Perhitungan pH Asam Fosfat
Asam fosfat tergolong asam triprotik yang terionisasi dalam tiga tahap. Persamaan reaksi ionisasinya adalah sebagai berikut.
Berdasarkan nilai tetapan ionisasinya, dapat diprediksi bahwa ionisasi tahap pertama sangat besar dan ionisasi berikutnya sangat kecil, seperti ditunjukkan oleh nilai Ka, dimana Ka1 >> Ka2 >> Ka3.
Contoh soal:
Berapakah pH larutan H3PO4 5M? Berapakah konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan?
Jawab:
Karena Ka2 dan Ka3 relatif sangat kecil maka spesi utama yang terdapat dalam larutan adalah hasil ionisasi tahap pertama.
Dengan menerapkan Hukum-Hukum Kesetimbangan Kimia maka konsentrasi masing-masing spesi dapat dilihat di tabel berikut:
Nilai x ≈ 0,19.
Karena nilai x relatif kecil dibandingkan nilai 5 maka dapat diabaikan.
[H+] = x = 0,19 M, dan pH = 0,72.
Dari persamaan Ka1, diketahui bahwa [H2PO4– ] = [H+] = 0,19 M sehingga [H3PO4] = 5 – x = 4,81 M.
Konsentrasi HPO42– dapat ditentukan dari persamaan Ka2.
dengan [H+] = [H2PO4–] = 0,19 M.
Jadi, [HPO42– ] = Ka2 = 6,2 × 10–8 M.
Konsentrasi [PO43–] dapat ditentukan dari persamaan Ka3, dengan nilai [H+] dan [HPO42–] diperoleh dari perhitungan sebelumnya.
[PO43–] = 1,6×10−19 M
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
[H3PO4 ] = 4,8 M ; [H2PO4– ] = [H+] = 0,19 M ; [HPO42–] = 6,2 × 10–8 M ; [PO43–] = 1,6 × 10–19 M.
Konsentrasi spesi asam fosfat dalam larutan: H3PO4 >> H2PO4– >>HPO42–.
Artinya, hanya ionisasi tahap pertama yang memberikan sumbangan utama pada pembentukan [H+]. Hal ini dapat menyederhanakan perhitungan pH untuk larutan asam fosfat.
Ionisasi tahap kedua dan ketiga tidak memberikan sumbangan [H+] yang bermakna. Hal ini disebabkan [HPO42–] adalah 6,2 × 10–8 M, artinya hanya 6,2 × 10–8 mol per liter H2PO4 yang terbentuk, bahkan dapat lebih kecil dari itu.
Walaupun demikian, Anda harus menggunakan ionisasi tahap kedua dan ketiga untuk menghitung [HPO42–] dan [PO43–] karena kedua tahap ionisasi ini merupakan sumber utama ion-ion tersebut.
Ikuti Materi kimia kelas XI selanjutnya
Berdasarkan nilai tetapan ionisasinya, dapat diprediksi bahwa ionisasi tahap pertama sangat besar dan ionisasi berikutnya sangat kecil, seperti ditunjukkan oleh nilai Ka, dimana Ka1 >> Ka2 >> Ka3.Contoh soal:
Berapakah pH larutan H3PO4 5M? Berapakah konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan?
Jawab:
Karena Ka2 dan Ka3 relatif sangat kecil maka spesi utama yang terdapat dalam larutan adalah hasil ionisasi tahap pertama.
Dengan menerapkan Hukum-Hukum Kesetimbangan Kimia maka konsentrasi masing-masing spesi dapat dilihat di tabel berikut:
Konsentrasi Awal
(mol L–1)
|
Konsentrasi Setimbang
(mol L–1)
|
| [H3PO4]o = 5 [H2PO4]o = 0 [H+]o ≈ 0 | [H3PO4] = 5 – x [H2PO4] = x [H+] = x |
Nilai x ≈ 0,19.
Karena nilai x relatif kecil dibandingkan nilai 5 maka dapat diabaikan.
[H+] = x = 0,19 M, dan pH = 0,72.
Dari persamaan Ka1, diketahui bahwa [H2PO4– ] = [H+] = 0,19 M sehingga [H3PO4] = 5 – x = 4,81 M.
Konsentrasi HPO42– dapat ditentukan dari persamaan Ka2.
dengan [H+] = [H2PO4–] = 0,19 M.Jadi, [HPO42– ] = Ka2 = 6,2 × 10–8 M.
Konsentrasi [PO43–] dapat ditentukan dari persamaan Ka3, dengan nilai [H+] dan [HPO42–] diperoleh dari perhitungan sebelumnya.
[PO43–] = 1,6×10−19 MDengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
[H3PO4 ] = 4,8 M ; [H2PO4– ] = [H+] = 0,19 M ; [HPO42–] = 6,2 × 10–8 M ; [PO43–] = 1,6 × 10–19 M.
Konsentrasi spesi asam fosfat dalam larutan: H3PO4 >> H2PO4– >>HPO42–.
Artinya, hanya ionisasi tahap pertama yang memberikan sumbangan utama pada pembentukan [H+]. Hal ini dapat menyederhanakan perhitungan pH untuk larutan asam fosfat.
Ionisasi tahap kedua dan ketiga tidak memberikan sumbangan [H+] yang bermakna. Hal ini disebabkan [HPO42–] adalah 6,2 × 10–8 M, artinya hanya 6,2 × 10–8 mol per liter H2PO4 yang terbentuk, bahkan dapat lebih kecil dari itu.
Walaupun demikian, Anda harus menggunakan ionisasi tahap kedua dan ketiga untuk menghitung [HPO42–] dan [PO43–] karena kedua tahap ionisasi ini merupakan sumber utama ion-ion tersebut.
Ikuti Materi kimia kelas XI selanjutnya
Posting Komentar