Analisis Asam-Basa dalam Praktik: Ujian Latihan Kimia

Uji pemahaman Anda tentang analisis asam-basa melalui naskah latihan kimia orisinal bernilai 50 poin ini. Terapkan keterampilan Anda pada probe digital, titrasi rumah tangga, kendali mutu industri, dan praktik penelitian yang penuh hormat, dilengkapi pembahasan lengkap dan panduan penilaian.

Ini adalah naskah latihan orisinal tutorgum yang mencakup analisis asam-basa dalam praktik, menggunakan cakupan topik kimia-2017 yang disediakan. Naskah ini menguji pengukuran pH dan konduktivitas digital, analisis keasaman produk rumah tangga, kendali mutu titrasi industri, serta penyelidikan analisis asam-basa secara penuh hormat dalam konteks komunitas Aborigin dan Penduduk Kepulauan Selat Torres. Naskah ini merupakan latihan yang berfokus pada topik tertentu, bukan ujian seluruh mata pelajaran atau naskah ujian NESA resmi, yang didukung secara resmi, dari tahun-tahun sebelumnya, maupun prediksi.

01Petunjuk ujian

KetentuanRincian
Total nilai50
Waktu membaca yang disarankan5 menit
Waktu pengerjaan yang disarankan75 menit
PeralatanKalkulator ilmiah dan penggaris
SoalJawab kelima soal
PengerjaanTunjukkan perhitungan, substitusi, satuan, dan pembulatan yang sesuai

Ketentuan ini merupakan kondisi yang disarankan untuk naskah latihan ini, bukan pernyataan mengenai aturan ujian resmi.

Cakupan materi yang diujikan

Naskah ini hanya menguji cakupan topik yang disediakan:

  • Probe dan instrumen digital untuk mengumpulkan, mengolah, dan mengevaluasi data pH dan konduktivitas.
  • Kalibrasi, kualitas pengambilan sampel, keterulangan hasil, dan kesesuaian metode analisis.
  • Analisis keasaman produk rumah tangga, termasuk titrasi dan penyampaian hasil.
  • Titrasi industri, kendali mutu, dan pengambilan keputusan terkait spesifikasi produk.
  • Penyelidikan analisis asam-basa secara penuh hormat dalam konteks Aborigin dan Penduduk Kepulauan Selat Torres, termasuk kewenangan komunitas, konteks budaya, dan pelaporan yang bertanggung jawab.

Modul Kimia lainnya dan materi di luar cakupan yang ditentukan ini tidak termasuk.

Konvensi pengerjaan

  • Gunakan liter saat menghitung jumlah zat berdasarkan konsentrasi dalam mol L⁻¹.
  • Cantumkan satuan pada jawaban numerik, kecuali untuk besaran yang tidak memiliki satuan, seperti pH.
  • Berikan jawaban dengan jumlah angka penting yang sesuai dan konsisten dengan data yang diberikan.
  • Bacalah setiap soal dengan cermat. Nyatakan bukti yang mendukung kesimpulan Anda, terutama saat mengevaluasi data atau kesesuaian suatu metode.

02Soal

Soal 1 (8 poin)

Seorang siswa bermaksud mengukur pH produk pembersih rumah tangga yang bersifat basa menggunakan probe pH digital.

Probe tersebut telah dikalibrasi menggunakan larutan penyangga pH 4.00 dan pH 7.00. Seorang teknisi kemudian memeriksa kinerjanya menggunakan bagian baru dari tiga larutan penyangga tersertifikasi.

pH larutan penyangga tersertifikasiPembacaan probe
4.004.02
7.006.99
10.009.62

Kriteria penerimaan menetapkan bahwa setiap pemeriksaan harus berada dalam rentang ±0.05 satuan pH dari nilai tersertifikasi.

(a) Hitung deviasi absolut antara nilai tersertifikasi dan pembacaan probe untuk setiap larutan penyangga. (3 poin)

(b) Tentukan apakah hasil ini membenarkan penggunaan probe di seluruh rentang pH, termasuk untuk produk pembersih yang bersifat basa tersebut. Berikan alasan berdasarkan kriteria penerimaan. (2 poin)

(c) Uraikan prosedur perbaikan yang sesuai dan langkah verifikasi yang harus dilakukan sebelum probe digunakan untuk mengukur produk pembersih tersebut. (3 poin)

Soal 2 (9 poin)

Sebuah tim lapangan mengumpulkan tiga pembacaan pH dan konduktivitas berulang dari masing-masing tiga sampel air. Setiap rangkaian pembacaan merupakan pengukuran berulang terhadap sampel yang sama.

Konduktivitas dilaporkan dalam mikrosiemens per sentimeter (µS cm⁻¹).

SampelPembacaan pHPembacaan konduktivitas (µS cm⁻¹)
A6.42, 6.48, 6.43180, 185, 181
B5.12, 5.18, 7.82620, 625, 618
C7.21, 7.24, 7.22205, 208, 206
Grafik garis yang menunjukkan tiga pembacaan pH berulang untuk sampel air A, B, dan C, diplot terhadap nomor ulangan 1-3. Sampel A memiliki rentang pH 6.42 hingga 6.48, sampel B dari 5.12 hingga 7.82, dan sampel C dari 7.21 hingga 7.24.
  • Sampel A
  • Sampel B
  • Sampel C
Pembacaan pH aktual dari artikel, diplot terhadap nomor ulangan. Sumbu vertikal harus mencakup pH 4-8. Garis menghubungkan pengukuran berturut-turut dalam setiap sampel.

(a) Hitung rata-rata pH sampel A dan C. Berikan setiap jawaban hingga dua angka di belakang koma. (2 poin)

(b) Identifikasi sampel dengan keterulangan pengukuran pH paling buruk. Hitung rentang pembacaannya. (2 poin)

(c) Hitung rata-rata konduktivitas sampel B. Sertakan satuan yang sesuai. (2 poin)

(d) Nyatakan satu inferensi yang didukung oleh data konduktivitas sampel B. Kemudian, nyatakan satu kesimpulan tentang sampel yang tidak dapat ditetapkan hanya berdasarkan konduktivitas. (2 poin)

(e) Identifikasi satu pemeriksaan prosedural yang harus dilakukan sebelum hasil pH sampel B diterima. (1 poin)

Soal 3 (11 poin)

Seorang siswa menyelidiki keasaman minuman lemon rumah tangga menggunakan titrasi.

pH minuman asli, yang diukur secara terpisah, adalah 2.84.

Siswa tersebut memipet 10.00 mL minuman ke dalam labu ukur 100.0 mL, lalu mengencerkannya dengan air suling hingga tanda batas. Selanjutnya, aliquot 20.00 mL, yaitu bagian larutan dengan volume terukur, dari larutan encer tersebut dititrasi menggunakan natrium hidroksida, NaOH, dengan konsentrasi 0.1000 mol L⁻¹.

Volume titran (titre) adalah volume titran yang ditambahkan hingga mencapai titik akhir titrasi.

Ketiga volume titran yang diperoleh adalah:

PercobaanVolume titran NaOH (mL)
112.35
212.45
312.40

Untuk perhitungan, anggap bahwa asam sitrat merupakan satu-satunya asam yang berkontribusi terhadap volume titran. Gunakan persamaan reaksi yang diberikan:

\[ \ce{C6H8O7 + 3NaOH -> Na3C6H5O7 + 3H2O} \]

(a) Hitung volume titran rata-rata. (1 poin)

(b) Hitung jumlah NaOH yang ditambahkan pada volume titran rata-rata, dalam mol. (2 poin)

(c) Hitung konsentrasi asam sitrat dalam minuman yang telah diencerkan, dalam mol L⁻¹. (3 poin)

(d) Hitung konsentrasi asam sitrat dalam minuman asli, dalam mol L⁻¹. (2 poin)

(e) Jelaskan mengapa pH yang diukur dan konsentrasi yang diperoleh dari titrasi menggambarkan sifat minuman yang berbeda. (2 poin)

(f) Nyatakan satu alasan mengapa nilai yang dihitung mungkin tidak sama dengan konsentrasi asam sitrat yang sebenarnya dalam minuman nyata. (1 poin)

Soal 4 (12 poin)

Sebuah pabrik industri memproduksi larutan pembersih yang mengandung asam monoprotik, yang dinyatakan sebagai HZ. Asam monoprotik bereaksi dengan satu mol NaOH untuk setiap mol asam.

Seorang teknisi kendali mutu menitrasi sampel 25.00 mL dari setiap batch menggunakan NaOH 0.1500 mol L⁻¹ yang telah distandardisasi.

Reaksinya adalah:

\[ \ce{HZ + NaOH -> NaZ + H2O} \]

Spesifikasi produk mensyaratkan konsentrasi asam antara 0.185 dan 0.195 mol L⁻¹, termasuk kedua batas tersebut.

Volume titran berikut dicatat.

PercobaanBatch A (mL)Batch B (mL)
131.5534.20
231.6034.15
331.6534.25

(a) Hitung volume titran rata-rata untuk setiap batch. (2 poin)

(b) Hitung konsentrasi asam dalam setiap batch, dalam mol L⁻¹. (4 poin)

(c) Tentukan batch yang memenuhi spesifikasi produk. Dukung keputusan Anda dengan bukti numerik. (2 poin)

(d) Jelaskan satu alasan pengambilan beberapa volume titran berulang. Nyatakan satu keterbatasan jika hanya mengandalkan pengukuran berulang. (2 poin)

(e) Rekomendasikan dua tindakan kendali mutu yang sesuai untuk batch B sebelum batch tersebut dilepas untuk digunakan. (2 poin)

Soal 5 (10 poin)

Sebuah proyek pemantauan lingkungan kontemporer fiktif dipimpin oleh tim penjaga lingkungan dari komunitas Aborigin. Tim tersebut memilih dua lokasi pemantauan dan menggabungkan pengamatan berbasis tempat dengan pengukuran menggunakan probe pH digital dan meter konduktivitas.

Seorang mitra penelitian menyusun draf laporan yang menggambarkan proyek tersebut sebagai “metode tradisional Aborigin untuk mengidentifikasi air asam”, hanya berdasarkan pembacaan instrumen. Mitra tersebut juga mengusulkan untuk menerbitkan lokasi persis kedua tempat dan pengamatan tim tanpa persetujuan lebih lanjut dari komunitas.

Skenario ini bersifat fiktif. Skenario ini tidak menggambarkan komunitas, praktik budaya, atau sistem pengetahuan tertentu.

(a) Jelaskan hal yang dapat ditetapkan dari pengukuran pH dan konduktivitas masing-masing untuk sampel air. Nyatakan satu keterbatasan dari setiap pengukuran. (4 poin)

(b) Identifikasi dua tindakan yang dapat mendukung kolaborasi yang penuh hormat dan kendali komunitas atas pengetahuan serta data yang terlibat dalam proyek tersebut. (2 poin)

(c) Evaluasi deskripsi proyek yang diusulkan. Sarankan cara yang lebih akurat untuk menggambarkan pekerjaan tersebut dalam sumber pendidikan yang diterbitkan. (2 poin)

(d) Identifikasi dua pemeriksaan ilmiah yang harus dilakukan sebelum hasil pengukuran lapangan dilaporkan. (2 poin)

03Pembahasan dan panduan penilaian

Berikan poin lanjutan apabila siswa menerapkan metode yang benar pada hasil numerik sebelumnya, meskipun hasil tersebut mengandung kesalahan. Terima metode yang secara matematis setara, pembulatan yang sesuai, serta prosedur alternatif yang valid jika diizinkan oleh soal.

Pembahasan 1

(a) Hitung deviasi absolut. (3 poin)

Deviasi absolut adalah nilai mutlak dari selisih antara pembacaan probe dan pH tersertifikasi.

Untuk larutan penyangga pH 4.00:

\[ |4.02-4.00|=0.02 \]

Untuk larutan penyangga pH 7.00:

\[ |6.99-7.00|=0.01 \]

Untuk larutan penyangga pH 10.00:

\[ |9.62-10.00|=0.38 \]

Deviasinya masing-masing adalah 0.02, 0.01, dan 0.38 satuan pH.

Penilaian:

  • 1 poin untuk deviasi larutan penyangga pH 4.00.
  • 1 poin untuk deviasi larutan penyangga pH 7.00.
  • 1 poin untuk deviasi larutan penyangga pH 10.00.

(b) Evaluasi kesesuaian probe. (2 poin)

Probe tidak memenuhi kriteria penerimaan di seluruh rentang pH.

Pemeriksaan pada pH 4.00 dan pH 7.00 berada dalam batas deviasi yang diizinkan, yaitu ±0.05. Namun, pemeriksaan pada pH 10.00 menghasilkan deviasi sebesar 0.38, yang melampaui batas yang diizinkan.

Hasil tersebut tidak membenarkan penggunaan probe untuk mengukur produk pembersih yang bersifat basa sampai masalah kalibrasinya ditangani.

Penilaian:

  • 1 poin untuk kesimpulan yang benar bahwa probe tidak dapat diterima di seluruh rentang pH.
  • 1 poin untuk mengidentifikasi kegagalan pemeriksaan pH 10.00 dan membandingkan deviasinya dengan batas toleransi.

(c) Rekomendasikan prosedur perbaikan. (3 poin)

Prosedur yang sesuai meliputi:

  1. Bersihkan dan bilas probe, periksa apakah ada kerusakan, serta pastikan probe telah disimpan dengan benar.
  2. Kalibrasi ulang menggunakan larutan penyangga baru yang sesuai, termasuk pH 7.00 dan pH 10.00 untuk mencakup rentang basa yang diperkirakan.
  3. Verifikasi kalibrasi menggunakan standar yang diketahui dan sesuai sebelum mengukur produk pembersih. Probe tidak boleh digunakan untuk melaporkan hasil sampai semua pemeriksaan memenuhi kriteria penerimaan. Jika probe tetap gagal, probe harus diservis atau diganti.

Penilaian:

  • 1 poin untuk langkah pembersihan, pemeriksaan, atau pemeliharaan yang sesuai.
  • 1 poin untuk kalibrasi ulang menggunakan larutan penyangga baru yang sesuai.
  • 1 poin untuk verifikasi menggunakan standar yang diketahui dan tindakan yang tepat jika probe tetap gagal.

Pembahasan 2

(a) Hitung rata-rata pH sampel A dan C. (2 poin)

Rata-rata dihitung dengan menjumlahkan pembacaan berulang, kemudian membaginya dengan tiga.

Untuk sampel A:

\[ \begin{aligned} \text{Rata-rata pH} &=\frac{6.42+6.48+6.43}{3}\\ &=\frac{19.33}{3}\\ &=6.44 \end{aligned} \]

Untuk sampel C:

\[ \begin{aligned} \text{Rata-rata pH} &=\frac{7.21+7.24+7.22}{3}\\ &=\frac{21.67}{3}\\ &=7.22 \end{aligned} \]

Penilaian:

  • 1 poin untuk rata-rata pH sampel A yang benar.
  • 1 poin untuk rata-rata pH sampel C yang benar.

(b) Identifikasi sampel dengan keterulangan paling buruk. (2 poin)

Sampel B memiliki keterulangan paling buruk karena pembacaannya jauh lebih bervariasi dibandingkan pembacaan sampel A dan C.

Rentang adalah nilai pembacaan tertinggi dikurangi nilai pembacaan terendah:

\[ \begin{aligned} \text{Rentang}&=7.82-5.12\\ &=2.70\text{ satuan pH} \end{aligned} \]

Rentang yang besar ini menunjukkan bahwa pengukuran pH berulang untuk sampel B tidak konsisten.

Penilaian:

  • 1 poin untuk mengidentifikasi sampel B.
  • 1 poin untuk menghitung rentang sebesar 2.70 satuan pH.

(c) Hitung rata-rata konduktivitas sampel B. (2 poin)

Rata-rata konduktivitas adalah:

\[ \begin{aligned} \text{Rata-rata konduktivitas} &=\frac{620+625+618}{3}\\ &=\frac{1863}{3}\\ &=621\text{ µS cm}^{-1} \end{aligned} \]

Penilaian:

  • 1 poin untuk menghitung rata-rata dengan benar.
  • 1 poin untuk jawaban yang benar beserta satuannya.

(d) Tafsirkan data konduktivitas. (2 poin)

Sampel B memiliki rata-rata konduktivitas sebesar 621 µS cm⁻¹, jauh lebih tinggi daripada rata-rata konduktivitas sampel A (182 µS cm⁻¹) atau sampel C (sekitar 206 µS cm⁻¹).

Hal ini mendukung inferensi bahwa sampel B mengandung lebih banyak ion terlarut yang dapat bergerak. Namun, konduktivitas saja tidak dapat mengidentifikasi ion yang ada atau menetapkan apakah sampel tersebut bersifat asam atau basa.

Penilaian:

  • 1 poin untuk inferensi yang masuk akal berdasarkan konduktivitas yang lebih tinggi.
  • 1 poin untuk menjelaskan keterbatasan yang valid, seperti ketidakmampuan mengidentifikasi ion tertentu atau menentukan keasaman hanya berdasarkan konduktivitas.

pH dan konduktivitas mengukur sifat yang berbeda

Skala pH

Asam: di bawah 7; netral: 7; basa: di atas 7 (pada 25 °C).

Menunjukkan tingkat keasaman atau kebasaan.

Skala konduktivitas

Rendah → tinggi seiring meningkatnya konsentrasi dan mobilitas ion terlarut yang dapat bergerak.

Tidak menentukan pH secara langsung atau mengidentifikasi ion tertentu.

pH menggambarkan tingkat keasaman atau kebasaan; konduktivitas mencerminkan kemampuan ion terlarut yang dapat bergerak untuk menghantarkan arus listrik. Konduktivitas tidak menentukan pH secara langsung. pH netral adalah 7 pada 25 °C.

(e) Rekomendasikan satu pemeriksaan prosedural. (1 poin)

Teknisi dapat membilas probe pH, memasukkannya ke bagian baru dari sampel B, menunggu hingga pembacaan stabil, lalu mengulangi pengukuran. Sebagai alternatif, teknisi dapat memverifikasi kalibrasi probe menggunakan larutan penyangga yang sesuai.

Kedua pendekatan tersebut dapat membantu menentukan apakah pembacaan yang tidak konsisten disebabkan oleh prosedur pengukuran atau instrumen.

Penilaian:

  • 1 poin untuk satu pemeriksaan prosedural yang valid.

Pembahasan 3

(a) Hitung volume titran rata-rata. (1 poin)

\[ \begin{aligned} \text{Volume titran rata-rata} &=\frac{12.35+12.45+12.40}{3}\\ &=12.40\text{ mL} \end{aligned} \]

Penilaian:

  • 1 poin untuk volume titran rata-rata yang benar.

(b) Hitung jumlah NaOH. (2 poin)

Pertama, ubah volume titran rata-rata menjadi liter:

\[ 12.40\text{ mL}=0.01240\text{ L} \]

Jumlah zat terlarut, \(n\), dihitung dengan mengalikan konsentrasinya, \(c\), dengan volumenya, \(V\), dalam liter.

\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH})&=cV\\ &=0.1000\times0.01240\\ &=0.001240\text{ mol} \end{aligned} \]

Dengan demikian, jumlah NaOH yang ditambahkan adalah \(1.240\times10^{-3}\) mol.

Penilaian:

  • 1 poin untuk mengubah volume titran menjadi liter dan menggunakan hubungan yang benar.
  • 1 poin untuk jumlah zat dalam mol yang benar.

(c) Hitung konsentrasi dalam minuman yang telah diencerkan. (3 poin)

Persamaan yang diberikan menunjukkan bahwa satu mol asam sitrat bereaksi dengan tiga mol NaOH.

Dengan demikian:

\[ \begin{aligned} n(\text{asam sitrat}) &=\frac{n(\ce{NaOH})}{3}\\ &=\frac{0.001240}{3}\\ &=4.133\times10^{-4}\text{ mol} \end{aligned} \]

Aliquot yang dititrasi memiliki volume 20.00 mL, atau 0.02000 L.

Konsentrasi asam sitrat dalam minuman yang telah diencerkan adalah:

\[ \begin{aligned} c&=\frac{n}{V}\\ &=\frac{4.133\times10^{-4}}{0.02000}\\ &=0.02067\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Penilaian:

  • 1 poin untuk menerapkan perbandingan mol asam sitrat terhadap NaOH sebesar 1:3 dengan benar.
  • 1 poin untuk membagi dengan volume aliquot yang benar dalam liter.
  • 1 poin untuk konsentrasi yang benar beserta satuannya.

(d) Hitung konsentrasi dalam minuman asli. (2 poin)

Sampel asli sebanyak 10.00 mL diencerkan hingga volume akhir 100.0 mL.

Faktor pengencerannya adalah:

\[ \text{Faktor pengenceran}=\frac{100.0}{10.00}=10.00 \]

Dengan demikian, konsentrasi asli adalah sepuluh kali konsentrasi larutan encer:

\[ \begin{aligned} c_{\text{asli}} &=0.02067\times10.00\\ &=0.2067\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Perkiraan konsentrasi asam sitrat dalam minuman asli adalah \(0.2067\text{ mol L}^{-1}\), berdasarkan asumsi yang dinyatakan.

Penilaian:

  • 1 poin untuk mengidentifikasi dan menerapkan faktor pengenceran 10.00.
  • 1 poin untuk konsentrasi asli yang benar beserta satuannya.

Dari data titrasi ke konsentrasi asli

  1. Lakukan pengenceran

    Encerkan sampel asli dengan volume terukur hingga mencapai volume akhir yang diketahui.

  2. Titrasi bagian sampel terukur

    Titrasi bagian sampel terukur dengan NaOH standar; catat volume titrannya.

  3. Hitung jumlah mol asam

    Gunakan jumlah mol NaOH dan perbandingan mol dalam persamaan reaksi setara.

  4. Tentukan konsentrasi larutan encer

    Bagi jumlah mol asam dengan volume bagian sampel dalam liter.

  5. Tentukan kembali konsentrasi asli

    Kalikan konsentrasi larutan encer dengan faktor pengenceran.

Diasumsikan bahwa persamaan reaksi setara mewakili asam yang diukur dan asam lain tidak mengganggu pengukuran. Jika tidak, titrasi mungkin mengukur total keasaman tertitrasi.

(e) Jelaskan perbedaan antara pH dan hasil titrasi. (2 poin)

Nilai pH sebesar 2.84 menunjukkan tingkat keasaman minuman asli pada saat pengukuran dilakukan. Nilai ini berkaitan dengan aktivitas ion hidrogen dalam larutan.

Titrasi mengukur jumlah NaOH yang diperlukan untuk menetralkan asam hingga mencapai titik akhir yang dipilih. Berdasarkan asumsi yang dinyatakan, pengukuran ini memberikan perkiraan konsentrasi asam sitrat. Secara lebih umum, titrasi dapat digunakan untuk menentukan keasaman tertitrasi, yang merupakan sifat berbeda dari pH.

Kedua pengukuran tersebut menjawab pertanyaan yang berbeda, sehingga nilai pH tidak dapat langsung digunakan sebagai pengganti dalam perhitungan titrasi.

Penilaian:

  • 1 poin untuk menjelaskan hal yang ditunjukkan oleh pH.
  • 1 poin untuk menjelaskan hal yang diukur melalui titrasi dan membedakannya dari pH.

(f) Nyatakan satu keterbatasan. (1 poin)

Minuman nyata mungkin mengandung asam lain yang juga bereaksi dengan NaOH. Jika asam-asam tersebut ada, titrasi dapat mengukur total keasaman tertitrasi minuman, bukan hanya konsentrasi asam sitrat yang sebenarnya.

Penilaian:

  • 1 poin untuk mengidentifikasi keterbatasan yang valid, seperti keberadaan asam lain atau ketidakpastian dalam menentukan titik akhir.

Pembahasan 4

(a) Hitung volume titran rata-rata untuk setiap batch. (2 poin)

Untuk batch A:

\[ \begin{aligned} \text{Volume titran rata-rata} &=\frac{31.55+31.60+31.65}{3}\\ &=31.60\text{ mL} \end{aligned} \]

Untuk batch B:

\[ \begin{aligned} \text{Volume titran rata-rata} &=\frac{34.20+34.15+34.25}{3}\\ &=34.20\text{ mL} \end{aligned} \]

Penilaian:

  • 1 poin untuk volume titran rata-rata batch A yang benar.
  • 1 poin untuk volume titran rata-rata batch B yang benar.

(b) Hitung konsentrasi asam dalam setiap batch. (4 poin)

Reaksi antara HZ dan NaOH memiliki perbandingan mol 1:1. Oleh karena itu, jumlah asam dalam setiap sampel sama dengan jumlah NaOH yang ditambahkan pada volume titran rata-rata.

Untuk batch A:

\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH}) &=cV\\ &=0.1500\times0.03160\\ &=0.004740\text{ mol} \end{aligned} \]

Konsentrasi asam adalah:

\[ \begin{aligned} c(\ce{HZ}) &=\frac{0.004740}{0.02500}\\ &=0.1896\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Untuk batch B:

\[ \begin{aligned} n(\ce{NaOH}) &=0.1500\times0.03420\\ &=0.005130\text{ mol} \end{aligned} \]

Konsentrasi asam adalah:

\[ \begin{aligned} c(\ce{HZ}) &=\frac{0.005130}{0.02500}\\ &=0.2052\text{ mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Konsentrasi yang dihitung adalah 0.1896 mol L⁻¹ untuk batch A dan 0.2052 mol L⁻¹ untuk batch B.

Penilaian:

  • 1 poin untuk menghitung jumlah NaOH pada batch A dengan benar.
  • 1 poin untuk menghitung konsentrasi asam pada batch A dengan benar.
  • 1 poin untuk menghitung jumlah NaOH pada batch B dengan benar.
  • 1 poin untuk menghitung konsentrasi asam pada batch B dengan benar.

(c) Tentukan batch yang memenuhi spesifikasi. (2 poin)

Batch A memenuhi spesifikasi karena konsentrasinya, yaitu 0.1896 mol L⁻¹, berada dalam rentang yang diizinkan, yakni 0.185-0.195 mol L⁻¹.

Batch B tidak memenuhi spesifikasi karena konsentrasinya, yaitu 0.2052 mol L⁻¹, melampaui batas atas sebesar 0.195 mol L⁻¹.

Penilaian:

  • 1 poin untuk mengidentifikasi dengan benar bahwa batch A memenuhi spesifikasi dan batch B tidak memenuhinya.
  • 1 poin untuk mendukung keputusan dengan konsentrasi yang dihitung dan batas spesifikasi.

(d) Jelaskan tujuan dan keterbatasan volume titran berulang. (2 poin)

Volume titran berulang membantu menilai keterulangan hasil. Hasil yang serupa memberikan bukti bahwa prosedur pengukuran menghasilkan hasil yang konsisten, sedangkan hasil yang tidak biasa dapat menunjukkan adanya kesalahan acak atau masalah prosedural.

Namun, pengukuran berulang tidak selalu mengungkap kesalahan sistematis. Sebagai contoh, instrumen pengukur yang tidak dikalibrasi dengan benar atau konsentrasi NaOH yang tidak akurat dapat memengaruhi setiap percobaan dengan cara yang serupa.

Penilaian:

  • 1 poin untuk menjelaskan bagaimana volume titran berulang membantu menilai konsistensi atau mengidentifikasi hasil yang menyimpang.
  • 1 poin untuk mengidentifikasi keterbatasan, seperti ketidakmampuan mendeteksi kesalahan sistematis hanya melalui pengulangan.

(e) Rekomendasikan dua tindakan kendali mutu untuk batch B. (2 poin)

Pertama, tahan batch B dan jangan lepaskan batch tersebut untuk digunakan selama hasilnya masih berada di luar spesifikasi.

Kedua, ambil sampel baru yang representatif dan ulangi titrasi menggunakan peralatan yang telah diverifikasi serta NaOH yang telah distandardisasi. Jika hasilnya terkonfirmasi, selidiki proses produksi dan terapkan prosedur perbaikan yang disetujui pabrik sebelum menguji ulang batch tersebut.

Kendali mutu asam industri

  1. Ambil sampel batch

    Ambil sampel yang representatif dengan prosedur yang konsisten.

  2. Titrasi sampel

    Titrasi bagian sampel terukur dengan NaOH yang telah distandardisasi.

  3. Hitung konsentrasi

    Gunakan volume titran rata-rata, konsentrasi NaOH, dan perbandingan mol reaksi.

  4. Periksa spesifikasi

    Bandingkan konsentrasi asam hasil perhitungan dengan rentang yang diizinkan.

  5. Tahan atau lepaskan

    Lepaskan jika memenuhi spesifikasi; jika tidak, tahan, selidiki, dan uji ulang.

Lepaskan batch hanya jika hasil analisis yang valid memenuhi spesifikasi produk. Jika hasil tidak memenuhi spesifikasi atau masih diragukan, tahan batch, lakukan penyelidikan, dan uji ulang sesuai kebutuhan.

Penilaian:

  • 1 poin untuk merekomendasikan agar batch ditahan sampai hasilnya dikonfirmasi.
  • 1 poin untuk merekomendasikan pengambilan sampel ulang, pengujian ulang, atau penyelidikan yang sesuai sebelum batch dilepas.

Pembahasan 5

(a) Jelaskan hal yang ditunjukkan oleh pengukuran pH dan konduktivitas. (4 poin)

pH menunjukkan seberapa asam atau basa suatu sampel air. Namun, pengukuran pH saja tidak dapat mengidentifikasi zat yang menyebabkan keasaman terukur atau menjelaskan sumbernya.

Konduktivitas menunjukkan seberapa mudah suatu larutan menghantarkan arus listrik, yang bergantung pada keberadaan dan perilaku ion terlarut yang dapat bergerak. Namun, konduktivitas saja tidak dapat mengidentifikasi ion tertentu yang ada atau menetapkan apakah air tersebut bersifat asam atau basa.

Kedua pengukuran ini memberikan informasi yang saling melengkapi. Tidak satu pun dari keduanya, jika digunakan sendiri, dapat mengidentifikasi penyebab perubahan kualitas air.

Penilaian:

  • 1 poin untuk menjelaskan hal yang ditunjukkan oleh pH.
  • 1 poin untuk menyatakan keterbatasan pengukuran pH.
  • 1 poin untuk menjelaskan hal yang ditunjukkan oleh konduktivitas.
  • 1 poin untuk menyatakan keterbatasan pengukuran konduktivitas.

(b) Rekomendasikan dua tindakan untuk kolaborasi yang penuh hormat. (2 poin)

Dua tindakan yang sesuai adalah:

  1. Dapatkan persetujuan berdasarkan informasi yang memadai dari komunitas terkait dan ikuti protokol komunitas tersebut sebelum menggunakan, membagikan, atau menerbitkan hasil pengamatan dan informasi lokasi.
  2. Sepakati cara komunitas mengendalikan, meninjau, menafsirkan, dan menyetujui penggunaan pengetahuan serta datanya, termasuk pencantuman atribusi yang sesuai dan pembatasan pembagian informasi mengenai lokasi sensitif.

Masyarakat Aborigin dan Penduduk Kepulauan Selat Torres memiliki keragaman. Peneliti tidak boleh menganggap bahwa protokol, pengetahuan, atau preferensi satu komunitas berlaku bagi komunitas lainnya.

Penilaian:

  • 1 poin untuk tindakan yang sesuai terkait persetujuan, konsultasi, atau protokol komunitas.
  • 1 poin untuk tindakan yang sesuai terkait kendali data, persetujuan publikasi, atribusi, atau perlindungan informasi sensitif.

(c) Evaluasi deskripsi yang diusulkan. (2 poin)

Deskripsi tersebut tidak didukung oleh bukti yang diberikan. Penggunaan probe digital dalam proyek kontemporer yang dipimpin komunitas tidak dengan sendirinya membuktikan bahwa metode tersebut bersifat tradisional. Selain itu, penggunaan instrumen dalam satu proyek tidak mendukung klaim umum tentang seluruh masyarakat Aborigin dan Penduduk Kepulauan Selat Torres.

Deskripsi yang lebih akurat adalah:

Sebuah proyek pemantauan air kontemporer yang dipimpin komunitas dan menggabungkan pengamatan berbasis tempat dengan pengukuran pH serta konduktivitas, yang dideskripsikan dan dibagikan dengan persetujuan komunitas yang berpartisipasi.

Pengetahuan atau praktik budaya tertentu hanya boleh dideskripsikan jika didukung oleh bukti, konteks, izin, dan atribusi yang sesuai.

Penilaian:

  • 1 poin untuk mengidentifikasi alasan deskripsi yang diusulkan tidak didukung bukti atau terlalu menggeneralisasi.
  • 1 poin untuk menyarankan alternatif yang akurat dan memiliki konteks yang sesuai.

(d) Identifikasi dua pemeriksaan ilmiah. (2 poin)

Pemeriksaan yang sesuai meliputi:

  • Verifikasi kalibrasi probe pH dan meter konduktivitas menggunakan standar yang sesuai sebelum dan sesudah pekerjaan lapangan.
  • Lakukan pengukuran berulang dengan prosedur yang konsisten, bilas probe di antara sampel, dan catat kondisi pengambilan sampel yang relevan.

Pemeriksaan ini membantu menentukan apakah pengukuran dapat diandalkan dan apakah hasilnya dapat dibandingkan secara bermakna.

Penilaian:

  • 1 poin untuk satu pemeriksaan kalibrasi atau verifikasi instrumen yang valid.
  • 1 poin untuk satu pemeriksaan pengambilan sampel, pengulangan, atau kualitas pengukuran yang valid.