soal larutan buffer

Larutan buffer, atau larutan penyangga, adalah salah satu konsep fundamental dalam kimia yang memiliki peran krusial dalam berbagai sistem, mulai dari proses biologis hingga aplikasi industri. Larutan ini dikenal karena kemampuannya untuk mempertahankan nilai pH-nya agar relatif konstan, meskipun ditambahkan sedikit asam atau basa kuat. Kunci dari sifat unik ini terletak pada komposisinya, yaitu campuran antara asam lemah dengan basa konjugasinya (berupa garamnya) atau basa lemah dengan asam konjugasinya (berupa garamnya). Mekanisme kerjanya melibatkan reaksi penetralan ion H⁺ atau OH⁻ yang masuk, sehingga perubahan pH dapat diminimalisir. Memahami larutan buffer sangat penting tidak hanya untuk siswa kimia, tetapi juga bagi mereka yang berkecimpung dalam bidang biologi, farmasi, dan teknik lingkungan. Latihan soal larutan buffer ini dirancang untuk menguji pemahaman Anda tentang konsep, perhitungan pH, identifikasi komponen, serta aplikasi praktis dari larutan penyangga. Persiapkan diri Anda untuk menghadapi berbagai jenis soal, mulai dari pilihan ganda, isian singkat, uraian, hingga menjodohkan, untuk memperdalam penguasaan materi ini.

Kumpulan Contoh Soal soal larutan buffer

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Apa yang dimaksud dengan larutan penyangga?

A. Larutan yang memiliki pH 7
B. Larutan yang selalu bersifat asam
C. Larutan yang dapat mempertahankan pH-nya
D. Larutan yang mudah berubah pH-nya

Kunci Jawaban:
C. Larutan yang dapat mempertahankan pH-nya

Penjelasan: Larutan penyangga didefinisikan sebagai larutan yang dapat menjaga pH-nya tetap stabil meskipun ditambahkan sedikit asam atau basa.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Komponen utama larutan penyangga asam adalah…

A. Asam kuat dan basa kuat
B. Basa kuat dan asam konjugasinya
C. Asam kuat dan garamnya
D. Asam lemah dan basa konjugasinya

Kunci Jawaban:
D. Asam lemah dan basa konjugasinya

Penjelasan: Larutan penyangga asam terbentuk dari campuran asam lemah dengan garamnya (yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah tersebut).

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Komponen utama larutan penyangga basa adalah…

A. Basa lemah dan asam konjugasinya
B. Asam lemah dan basa konjugasinya
C. Basa kuat dan garamnya
D. Asam kuat dan basa kuat

Kunci Jawaban:
A. Basa lemah dan asam konjugasinya

Penjelasan: Larutan penyangga basa terbentuk dari campuran basa lemah dengan garamnya (yang mengandung asam konjugasi dari basa lemah tersebut).

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Contoh pasangan senyawa yang dapat membentuk larutan penyangga asam adalah…

A. HCl dan NaCl
B. CH₃COOH dan CH₃COONa
C. NaOH dan NaCl
D. H₂SO₄ dan Na₂SO₄

Kunci Jawaban:
B. CH₃COOH dan CH₃COONa

Penjelasan: CH₃COOH adalah asam lemah dan CH₃COONa adalah garamnya yang mengandung basa konjugasi CH₃COO⁻. Ini adalah contoh larutan penyangga asam.

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Contoh pasangan senyawa yang dapat membentuk larutan penyangga basa adalah…

A. HCl dan NH₄Cl
B. KOH dan KCl
C. NH₃ dan NH₄Cl
D. H₂CO₃ dan NaHCO₃

Kunci Jawaban:
C. NH₃ dan NH₄Cl

Penjelasan: NH₃ adalah basa lemah dan NH₄Cl adalah garamnya yang mengandung asam konjugasi NH₄⁺. Ini adalah contoh larutan penyangga basa.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Salah satu fungsi larutan penyangga dalam tubuh manusia adalah…

A. Mempertahankan pH darah
B. Mengubah pH air menjadi netral
C. Mempercepat reaksi kimia
D. Menghilangkan bau pada limbah

Kunci Jawaban:
A. Mempertahankan pH darah

Penjelasan: Sistem penyangga dalam darah (misalnya sistem bikarbonat) sangat penting untuk menjaga pH darah dalam rentang yang sempit (7,35-7,45).

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Rumus yang digunakan untuk menghitung pH larutan penyangga asam adalah…

A. pH = pKb + log ([garam]/[basa])
B. pOH = pKa + log ([asam]/[garam])
C. pH = -log [H⁺]
D. pH = pKa + log ([garam]/[asam])

Kunci Jawaban:
D. pH = pKa + log ([garam]/[asam])

Penjelasan: Persamaan Henderson-Hasselbalch digunakan untuk menghitung pH larutan penyangga asam.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Rumus yang digunakan untuk menghitung pOH larutan penyangga basa adalah…

A. pH = pKa + log ([basa]/[garam])
B. pOH = pKa + log ([garam]/[asam])
C. pOH = pKb + log ([garam]/[basa])
D. pH = 14 – pOH

Kunci Jawaban:
C. pOH = pKb + log ([garam]/[basa])

Penjelasan: Persamaan Henderson-Hasselbalch untuk larutan penyangga basa digunakan untuk menghitung pOH, kemudian pH dapat dihitung dari pH = 14 – pOH.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Bagaimana larutan penyangga asam bekerja saat ditambahkan sedikit asam?

A. Menambah jumlah ion H⁺
B. Menetralisir ion H⁺ yang ditambahkan
C. Mengubah konsentrasi asam lemah
D. Meningkatkan nilai Ka

Kunci Jawaban:
B. Menetralisir ion H⁺ yang ditambahkan

Penjelasan: Ketika asam ditambahkan ke larutan penyangga, basa konjugasi dalam larutan akan bereaksi dengan ion H⁺ dari asam, membentuk asam lemah, sehingga perubahan pH minimal.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Bagaimana larutan penyangga asam bekerja saat ditambahkan sedikit basa?

A. Menetralisir ion OH⁻ yang ditambahkan
B. Menambah jumlah ion OH⁻
C. Mengurangi konsentrasi basa lemah
D. Meningkatkan nilai Kb

Kunci Jawaban:
A. Menetralisir ion OH⁻ yang ditambahkan

Penjelasan: Ketika basa ditambahkan ke larutan penyangga, asam lemah dalam larutan akan bereaksi dengan ion OH⁻ dari basa, membentuk air dan basa konjugasi, sehingga perubahan pH minimal.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Suatu larutan penyangga asam memiliki pKa = 5. Jika konsentrasi asam lemah dan basa konjugasinya sama, maka pH larutan tersebut adalah…

A. 5
B. 6
C. 7
D. 8

Kunci Jawaban:
A. 5

Penjelasan: Jika [asam] = [garam], maka log ([garam]/[asam]) = log 1 = 0. Jadi, pH = pKa = 5.

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Suatu larutan penyangga basa memiliki pKb = 5. Jika konsentrasi basa lemah dan asam konjugasinya sama, maka pH larutan tersebut adalah…

A. 5
B. 9
C. 7
D. 10

Kunci Jawaban:
B. 9

Penjelasan: Jika [basa] = [garam], maka log ([garam]/[basa]) = log 1 = 0. Jadi, pOH = pKb = 5. Maka pH = 14 – 5 = 9.

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Berikut ini yang BUKAN merupakan cara membuat larutan penyangga adalah…

A. Campuran CH₃COOH dan NaOH dengan mol CH₃COOH berlebih
B. Campuran NH₃ dan HCl dengan mol NH₃ berlebih
C. Campuran H₂CO₃ dan NaHCO₃
D. Larutan garam dari asam kuat dan basa kuat

Kunci Jawaban:
D. Larutan garam dari asam kuat dan basa kuat

Penjelasan: Larutan garam dari asam kuat dan basa kuat (misalnya NaCl) tidak memiliki komponen asam/basa lemah sehingga tidak dapat bertindak sebagai penyangga.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Larutan penyangga asam akan memiliki kapasitas penyangga paling efektif ketika…

A. pH = 7
B. pH = 0
C. pH = pKa
D. pH = 14

Kunci Jawaban:
C. pH = pKa

Penjelasan: Larutan penyangga paling efektif ketika konsentrasi asam lemah dan basa konjugasinya (atau basa lemah dan asam konjugasinya) sama, di mana pH = pKa atau pOH = pKb.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Salah satu cara membuat larutan penyangga asam adalah dengan mereaksikan…

A. Asam lemah dan basa kuat
B. Asam kuat dan basa lemah
C. Asam kuat dan basa kuat
D. Asam lemah dan basa lemah

Kunci Jawaban:
A. Asam lemah dan basa kuat

Penjelasan: Untuk membuat penyangga asam, kita bisa mereaksikan asam lemah dengan basa kuat, di mana asam lemah harus bersisa setelah reaksi. Sisanya akan membentuk pasangan asam lemah dan basa konjugasinya.

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Salah satu cara membuat larutan penyangga basa adalah dengan mereaksikan…

A. Asam kuat dan basa kuat
B. Basa lemah dan asam kuat
C. Asam lemah dan basa lemah
D. Asam kuat dan basa lemah

Kunci Jawaban:
B. Basa lemah dan asam kuat

Penjelasan: Untuk membuat penyangga basa, kita bisa mereaksikan basa lemah dengan asam kuat, di mana basa lemah harus bersisa setelah reaksi. Sisanya akan membentuk pasangan basa lemah dan asam konjugasinya.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Larutan penyangga dibuat dari 100 mL CH₃COOH 0,1 M dan 100 mL CH₃COONa 0,1 M. Jika Ka CH₃COOH = 10⁻⁴, pH larutan tersebut adalah…

A. 3
B. 4
C. 5
D. 6

Kunci Jawaban:
B. 4

Penjelasan: Diketahui [CH₃COOH] = 0,1 M dan [CH₃COONa] = 0,1 M. Karena [asam] = [garam], maka pH = pKa = -log Ka = -log (10⁻⁴) = 4.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Larutan penyangga dibuat dari 100 mL NH₃ 0,1 M dan 100 mL NH₄Cl 0,1 M. Jika Kb NH₃ = 10⁻⁴, pH larutan tersebut adalah…

A. 4
B. 7
C. 10
D. 11

Kunci Jawaban:
C. 10

Penjelasan: Diketahui [NH₃] = 0,1 M dan [NH₄Cl] = 0,1 M. Karena [basa] = [garam], maka pOH = pKb = -log Kb = -log (10⁻⁴) = 4. pH = 14 – pOH = 14 – 4 = 10.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Selain sistem bikarbonat, sistem penyangga penting lain yang ada dalam tubuh adalah…

A. Sistem penyangga asam klorida
B. Sistem penyangga natrium hidroksida
C. Sistem penyangga amonia
D. Sistem penyangga fosfat

Kunci Jawaban:
D. Sistem penyangga fosfat

Penjelasan: Sistem penyangga fosfat (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻) adalah salah satu sistem penyangga penting di dalam cairan intraseluler.

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Kemampuan larutan penyangga untuk menahan perubahan pH disebut…

A. Kapasitas penyangga
B. Titik ekuivalen
C. Titik akhir titrasi
D. Indikator pH

Kunci Jawaban:
A. Kapasitas penyangga

Penjelasan: Kapasitas penyangga adalah kemampuan larutan penyangga untuk menahan perubahan pH, yang bergantung pada jumlah mol komponen asam lemah dan basa konjugasinya.

Soal 21 (Isian Singkat)

Larutan penyangga asam tersusun atas campuran…

Kunci Jawaban:
Asam lemah dan basa konjugasinya

Soal 22 (Isian Singkat)

Jika konsentrasi asam lemah dan basa konjugasinya dalam larutan penyangga sama, maka pH larutan akan sama dengan nilai…

Kunci Jawaban:
pKa

Soal 23 (Isian Singkat)

Sistem penyangga utama dalam darah manusia adalah sistem…

Kunci Jawaban:
Bikarbonat

Soal 24 (Isian Singkat)

Larutan penyangga bekerja dengan cara _________ asam atau basa yang ditambahkan.

Kunci Jawaban:
Menetralisir

Soal 25 (Isian Singkat)

Fungsi utama larutan penyangga adalah mempertahankan nilai _________ larutan.

Kunci Jawaban:
pH

Soal 26 (Uraian)

Ketika sedikit asam kuat (misalnya HCl) ditambahkan, ion H⁺ dari asam kuat akan bereaksi dengan basa konjugasi (CH₃COO⁻) yang berasal dari natrium asetat. Reaksi yang terjadi adalah: CH₃COO⁻(aq) + H⁺(aq) → CH₃COOH(aq). Ion H⁺ yang masuk akan diikat dan diubah menjadi asam asetat yang merupakan asam lemah, sehingga peningkatan konsentrasi H⁺ di dalam larutan dapat diminimalisir dan perubahan pH sangat kecil.

Kunci Jawaban:
Jelaskan bagaimana larutan penyangga yang terdiri dari asam asetat (CH₃COOH) dan natrium asetat (CH₃COONa) dapat mempertahankan pH-nya ketika ditambahkan sedikit asam kuat.

Soal 27 (Uraian)

Ketika sedikit basa kuat (misalnya NaOH) ditambahkan, ion OH⁻ dari basa kuat akan bereaksi dengan asam konjugasi (NH₄⁺) yang berasal dari amonium klorida. Reaksi yang terjadi adalah: NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq) → NH₃(aq) + H₂O(l). Ion OH⁻ yang masuk akan diikat dan diubah menjadi amonia yang merupakan basa lemah dan air, sehingga peningkatan konsentrasi OH⁻ di dalam larutan dapat diminimalisir dan perubahan pH sangat kecil.

Kunci Jawaban:
Jelaskan bagaimana larutan penyangga yang terdiri dari amonia (NH₃) dan amonium klorida (NH₄Cl) dapat mempertahankan pH-nya ketika ditambahkan sedikit basa kuat.

Soal 28 (Uraian)

Mol CH₃COOH = 200 mL × 0,2 M = 40 mmol. Mol CH₃COONa = 100 mL × 0,4 M = 40 mmol. Karena mol asam lemah = mol garam (basa konjugasi), maka pH = pKa. pKa = -log Ka = -log (10⁻⁵) = 5. Jadi, pH larutan penyangga adalah 5.

Kunci Jawaban:
Hitunglah pH larutan penyangga yang dibuat dari 200 mL larutan CH₃COOH 0,2 M dan 100 mL larutan CH₃COONa 0,4 M. Diketahui Ka CH₃COOH = 10⁻⁵.

Soal 29 (Uraian)

Mol NH₃ = 150 mL × 0,3 M = 45 mmol. Mol NH₄Cl = 50 mL × 0,6 M = 30 mmol. pOH = pKb + log ([garam]/[basa]). pKb = -log Kb = -log (10⁻⁵) = 5. pOH = 5 + log (30/45) = 5 + log (2/3) = 5 + (log 2 – log 3) = 5 + (0,3 – 0,47) = 5 – 0,17 = 4,83. pH = 14 – pOH = 14 – 4,83 = 9,17. Jadi, pH larutan penyangga adalah 9,17.

Kunci Jawaban:
Hitunglah pH larutan penyangga yang dibuat dari 150 mL larutan NH₃ 0,3 M dan 50 mL larutan NH₄Cl 0,6 M. Diketahui Kb NH₃ = 10⁻⁵.

Soal 30 (Uraian)

1. Dalam darah: Sistem penyangga bikarbonat dan fosfat menjaga pH darah agar tetap stabil pada rentang 7,35-7,45. 2. Dalam industri farmasi: Obat-obatan sering diformulasikan dalam larutan penyangga untuk menjaga stabilitas pH dan efektivitasnya. 3. Dalam industri makanan dan minuman: Digunakan untuk mengontrol keasaman produk, misalnya pada minuman ringan atau produk olahan susu. 4. Dalam pertanian: Menjaga pH tanah agar sesuai untuk pertumbuhan tanaman tertentu. 5. Dalam fotografi: Larutan penyangga digunakan dalam proses pengembangan film.

Kunci Jawaban:
Sebutkan tiga contoh aplikasi larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari atau industri.

Soal 31 (Menjodohkan)

Jodohkan istilah-istilah berikut dengan deskripsi yang tepat.

Pasangkan pernyataan berikut:

Larutan penyangga asam — [ … ]
Larutan penyangga basa — [ … ]
pH = pKa — [ … ]
Sistem bikarbonat — [ … ]

Kunci Jawaban:

Larutan penyangga asam = Campuran asam lemah dan garamnya
Larutan penyangga basa = Campuran basa lemah dan garamnya
pH = pKa = Kondisi penyangga paling efektif
Sistem bikarbonat = Penyangga dalam darah

Soal 32 (Menjodohkan)

Jodohkan senyawa-senyawa berikut dengan peranannya dalam larutan penyangga.