HCl)\) dan basa lemah \((NH_3)\), sehingga bersifat asam. Reaksi yang terjadi antara asam dan basa adalah sebagai berikut.

\(HCl + NH_3 \rightarrow NH_4Cl\)

Nah, untuk mencari konsentrasi ion \(H^+\) yang digunakan dalam penentuan nilai pH larutan garam, kita dapat menerapkan persamaan sebagai berikut.

\([H^+] = \sqrt{\frac{K_{w}}{K_{b}}. [asam\ konjugasi]}\) …(persamaan 2)

Diketahui dari soal:
Volume larutan = 250 mL = 0,25 L
Massa garam \(NH_4Cl\) = 214 gram
Mr \(NH_4Cl\) = 53,5 gram/mol
\(K_b\) \(NH_3\) \(=10^{-5}\)
\(K_w=10^{-14}\)

Ditanya:
pH larutan garam \(NH_4Cl\)?

Berikut ini adalah perhitungan untuk mencari pH garam \(NH_4Cl\).

Sebelumnya terdapat hal yang harus diperhatikan. Garam \(NH_4Cl\) mengandung asam konjugasi dari \(NH_3\), yaitu ion \(NH_4^+\). Reaksi ionisasinya dapat dituliskan seperti ini.

\(NH_4Cl \rightarrow NH_4^+ + Cl^-\)

Artinya, jumlah mol \(NH_4Cl\) sama dengan jumlah mol ion \(NH_4^+\) karena perbandingannya sama. Kita akan mencari mol \(NH_4^+\) terlebih dahulu, kemudian nilainya dimasukkan ke persamaan \([H^+]\).

1) Menentukan mol garam dan asam konjugasi 
Langkah pertama, kita tentukan mol \(NH_4Cl\) dengan cara membagi massa dengan Mr-nya.

\(Mol\ NH_4Cl =\frac{massa\ zat}{Mr\ NH_4Cl}\)
\(Mol\ NH_4Cl =\frac{214\ gram}{53,5\ gram/mol}\)
\(Mol\ NH_4Cl =4\ mol\)

Ingat, mol \(NH_4^+\) sama dengan mol \(NH_4Cl\), yaitu 4 mol.

2) Menentukan konsentrasi asam konjugasi
Kemudian, kita cari konsentrasi \(NH_4^+\) dengan membagi mol dengan volume larutan.

\([NH_4^+] =\frac{mol\ NH_4^+}{volume\ larutan}\)
\([NH_4^+] =\frac{4\ mol}{0,25\ L}\)
\([NH_4^+] =16\ mol/L\)

3) Menentukan konsentrasi ion \(H^+\) dari larutan
Setelah itu, nilai \([H^+]\) dapat dicari dengan persamaan 2 seperti ini.

\([H^+] = \sqrt{\frac{K_{w}}{K_{b}}\ .\ [asam\ konjugasi]}\)
\([H^+] = \sqrt{\frac{10^{-14}}{10^{-5}}\ .\ (16\ M)}\) 
\([H^+] = \sqrt{16.10^{-9}}\) 
\([H^+] =4.10^{-4,5}\ M\)

4) Menentukan pH larutan garam
Nilai \([H^+]\) selanjutnya dimasukkan ke persamaan 1 sebagai berikut.

\(pH = - log\ [H^+]\)
\(pH = - log\ (4.10^{-4,5})\)
\(pH = 4,5-log\ 4\)

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, pH larutan garam \(NH_4Cl\) tersebut adalah \(4,5-log\ 4\).

Konsep terkait:
<ul><li>Menentukan \([H^+]\) Larutan Garam</li><li>Konsep Mol</li><li>Molaritas Zat</li></ul>