Hitunglah konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan asam lemah H2CO3 0,1 M jika diketahui Ka1 = 4,2 x 10-7 dan Ka2 = 4,8 x 10-11

Hitunglah konsentrasi masing-masing spesi dalam larutan asam lemah H2CO3 0,1 M jika diketahui Ka1 = 4,2 x 10-7 dan Ka2 = 4,8 x 10-11

PEMBAHASAN 

Diketahui:

Konsentrasi larutan asam H₂CO₃ = 0,1 M

Ka₁ = 4,2 x 10⁻⁷

Ka₂ = 4,8 x 10⁻¹¹

Ditanya: konsentrasi masing-masing spesi larutan asam H₂CO₃ ?

Dijawab:

• Menentukan harga Ka H₂CO₃

Reaksi ionisasi asam lemah H₂CO₃ tahap pertama:

H₂CO₃(aq) ⇄ HCO₃⁻(aq) + H⁺(aq)

Ka₁ = [H⁺] [HCO₃⁻]/ [H₂CO₃] = 4,2 x 10⁻⁷

Reaksi ionisasi asam lemah H₂CO₃ tahap kedua:

HCO₃⁻(aq) ⇄ CO₃²⁻(aq) + H⁺(aq)

Ka₂ = [H⁺] [CO₃²⁻]/ [HCO₃⁻] = 4,8 x 10-¹¹

Jika H₂CO₃ dianggap terionisasi dalam 1 tahap maka:

H₂CO₃(aq) ⇄  CO₃²⁻(aq) + 2H⁺(aq)

Ka = [H⁺]² [CO₃²⁻]/[H₂CO₃]

Hubungan Ka, Ka₁ dan Ka₂ yaitu :

Ka₁ x Ka₂ = ([H⁺] [HCO₃⁻]/[H₂CO₃]) x ([H⁺] [CO₃²⁻]/ [HCO₃⁻])

Ka1 x Ka2 = [H⁺]² [CO₃²⁻]/[H₂CO₃] = Ka

Ka = Ka1 . Ka2

Ka = 4,2 x 10⁻⁷ x 4,8 x 10⁻¹¹

Ka = 2,016x10⁻¹⁷

• Menentukan konsentrasi masing-masing spesi larutan asam H₂CO₃

       

0,1 – x = 0,1  

Ka =  [H⁺]² [CO₃²⁻]/[H₂CO₃]

2,016x10⁻¹⁷ = (2x)² (x)/0,1  

2,016x10⁻¹⁷ = 4x³/0,1

2,016x10⁻¹⁸ = 4x³

x³ = 2,016x10⁻¹⁸/4  

x³ = 5,04x10⁻¹⁹

x = 8,0x10⁻⁷

Sehingga konsentrasi masing-masing spesi larutan asam H2CO3 adalah:

[H₂CO₃ ] = 0,1 – x = 0,1 – 8,0 x 10⁻⁷  = 0,099 M

[CO₃²⁻] = x = 8,0 x 10⁻⁷  M

[H⁺] = 2x = 2 x  (8,0 x 10⁻⁷) = 1,6 x 10⁻⁶ M