Jawaban : tidak ada jawaban yang benar

Penjelasan:

Hmm, sepertinya ini soal level seleksi Olimpiade Kimia, yahh...

Tak apalah, jadi saatnya Suhu OKI beraksi.

Pertama, asam benzoat memiliki kelarutan yang tidak tinggi, hanya 3,44 g/L pada 25 °C. Dengan Mr asam benzoat (C₆H₅COOH) yang sebesar 122 g/mol, maka konsentrasi asam benzoat maksimal yang dapat terlarut adalah,

M  =  3,44 g/L ÷ 122 g/mol = 0,028 mol/L.

Jadi, walaupun asam benzoat yang dimasukkan adalah 0,2 mol per 1 L, ya jumlah yang dapat terlarut adalah 0,028 mol/L ; tidak bisa lebih tapi bisa kurang.

Sama saja kayak kamu bisa makan 2 mangkok bakso, misalkan dikasih 5 atau 15 mangkok bakso ya cuman bisa makan 2 mangkok (bukan mangkoknya yang dimakan ya). Kalau dikasih bakso 1,5 mangkok ya langsung habis semua. Analoginya begitu.

Sekarang kita tinjau garam natrium benzoat (C₆H₅COONa), yang punya kelarutan jauh lebih besar. Natrium benzoat terdisosiasi sempurna dalam air, menurut reaksi :

C₆H₅COONa (aq)  →  C₆H₅COO⁻ (aq) + Na⁺ (aq).

Untuk asam benzoat, akan terdisosiasi parsial, menurut reaksi :

C₆H₅COOH (s)  ⇌  C₆H₅COOH (aq)  ⇌  C₆H₅COO⁻ (aq) + H⁺ (aq).

Perhatikan bahwa [C₆H₅COOH (aq)] mula-mula adalah 0,028 M BUKAN 0,2 M.

pH = 4,4 = 5 - log 4  ⇨  [H⁺] = 4 × 10⁻⁵ M

Kₐ = 7 × 10⁻⁵  =  [H⁺] [C₆H₅COO⁻] / [C₆H₅COOH]

Perhatikan bahwa ion C₆H₅COO⁻ dihasilkan dari kedua reaksi.

Reaksi pertama berlangsung sempurna (100% C₆H₅COONa terdisosiasi), sedangkan pada reaksi kedua hanya sebagian C₆H₅COOH yang terdisosiasi. Anggaplah bahwa pada reaksi kedua, hanya sebagian asam yang terdisosiasi.

Jika jumlah C₆H₅COOH yang terdisosiasi adalah x, maka :

[C₆H₅COO⁻] = 0,12 + x, sehingga :

Kₐ = 7 × 10⁻⁵  =  (4 × 10⁻⁵ M) × (0,12 + x) / (0,028 – x)

Disusun ulang, didapat : 7 / 4 = (0,12 + x) / (0,028 – x)

7 (0,028 – x) = 4 (0,12 + x)

0,196 – 7 x = 0,48 + 4 x

11 x = - 0,284

x = - 0,0258

Nilai x yang bernilai negatif berarti reaksi kesetimbangan akan berlangsung terbalik (reaksi ke arah kiri).

Tetapi, jika begini kasusnya, maka nilai dari [C₆H₅COOH] = 0,028 – x, untuk nilai x = - 0,0258 (x < 0) hasilnya akan menjadi 0,058 M. Padahal, telah dikatakan bahwa konsentrasi asam benzoat maksimal adalah 0,028 M. Sehingga, persamaan di atas harus direvisi ulang, menjadi :

Kₐ = 7 × 10⁻⁵  =  (4 × 10⁻⁵ M) × (0,12 – x) / 0,028

Disusun ulang, didapat 7 / 4 = (0,12 – x) / 0,028

0,12 – x = 1,75 × 0,028 = 0,049

x = 0,12 – 0,049 = 0,071

Sehingga, pada akhir reaksi,

[H⁺] = 4 × 10⁻⁵ M

[C₆H₅COOH] = 0,028 M

[C₆H₅COO⁻] = 0,12 – x = 0,049 M

Dicek kembali, Kₐ = (4 × 10⁻⁵ M) × 0,049 M / 0,028 M = 7 × 10⁻⁵ (benar)

Hasil akhir :

Tidak terjadi ionisasi asam benzoat, justru yang terjadi adalah

reaksi balik membentuk asam benzoat.