Asam malat (C3H5O3COOH) adalah asam lemah yang banyak digunakan sebagai larutan penyangga, dibuat dengan cara mencampurkan asam malat dan garam natrium malat.
a. Larutan natrium malat akan terionisasi di dalam air, persamaan reaksinya:
C3H5O3COONa(aq)→C3H5O3COO−(aq)+Na+(aq)
Ketika larutan natrium malat ditambahkan ke dalam larutan asam malat, akan terbentuk larutan penyangga asam dengan sistem kesetimbangan:
C3H5O3COOH(aq)⇌C3H5O3COO−(aq)+H+(aq)
Untuk menentukan pH larutan yang terbentuk, tentukan terlebih dahulu nilai [H+]:
[H+]=Kan C3H5O3COONan C3H5O3COOH
Jumlah mol 500 mL larutan 0,125 M asam malat:
[C3H5O3COOH]=VC3H5O3COOHn C3H5O3COOHn C3H5O3COOH=[C3H5O3COOH]⋅VC3H5O3COOHn C3H5O3COOH=0,125 M⋅500 mLn C3H5O3COOH=62,5 mmol
Jumlah mol 8,20 g natrium malat (berat molekul = 156,07 g/mol):
n C3H5O3COOH=Mm C3H5O3COOHm C3H5O3COOHn C3H5O3COOH=156,07 g/mol8,20 gn C3H5O3COOH=0,0525 moln C3H5O3COOH=52,5 mmol
Nilai [H+]:
[H+]=Kan C3H5O3COONan C3H5O3COOH[H+]=4,00×10−452,5 mmol62,5 mmol[H+]=4,76×10−4
pH larutan yang terbentuk:
pH=−log [H+]pH=−log 4,76×10−4pH=4−log 4,76pH=4−0,68pH=3,32
Jadi pH larutan yang terbentuk adalah 3,32.
b. Ketika larutan penyangga asam ditambahkan dengan sedikit asam kuat, konsentrasi H+ dalam larutan akan bertambah.
Jumlah mol 45,0 mL larutan HBr 0,500 M:
[HBr]=VHBrn HBrn HBr=[HBr]⋅VHBrn HBr=0,500 M⋅45,0 mLn HBr=22,5 mmol
Jumlah mol H+ dalam larutan HBr:
HBr(aq)→H+(aq)+Br+(aq)
n HBrn H+=koefisien HBrkoefisien H+n H+=koefisien HBrkoefisien H+×n HBrn H+=11×22,5 mmol
Nilai [H+] setelah penambahan larutan HBr:
[H+]=Kan C3H5O3COONan C3H5O3COOH[H+]=4,00×10−430 mmol85 mmol[H+]=1,13×10−3
pH larutan setelah ditambahkan larutan HBr:
pH=−log [H+]pH=−log 1,13×10−3pH=3−log 1,13pH=3−0,05pH=2,95
Jadi pH setelah penambahan 45,0 mL larutan HBr 0,500 M adalah 3,95.
c. Sistem larutan penyangga dapat dianggap efektif jika pH larutannya baik sebelum atau setelah pengenceran, penambahan sedikit asam kuat, atau penambahan sedikit basa kuat, selisihnya kurang dari 1 satuan.
Selisih pH sebelum dan setelah penambahan larutan HBr:
pH=pH larutan penyangga−pH larutan setelah penambahan HBrpH=3,32−2,95pH=0,37
Jadi sistem penyangga yang dibuat dianggap efektif karena selisih pH sebelum dan setelah ditambah HBr kurang dari 1 satuan, yaitu 0,37 satuan.