Cara Menentukan Besar pH Larutan Asam-Basa

Hai semua. Artikel ini akan membahas mengenai cara menentukan besar pH larutan asam-basa.

Yuk simak!!

Secara sederhana, kita memahami asam sebagai suatu zat yang jika dicicipi berasa masam, misalnya lemon. Sedangkan basa adalah suatu zat yang bersifat pahit dan licin, contohnya sabun.

Nah, pengertian asam dan basa menurut beberapa ahli dijelaskan dalam teori asam-basa, salah satunya yaitu teori asam-basa Arrhenius.

Pada tahun 1887, Svante August Arrhenius, ilmuwan asal Swedia menyatakan bahwa asam adalah zat yang bila dilarutkan dalam air menghasilkan ion H+/H3O+. Sementara basa adalah zat yang bila dilarutkan dalam air menghasilkan ion OH-. Sebagaimana persamaan reaksi ionisasi berikut ini.

Kekuatan asam atau basa suatu larutan dapat ditunjukkan dengan mengukur pH-nya. Konsep mengenai pH pertama kali diajukan pada tahun 1909 oleh kimiawan asal Denmark, Soren Peder Lauritz Sørensen.

Sørensen merumuskan perhitungan pH larutan adalah sebagai berikut.

pH = – log [H+]

pOH = – log [OH–]

pH + pOH = 14

Dengan menggunakan air sebagai pembanding, rentang pH berkisar antara 0-14. Di mana jika suatu larutan mempunyai pH<7, maka larutan tersebut bersifat asam, pH>7 bersifat basa, dan pH=7 bersifat netral.

Konsep pH atau pangkat ion Hidrogen tersebut diajukan untuk memudahkan pengukuran dan perhitungan tingkat keasaman suatu larutan berdasarkan konsentrasi ion H+ dan OH- di larutan tersebut.

Konsentrasi ion H+ dan OH- dalam larutan dapat ditentukan menggunakan berbagai macam perhitungan atau rumus, antara lain sebagai berikut,
1. Rumus asam-basa sederhana,
2. Rumus hidrolisis garam, dan
3. Rumus larutan penyangga (buffer).

Ada tiga kondisi di mana kita menggunakan masing-masing rumus di atas.

1. Zat Pembentuk Larutan Habis Bereaksi

Apabila kita reaksikan suatu asam dan basa dengan perbandingan jumlah mol yang sama, maka kedua pereaksi tersebut tidak bersisa (habis).

Misalnya sebanyak 1L larutan HA 0,1 M dicampurkan dengan 1L larutan BOH 0,1M, maka larutan HA dan BOH akan habis, sebagaimana reaksi berikut.

      HA(aq) + BOH(aq) → AB(aq) + H2O

m: 0,1mol       0,1mol            –             –
b: 0,1mol       0,1mol        0,1mol   0,1mol
s:  0 mol          0 mol         0,1mol   0,1mol

Keterangan:
m= mula-mula (awal reaksi),
b= bereaksi,
s= sisa,
Mol didapat dari perhitungan rumus, Mol=Molaritas (M) × Volume (V)
Mol= 0,1 M × 1L
Mol= 0,1

Jadi, campuran antara larutan asam dan basa akan membentuk garam dan air. Garam yang dibentuk tidak selalu bersifat netral, tetapi bergantung pada kekuatan asam dan basa pembentuknya.

Kuat atau lemahnya suatu asam dan basa tergantung pada besar atau kecilnya derajat ionisasi (α) dan harga tetapan ionisasi asam/basa (Ka/Kb).

Untuk mengenalinya cukup mudah, kalau asam atau basa itu lemah maka di soal akan diberikan harga Ka/Kb.

Cara menghitung konsentrasi ion H+ dan OH- pada larutan asam dan basa jika habis bereaksi dan membentuk garam yakni menggunakan cara nomor (2) yaitu hidrolisis garam.

1. Jika larutan garam terbentuk dari asam kuat dan basa kuat, maka larutan tidak terhidrolisis.
Larutan tersebut bersifat netral dengan nilai pH=7.

2. Jika larutan garam terbentuk dari asam kuat dan basa lemah, maka larutan mengalami hidrolisis parsial (sebagian).
Larutan tersebut bersifat asam dengan nilai pH kurang dari 7 (pH<7). Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H+ adalah sebagai berikut.

3. Jika larutan garam terbentuk dari asam lemah dan basa kuat, maka larutan mengalami hidrolisis parsial (sebagian).
Larutan tersebut bersifat basa dengan nilai pH lebih dari 7 (pH>7). Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion OH- adalah sebagai berikut.

4. Jika larutan garam terbentuk dari asam lemah dan basa lemah, maka larutan mengalami hidrolisis total (sempurna).
Sifat larutan tersebut bergantung pada harga Ka dan Kb.

Ka > Kb, larutan garam bersifat asam dan konsentrasi ion H+ dihitung dengan rumus berikut.

Ka < Kb, larutan garam bersifat basa dan perhitungan konsentrasi ion OH- sebagai berikut.

Ka = Kb, larutan garam bersifat netral.

2. Zat Pembentuk Larutan Bersisa Asam

Apabila kita reaksikan suatu asam dan basa dengan perbandingan jumlah mol asam lebih banyak daripada basa, maka akan tersisa pereaksi asam.

Misalnya sebanyak 1L larutan HA 0,2 M dicampurkan dengan 1L larutan BOH 0,1 M, maka akan ada sisa larutan HA, sebagaimana reaksi berikut.

       HA(aq) + BOH(aq) → AB(aq) + H2O
m:  0,2mol      0,1mol              –            –
b:  0,1mol      0,1mol         0,1mol   0,1mol
s:  0,1mol       0 mol          0,1mol   0,1mol

Keterangan:
Mol didapat dari perhitungan rumus,
Mol= Molaritas (M) × Volume (V)

Perhitungan konsentrasi ion H+ dalam larutan dapat menggunakan rumus asam-basa sederhana dan rumus larutan penyangga (buffer).

1. Zat dalam larutan terdiri atas asam kuat dan basa kuat dengan sisa asam di dalamnya.
Larutan yang terbentuk bersifat asam. Konsentrasi ion H+ dihitung dengan rumus asam-basa sederhana seperti berikut.

[H+] = n × Ma

Keterangan:
n= Banyaknya ion H+
Ma = Molaritas asam

2. Zat dalam larutan terdiri atas asam kuat dan basa lemah dengan sisa asam di dalamnya.
Larutan yang terbentuk bersifat asam. Konsentrasi ion H+ dihitung dengan rumus asam-basa sederhana.

3. Zat dalam larutan terdiri atas asam lemah dan basa kuat dengan sisa asam di dalamnya.
Konsentrasi ion H+ dihitung menggunakan rumus larutan penyangga asam.

Sumber: jempolkimia.com

Keterangan:

Ka= Tetapan ionisasi asam

na= mol asam

nbk= mol basa konjugasi (garam)

3. Zat Pembetuk Larutan Bersisa Basa

Apabila kita reaksikan suatu asam dan basa dengan perbandingan jumlah mol asam lebih sedikit daripada basa, maka akan tersisa pereaksi basa.

Misalnya sebanyak 1L larutan HA 0,1 M dicampurkan dengan 1L larutan BOH 0,2 M, maka akan ada sisa larutan BOH, sebagaimana reaksi berikut.

      HA(aq) + BOH(aq) → AB(aq) + H2O
m: 0,1mol      0,2mol           –               –
b: 0,1mol      0,1mol        0,1mol    0,1mol
s:   0 mol      0,1mol        0,1mol     0,1mol

Keterangan:
Mol didapat dari perhitungan rumus,

Mol= Molaritas (M) × Volume (V)

Perhitungan konsentrasi ion [OH-] dalam larutan juga dihitung menggunakan rumus asam-basa sederhana dan rumus larutan penyangga (buffer).

1. Zat dalam larutan terdiri atas asam kuat dan basa kuat dengan sisa basa di dalamnya.
Larutan yang terbentuk bersifat basa. Konsentrasi ion OH- dihitung dengan rumus asam-basa sederhana seperti berikut.

[OH-] = n × Mb

Keterangan:
n= Banyaknya ion OH-
Ma = Molaritas basa

2. Zat dalam larutan terdiri atas asam kuat dan basa lemah dengan sisa basa di dalamnya.
Konsentrasi ion OH- dihitung menggunakan rumus larutan penyangga basa.

Sumber: jempolkimia.com

Keterangan:

Kb= Tetapan ionisasi basa

nb= mol basa

nak= mol asam konjugasi (garam)

3. Zat dalam larutan terdiri atas asam lemah dan basa kuat dengan sisa basa di dalamnya.
Larutan yang terbentuk bersifat basa. Konsentrasi ion OH- dihitung dengan rumus asam-basa sederhana.

Singkatnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Jadi, cara menentukan besar pH larutan asam-basa yaitu dengan menghitung nilai konsentrasi ion H+ atau OH- dalam larutan tersebut. Selanjutnya, substitusi nilai H+/OH- ke dalam rumusan pH.

(Baca Juga: Perhitungan Asam Basa Kimia)

Sekian ya, semoga artikel ini bermanfaat bagi kalian, terimakasih.