Cara menghitung pH larutan zenius education

Cara Menghitung pH Larutan Asam dan Basa – Materi Kimia Kelas 10

Pernah nggak sih, kepikiran gimana cara menghitung pH larutan asam dan basa? Misalnya elo pengen menguji berapa pH sabun atau larutan cuka. Penasaran, kan?

Suatu larutan, ada yang namanya larutan asam dan basa. Nah, kedua larutan itu terbagi lagi menjadi dua, yaitu asam-basa kuat dan asam-basa lemah. 

Bedanya, asam-basa kuat mengalami ionisasi sempurna, sedangkan asam-basa lemah mengalami ionisasi sebagian. Maksudnya gimana?

Asam kuat mudah melepaskan H+, basa kuat mudah melepaskan OH. Sehingga, keduanya mengalami ionisasi sempurna atau terurai secara sempurna. Sedangkan, asam lemah sukar melepaskan H+, dan basa lemah sukar melepaskan OH. Kondisi tersebut membuatnya nggak terurai secara sempurna.

Ngomong-ngomong tentang ionisasi sempurna dan sebagian, artinya kita akan ngomongin juga tentang derajat ionisasi, nih. Kita biasa ngasih lambang α (alpha). Derajat ionisasi yang sempurna bernilai α = 1, sedangkan yang sebagian bernilai 0 < α < 1.

Untuk menghitung derajat ionisasi, elo bisa menggunakan cara berikut ini.

Cara Menghitung pH Larutan Asam dan Basa - Materi Kimia Kelas 10 25

Selain itu, kita juga perlu menentukan pH dari suatu larutan asam dan basa. Kalau kita tahu nilai pH suatu larutan, kita jadi tahu nih, larutan itu termasuk asam, basa, atau netral. Dengan begitu, kita nggak perlu nyobain atau menguji satu per satu suatu larutan.

Penasaran bagaimana cara menentukan pH suatu larutan? Nih, gue kasih caranya.

Cara Menentukan pH Larutan

Gimana cara menghitung pH larutan? Sebelum menghitung pH larutan, gue mau ngasih sedikit definisi dari pH itu sendiri.

pH merupakan derajat keasaman atau basa suatu larutan.

Skala pH biasanya berkisar dari 0 hingga 14. Kalau pada suhu 25℃, pH < 7 bersifat asam, pH = 7 bersifat netral, dan pH > 7 bersifat basa.

pH kurang dari 7 bersifat asam, pH 7 netral, dan pH lebih dari 7 basa
Derajat keasaman dan kebasaan suatu larutan. (dok. Flickr/boellstiftung)

Semakin kecil nilainya, maka larutan tersebut akan semakin asam. Misalnya antara larutan dengan pH 3 dan 1, akan lebih kuat konsentrasi asam dengan pH 1 daripada 3. Sebaliknya, semakin besar pH-nya, maka tingkat basanya akan semakin kuat.

Langsung aja deh, kita bahas cara menghitung pH larutan asam dan basa di bawah ini.

Cara Menghitung pH Asam Kuat

Kita ambil contoh larutan asam kuat, yaitu HCl.

Suatu senyawa HCl memiliki konsentrasi 0,1 M. Berhubung HCl merupakan larutan asam kuat, maka ia akan mengalami ionisasi sempurna menjadi H+ dan Cl.

HCl merupakan asam kuat yang mengalami ionisasi sempurna menjadi H+ dan Cl-.
HCl ketika diuraikan akan mengalami ionisasi sempurna menjadi H+ dan Cl-. (Arsip Zenius)

Selanjutnya, kita susun nilai pada keadaan mula-mula, reaksi, dan sisanya.

HCl  (aq) → H+ (aq) + Cl (aq)

Mula-mula 0,1 M

Reaksi -0,1 M      +0,1 M   +0,1 M 

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

Sisa   一       0,1 M     0,1 M

Ketika ngomongin larutan, maka akan ada yang namanya zat pelarut. Zat pelarut yang dimaksud di sini adalah air (H2O), yang akan mengalami ionisasi sebagian.

Rumus kimia air atau H2O dalam reaksi kesetimbangan.
Reaksi kesetimbangan ion H2O. (Arsip Zenius)

Kalau kita lihat, dari hasil ionisasi air akan menghasilkan H+ dan OH dengan perbandingan yang sama. Jadi, kalau H+ bernilai x, maka OH juga akan bernilai x. Oleh karena itu, konsentrasi H+ yang diukur dalam suatu larutan adalah konsentrasi H+ total dari HCl ditambah konsentrasi H+ dari H2O.

[H+] = (0,1 + x) M

Nah, kalau H2O mengalami ionisasi air, maka akan ada tetapan kesetimbangan atau nilai Kw. Pada suhu 25℃, nilai Kw = 10-14. Sehingga, untuk menghitung nilai Kw, maka diperlukan konsentrasi H+ dan OH.

Kw = [H+] [OH]

10-14 = (0,1 + x) (x)

Kita buat asumsi, jika 0,1 + x → nilai x <<< 0,1 (x jauh lebih kecil dari 0,1). Sehingga, 0,1 + x ≈ 0,1.

10-14 = 0,1 . x

x = 10-13 

Artinya, konsentrasi H+ dari air hanya menyumbangkan sedikit, bahkan sangat kecil. Dengan begitu, konsentrasi H+ dari HCl lebih dominan. Jadi, untuk asam kuat, kita bisa langsung menyatakan konsentrasi H+ total = konsentrasi asam kuat zat terlarut itu sendiri.

Ha(aq) → aH+ (aq) + Xa- (aq)

Mula-mula M

Reaksi -M       +aM        +M 

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

Sisa   一         aM     M

Untuk menyatakan nilai konsentrasi H+ terhadap asam kuat, maka kita bisa menurunkan rumusnya menjadi berikut ini.

[H+] = a . M

Lalu, bagaimana cara menghitung pH larutan asam kuat? Nih, gue kasih persamaan menghitung pH kuat yang diusulkan oleh ahli biokimia bernama Denmark Soren Peter Lauritz Sorensen pada tahun 1909.

pH = -log [H+]

Keterangan:

[H+]: konsentrasi ion H+ dalam larutan.

a: jumlah ion H+.

M: konsentrasi larutan asam kuat.

pH: derajat keasaman.

log: logaritma basa-10.

Kita masuk ke contoh soalnya dulu deh, supaya elo makin kebayang sama persamaan di atas.

Senyawa H2SO4 memiliki konsentrasi 2.10-3 M. Tentukan pH senyawa tersebut!

Jawab:

pH = -log a.M = -log 2 (2.10-3) = 3 – log 4.

Paham ya sampai sini? Iya, elo perlu mengingat lagi materi logaritma cara menghitung pH larutan.

Baca Juga: Logaritma – Sejarah, Pengertian, Rumus, Sifat, Contoh Soal dan Pembahasan

Cara Menghitung pH Asam Lemah

Nah, persamaan untuk asam lemah nggak seperti di atas, guys. Elo bisa menggunakan persamaan di bawah ini untuk menghitung pH asam lemah.

[H+] = √Ka.Ma

Cara Menghitung pH Larutan Asam dan Basa - Materi Kimia Kelas 10 26

Keterangan:

ɑ: derajat ionisasi.

[H+]: konsentrasi ion H+ dalam larutan.

a: jumlah ion H+.

Ma: konsentrasi larutan asam.

Ka: tetapan asam lemah.

Baca Juga: Larutan Asam

Cara Menghitung pH Basa Kuat

Kita udah bisa menghitung pH asam. Lalu, bagaimana cara menghitung pH basa? Hampir sama seperti asam kuat, karena ia mengalami ionisasi sempurna.

Misalnya, KOH yang akan terurai menjadi K+ dan OH..

KOH (aq) → K+ (aq) + OH (aq)

Sama seperti asam kuat, untuk basa kuat, kita bisa langsung menyatakan konsentrasi OH total = konsentrasi basa kuat zat terlarut itu sendiri.

L(OH)b → Lb+ + bOH

Mula-mula M

Reaksi -M       +M      +b.M 

一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一

Sisa   一         M b.M

Untuk menyatakan nilai konsentrasi OH terhadap basa kuat, maka kita bisa menurunkan rumusnya menjadi berikut ini.

[OH] = b . M

Lalu, bagaimana cara menghitung pH larutan basa kuat? Nih, gue kasih persamaan menghitung pH basa.

pOH = -log [OH]

Keterangan:

[OH]: konsentrasi ion OH dalam larutan.

b: jumlah ion OH yang dilepaskan.

M: konsentrasi larutan basa kuat.

pOH: derajat keasaman.

log: logaritma basa-10.

Langsung kita masukkan angka-angkanya deh, supaya makin paham.

Suatu senyawa Ba(OH)2 memiliki konsentrasi 2.10-5 M. Tentukan pH dari basa tersebut!

Jawab:

[OH-] = b . M = 2 (2.10-5] = 4.10-5 M.

pOH = – log 4.10-5  = 5 – log 4.

Nilai pKw = 14, maka:

pH = 14 – (5 – log 4) = 9 + log 4.

Jadi, nilai pH dari basa di atas adalah 9 + log 4. 

Cara Menghitung pH Basa Lemah

Nggak sesulit yang dibayangkan, kan? Nah, selanjutnya kita hitung nilai pH dari suatu basa lemah. Gimana sih, cara menghitung pH larutan basa lemah? Konsepnya sama seperti pada asam lemah, ada nilai tetapannya. Elo perhatikan uraian di bawah ini ya!

[OH] = √Kb.Mb

Cara Menghitung pH Larutan Asam dan Basa - Materi Kimia Kelas 10 27

Keterangan:

ɑ: derajat ionisasi.

[OH]: konsentrasi ion OH dalam larutan.

b: jumlah ion OH.

Mb: konsentrasi larutan basa.

Kb: tetapan basa lemah.

Baca Juga: Larutan Basa

Buat elo yang masih bingung sama cara menghitung pH larutan dari uraian di atas dan lebih menyukai belajar lewat video, elo bisa mengakses materi di atas dalam video belajar Zenius dengan klik banner di bawah ini!

CTA materi belajar zenius fisika

Contoh Soal Cara Menghitung pH Larutan dan Pembahasannya

Sampai sini udah paham kan, gimana cara menghitung pH larutan asam dan basa? Nah, supaya belajar elo makin lengkap, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi.

Contoh Soal 1

Larutan NaOH 0,0025 M memiliki pH sebesar ….

A. 3 – log 2,5.

B. 4 – log 2,5.

C. 11 + log 2,5.

D. 10 + log 2,5.

E. 9 + log 2,5.

Jawan: C. 11 + log 2,5.

Pembahasan: 

NaOH → Na+ + OH

pOH = – log [OH]

pOH = – log (2,5 . 10-3)

pOH = 3 – log 2,5

pKw = 14, maka:

pH = 14 – pOH = 14 – (3 – log 2,5) = 11 + log 2,5.

Contoh Soal 2

Suatu senyawa HNO3 memiliki konsentrasi sebesar 2.10-3 M. Berapa pH larutan tersebut?

Jawab: 3 – log 2.

Pembahasan:

pH = – log [H+] = – log a. M = – log 1 (2.10-3) = 3 – log 2.

Contoh Soal 3

Larutan cuka (CH3COOH) memiliki konsentrasi sebesar 0,5 M dengan Ka = 1,8 x 10-5. Berapa nilai pH dari cuka tersebut?

Jawab: 3 – log 3.

Pembahasan: 

Cuka merupakan asam lemah, sehingga kita akan menggunakan nilai Ka.

[H+] = √Ka . Ma = √1,8 x 10-5 (0,5) = √9 x 10-6 = 3 x 10-3.

pH = 3 – log 3

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang cara menghitung pH larutan asam dan basa? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses materi UTBK lainnya di video Zenius. Elo juga bisa mencoba melatih kemampuan dengan level soal yang mirip UTBK beneran di Try Out bareng Zenius.

Baca Juga: Rumus Derajat Ionisasi & Contoh Soal

Referensi:

pH Definition and Equation in Chemistry — ThoughtCo (2019).

Bagikan Artikel Ini!