Cara Menghitung pH Larutan Asam dan Basa

A. Kekuatan Relatif ­Asam dan Basa

Berdasarkan banyaknya ion yang dihasilkan pada ionisasi asam dan basa dalam larutan, maka kekuatan asam dan basa dikelompokkan menjadi asam kuat dan asam lemah serta basa kuat dan basa lemah.
Perbedaan kekuatan larutan asam-basa ini dipengaruhi oleh banyak sedikitnya ion-ion pembawa sifat asam dan ion-ion pembawa sifat basa yang dihasilkan saat terionisasi. Jadi Kekuatan asam dan basa tersebut dipengaruhi dengan derajat ionisasi.
Derajat ionisasi (a) adalah perbandingan antara jumlah molekul zat yang terionisasi dengan jumlah molekul zat mula-mula.

Diatas telah dijelaskan bahwa kekuatan asam dan basa dipengaruhi derajat ionisasi, kemudian bagaimana jika kedua senyawa memiliki derajat ionisasi yang sama?
Manakah asam yang lebih kuat HCl atau HClO4 ?
keduanya memiliki derajat ionisasi 1. Dengan demikian, nilai derajat ionisasi saja tidak cukup untuk membandingkan kekuatan asam-basa.



Berdasarkan konsep bronsted-lowry reaksi asam-basa adalah reaksi transfer proton. Dapat dikatakan bahwa reaksi asam basa sebagai persaingan antar senyawa terhadap pengikatan proton. Sehingga asam dapat diurutkan berdasarkan kemampuannya untuk memberikan proton atau donor proton. Asam yang lebih kuat akan lebih mudah melepaskan proton dibandingkan dengan asam lemah. Dan basa yang lebih kuat akan lebih kuat mengikat proton dibandingkan dengan basa lemah.
Berikut ini tabel kekuatan relatif asam

Kekuatan relatif asam



B. Menghitung pH larutan Asam dan Basa

1. Konsep pH
Pada umumnya perhitungan mengenai [H+] (konsentrasi H+) atau [OH] (konsentrasi OH-) dalam suatu larutan selalu menyangkut bilangan-bilangan yang sangat kecil, maka menyederhanakannya bilangan-bilangan itu dinyatakan dalam harga logaritma negatifnya. Penyederhanaan bilangan tersebut dikemukakan oleh S.P.L Sorensen seorang ahli kimia dari Denmark pada tahun 1909 dengan mengajukan konsep pH (p berasal dari kata potenz yang berarti pangkat dan H adalah tanda atom hidrogen).

Pada suhu 25 °C harga derajat ionisasi air = 1,8 x 10-9
 [H+] = [OH–] = 10–7 mol/L
Maka pada air murni berlaku:
Kw = [H+][OH–]
Kw = 10–7 x 10–7
Kw = 10–14
Kw adalah tetapan kesetimbangan ionisasi air, mempunyai harga tetap pada temperatur tetap.

pKw = –log Kw = –log 10–14 = 14
pH = –log [H+] = –log 10–7
pH = 7
pH = pOH = 7
Jadi air murni memiliki pH= 7
hubungan pkw, pH dan pOH:
pKw = pH + pOH

2. Menghitung pH Larutan Asam
Besarnya [H+] dalam suatu larutan merupakan salah satu ukuran untuk menentukan tingkat keasaman suatu larutan.
Besarnya pH larutan asam dapat dihitung dengan rumus:

pH = – log [H+]

Jadi untuk menghitung pH suatu larutan perlu menentukan besar konsentrasi H+ dalam larutan tersebut terlebih dahulu.

a. konsentrasi H+ Asam Kuat
Asam kuat yaitu senyawa asam yang dalam larutannya terion seluruhnya menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi asam kuat merupakan reaksi berkesudahan.
Secara umum, ionisasi asam kuat dirumuskan sebagai berikut.
HA(aq) H+(aq) + A(aq)

rumus konsentrasi h+ asam kuat
dengan:
x = valensi asam
M = konsentrasi asam

Seperti yang telah dijelaskan pada Teori Asam basa bahwa yang disebut valensi asam adalah Jumlah ion H+ yang dapat dihasilkan oleh 1 molekul asam. Contohnya HCl memiliki valensi asam 1, H2SO4 valensi asamnya 2.

b. konsentrasi H+ Asam Lemah
Asam lemah yaitu senyawa asam yang dalam larutannya hanya sedikit terionisasi menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi asam lemah merupakan reaksi kesetimbangan.
Secara umum, ionisasi asam lemah valensi satu dapat dirumuskan sebagai berikut.
HA(aq) « H+(aq) + A(aq)



karena pada asam lemah [H+] = [A–],
maka persamaan di atas dapat ditulis menjadi:


konsentrasi H+ asam lemah


dengan
Ka = tetapan ionisasi asam

Makin kuat asam maka reaksi kesetimbangan asam makin condong ke kanan, akibatnya Ka bertambah besar. Harga Ka merupakan ukuran kekuatan asam, makin besar Ka makin kuat asam.

Konsentrasi ion H+ asam lemah juga dapat dihitung jika derajat ionisasinya (α) diketahui. Hubungan konsentrasi ion H+, konsentrasi asam, dan derajat ionisasi adalah sebagai berikut:

Hubungan konsentrasi ion H+, konsentrasi asam, dan derajat ionisasi


Semakin besar konsentrasi ion H+ maka semakin kecil pH larutannya. Karena pH dan konsentrasi ion H+ dihubungkan dengan tanda negatif.
larutan yang nilai pH-nya berbeda sebesar n mempunyai perbedaan ion H+ sebesar 10n karena bilangan dasar logaritma adalah 10.
Contoh:
Jika konsentrasi ion H+ = 0,01 M, maka pH = – log 0,01 = 2
Jika konsentrasi ion H+ = 0,001 M (10 kali lebih kecil) maka pH = – log 0,001 = 3 (naik 1 satuan)

3. Menghitung pH larutan Basa
Besarnya [OH-] dalam suatu larutan merupakan salah satu ukuran untuk menentukan tingkat kebasaan suatu larutan.
Langkah-langkah yang dapat ditempuh untuk menentukan pH larutan basa adalah sebagai berikut:
a. Mengklasifikasikan senyawa tersebut termasuk basa kuat atau lemah.
b. Menghitung konsentrasi ion OH- dalam larutan.
c. Menghitung pOH larutan basa
d. Setelah berhasil menghitung pOH, pH larutan basa dapat dengan mudah ditentukan.

Menghitung Konsentrasi OH- basa Kuat
Basa kuat yaitu senyawa basa yang dalam larutannya terion seluruhnya menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi basa kuat merupakan reaksi berkesudahan. Secara umum, ionisasi basa kuat dirumuskan sebagai berikut.
M(OH)x(aq) ⎯⎯→ Mx+(aq) + x OH–(aq)

Menghitung Konsentrasi OH- basa Kuat
atau 
Menghitung Konsentrasi OH- basa Kuat

dengan: 
x = valensi basa
M = konsentrasi basa

Menghitung Konsentrasi OH- basa Lemah
Basa lemah yaitu senyawa basa yang dalam larutannya hanya sedikit terionisasi menjadi ion-ionnya. Reaksi ionisasi basa lemah juga merupakan reaksi kesetimbangan.
Secara umum, ionisasi basa lemah valensi satu dapat dirumuskan sebagai berikut.
M(OH)(aq) ⎯⎯⎯⎯→ M+(aq) + OH–(aq)


Berdasarkan persamaan di atas, karena pada basa lemah [M+] = [OH–],
maka persamaan di atas dapat diubah menjadi:

Menghitung Konsentrasi OH- basa lemah

dengan:
 Kb = tetapan ionisasi basa

Konsentrasi ion OH– basa lemah juga dapat dihitung jika derajat ionisasinya (α) diketahui.
Konsentrasi ion OH– basa lemah jika derajat ionisasinya diketahui

Rumus menghitung konsentrasi OH- yang digunakan tergantung dari data yang diketahui.
Harga Kb merupakan ukuran kekuatan basa, makin besar Kb makin kuat basa. Makin kuat basa maka reaksi kesetimbangan basa makin condong ke kanan, akibatnya Kb bertambah besar.

Jika konsentrasi OH- sudah diketahui , pOH dapat dihitung dengan rumus:
pOH = – log [OH–]

Sedangkan hubungan antara pH dan pOH adalah

pKw = pH + pOH

Pada suhu 25 ºC, pKw = pH + pOH = 14.
Sehingga besarnya pH larutan basa dapat ditentukan dengan
pH= 14 - pOH

Dari uraian di atas dapat kita simpulkan bahwa:
a. Larutan bersifat netral jika [H+] = [OH–] atau pH = pOH = 7.
b. Larutan bersifat asam jika [H+] > [OH–] atau pH < 7.
c. Larutan bersifat basa jika [H+] < [OH–] atau pH > 7.



B. Pengukuran pH Larutan

Untuk menentukan pH suatu larutan dapat dilakukan dengan beberapa cara, antara lain sebagai berikut.
1. Menggunakan Beberapa Indikator
Indikator adalah asam organik lemah atau basa organik lemah yang dapat berubah warna pada rentang harga pH tertentu. Harga pH suatu larutan dapat diperkirakan dengan menggunakan trayek pH indikator. Yang dimaksud dengan trayek indikator adalah rentang perubahan warna larutan indikator. Indikator memiliki trayek perubahan warna yang berbeda-beda. Dengan demikian dari uji larutan dengan beberapa indikator akan diperoleh daerah irisan pH larutan.

Trayek perubahan pH


Contoh, suatu larutan dengan brom timol biru (6,0– 7,6) berwarna biru dan dengan fenolftalein (8,3–10,0) tidak berwarna, maka pH larutan itu adalah 7,6–8,3. Hal ini disebabkan jika brom timol biru berwarna biru, berarti pH larutan lebih besar dari 7,6 dan jika dengan fenolftalein tidak berwarna, berarti pH larutan kurang dari 8,3.

2. Menggunakan Kertas Indikator Universal
Gambar Kertas Indikator Universal
Kertas Indikator Universal
Alat yang sering digunakan dalam laboratorium adalah kertas indikator universal dan pH meter. Penggunaan kertas indikator universal dilakukan dengan meneteskan larutan yang akan diukur pH-nya. Kemudian warna yang timbul pada kertas indikator dibandingkan dengan suatu kode warna untuk menentukan pH larutan tersebut



3. Menggunakan pH–meter
Gambar pH–meter
pH–meter
*www.conrad.com


Alat pengukur pH dengan ketelitian yang tinggi adalah  pH–meter. pH meter adalah suatu sel elektrokimia yang memberikan nilai pH dengan ketelitian tinggi. Pada pH meter terdapat suatu elektrode yang sangat sensitif terhadap molaritas ion H+ dalam larutan. Sebelum digunakan, pH meter dikalibrasi terlebih dahulu dengan larutan standar yang sudah diketahui pH-nya.

Baca juga
Teori Asam Dan Basa Menurut  Arrhenius, Bronsted-Lowry, dan Lewis

Soal latihan
Soal Kimia SMA Tentang Asam dan Basa Disertai Pembahasannya
Previous
Next Post »