Untuk menyelesaikan masalah ini, kita perlu menghitung konsentrasi dari larutan NH3 dan larutan HCl setelah dicampur. Dengan mengetahui konsentrasi, kita dapat menghitung pH campuran menggunakan persamaan ionisasi air dan konstanta kesetimbangan basa (Kb) untuk NH3.

Langkah-langkah yang perlu dilakukan:

Hitung jumlah mol NH3 dan HCl yang dicampurkan:

Jumlah mol NH3 = 0,15 mol

Jumlah mol HCl = 0,15 mol

Hitung konsentrasi NH3 dan HCl dalam larutan campuran:

Volume larutan campuran = volume NH3 + volume HCl = 0,15 L + 0,15 L = 0,3 L

Konsentrasi NH3 = jumlah mol NH3 / volume larutan campuran = 0,15 mol / 0,3 L = 0,5 M

Konsentrasi HCl = jumlah mol HCl / volume larutan campuran = 0,15 mol / 0,3 L = 0,5 M

Hitung pH campuran:

Sebelum bereaksi, larutan NH3 memiliki pH = 14 - pOH = 14 - pKb + log([NH3]/[NH4+])

Kita diketahui bahwa Kb untuk NH3 adalah 2x10^-5, sehingga pKb = -log(Kb) = -log(2x10^-5) = 4,7

[NH3] dan [NH4+] adalah konsentrasi NH3 dan NH4+ setelah bereaksi dengan HCl, yang belum diketahui

Setelah bereaksi, HCl akan bereaksi dengan NH3 membentuk NH4+ dan Cl-:

NH3 + HCl → NH4+ + Cl-

Karena NH3 dan HCl memiliki konsentrasi yang sama, maka setelah bereaksi, setengah dari NH3 akan bereaksi dan setengah lagi akan tetap sebagai NH3. Oleh karena itu, [NH3] = 0,5 x 0,5 M = 0,25 M dan [NH4+] = 0,25 M.

Ionisasi air: Kw = [H+][OH-] = 1x10^-14

Konsentrasi [OH-] dapat dihitung dengan [OH-] = Kw / [H+] = 1x10^-14 / [H+]

Konsentrasi [H+] dapat dihitung dengan [H+][OH-] = 1x10^-14 = (0,5 M - [H+])(0,5 M - [OH-]), karena NH4+ dan Cl- tidak ikut berkontribusi terhadap pH

Persamaan tersebut dapat disederhanakan menjadi [H+]^2 - 0,5x10^-5 [H+] - 2,5x10^-11 = 0

Dengan menggunakan rumus kuadrat, kita dapat menghitung [H+]

pH campuran = -log[H+]

Setelah menghitung dengan rumus kuadrat, didapat [H+] = 3,3 x 10^-3 M. Oleh karena itu, pH campuran = -log(3,3 x 10^-3) = 2,5. Sehingga pH campuran adalah 2,

jangan lupa berikan ⭐⭐⭐⭐⭐