APLIKASI MATEMATIKA DALAM BIDANG KIMIA

 Matematika…. mungkin tidak asing lagi kita dengar dalam kehidupan.

Matematika merupakan ilmu yang sangat sulit bagi sebagian orang. Bagaimana tidak… Sejak kecil kita telah diajarkan untuk mengenal angka, kemudian belajar penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, logika, peluang serta fungsi-fungsi dengan berbagai macam symbol dan berbagai macam bentuk metode atau cara penyelesaiannya yang terasa sangat rumit.

Matematika selalu dilibatkan dan dibutuhkan oleh seluruh bidang keilmuan dan segala aspek kehidupan, salah satunya kimia. Matematika selalu dibutuhkan oleh ilmu kimia untuk menyelesaikan permasalahannya.

Aplikasi Matematika Dalam Kimia

Menentukan pH dengan Menggunakan Logaritma

Logaritma adalah operasi matematika yang merupakan kebalikan dari eksponen atau pemangkatan Pengertian logaritma timbul sebagai kebalikan (invers) dari eksponen. .Dalam kimia log digunakan untuk menentukan derajat keasaman atau pH.

Untuk mencari nilai pH melalui perhitungan kita dapat menggunakan logaritma engan ketentuan

1.     Untuk larutan asam rumusnya : pH  = -log[H⁺]

2.     Untuk larutan basa rumusnya   : pH = -log[OH^-]

a.      Asam kuat

Rumus : [H⁺] = a.M_a

b.     Asam lemah

Rumus : [H⁺] = √Ka.Ma

c.      Basa kuat

Rumus : [OH^-] = b.M_b

d.     Basa lemah

Rumus : [OH^-] = √Kb.Mb

Keterangan

a          : valensi asam

Ka       : tetanpan ionisasi asam

Ma       : molaritas asam

b          :  valensi basa

Kb       : tetapan ionisasi basa

Mb       : molaritas basa

Contoh soal aplikasi logaritma pada soal menentukan nilai pH

Berapa pH dari 0,47 gram HNO₂ …………

(k_a HNO₂ = 4.10^-4,Mr  HNO₂ = 47)

Jawab :

Mol HNO₂ = gram/Mr = 0,47/47 = 0,01 mol (10^‑2 mol)

[H⁺]     = √K_a.Ma        =√4.10^-4.10^-2   =2.10^-3M

pH       = -log [H⁺]       = -log 2.10^-3      = 3-log 2

                                                            = 3-0,3

=2,7

Suatu larutan memiliki konsentrasi ion H⁺ sebesar 1,0 X 10^-7 M. pH-nya adalah

Diketahui : [H⁺] = 1,0 X 10^-7

Jawab :

pH       = - log [ H⁺]

                 = - log (1,0 X 10^-7)

= - log 1,0 – log 10^-7

 = - log 1,0 – (-7)

= 7 – log 1,0

= 7 – 0,00

= 7,00

Tentukan pH dari suatu larutan yang memiliki konsentrasi ion H⁺ sebesar 2 × 10⁻⁴ M. 

(Gunakan nilai log 2 = 0,3) 

Jawab :
                Diketahui :  [H⁺ ]      = 2 × 10⁻⁴

pH        = - log [H⁺]

            = - log (2 X 10^‑4)

            = - (log 2 + log 10^‑4)

            = - (log 2 – 4 log 10)

            = 4 log 10 – log 

            = 4 – 0,3

            = 3,7

(Ingat sifat log berikut : log ab = log a + log b) 

         Penerapan  Konsep Statitika pada Proses Titrasi

Statistika adalah ilmu yang berhubungan dengan cara-cara pengumpulan dan penyusunan data,pengolahan dan penganalisaan data,serta penyajian data berdasarkan kumpulan dan analisis data yang dilakukan.

Statistik adalah hasil-hasil dari pengolahan dan analisis data. Statistik salah satunya mean/rata-rata.Pada kimia terdapat aplikasi mean atau rata-rata untuk mencari titrasi asam basa

Titrasi merupakan salah satu cara untuk menentukan konsentrasi suatu larutan suatu zat dengan cara mereaksikan larutan tersebut dengan zat lain yang diketahui konsentrasinya. Prinsip dasar titrasi asam basa didasarkan pada reaksi netralisasi asam basa.
Titk eqivalen pada titrasi asam basa adalah pada saat dimana sejumlah asa tepat dinetralakan oleh sejumlah basa.

Contoh soal aplikasi mean/rata-rata pada titrasi

NaOH 0,2 M dititrasi dengan larutan HCl 0,1 M diperoleh data sebagai berikut :

Percobaan	Volume HCl
1	19
2	21
3	20

Berapa Volume NaOH pada reaksi tersebut………………..(Mr NaOH = 40)

Jawab

Volume rata-rata HCl      =           jumlah volume keseluruhan percobaan dibagi banyaknya data

                                       =           (19+21+20) : 3

             =           20

a.M_a.V_a                 =             b.M_b.V_b

1.0,1.20                 =             1.0,2.V_b

2                            =             0,2V_b

 V_b                                 =             10

elamat