Makalah Kimia Dasar PH DAN POH [PDF]

Citation preview

A. Konsep pH dan pOH pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau ke basaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Yang di maksudkan “keasaman” disini adalah konsentrasi ion hydrogen dalam pelarut air. Nilai pH berkisar dari 0 hingga 14. Derajat atau tingkat keasaman larutan bergantung pada konsentrasi H+ makin asam larutan. Nilai pH 7 dikatakan netral karena pada air murni ion H + terlarut dan ion OHterlarut (sebagai tanda ke basaan) berada pada jumlah yang sama yaitu 10 -7 pada kesetimbangan. Penambahan senyawa ion H + terlarut dari suatu asam akan mendesak kesetimbangan ke kiri (ion OH- akan diikat oleh H+ membentuk air). Akibatnya terjadi kelebihan ion hydrogen dan meningkatkan konsentrasinya. Sorensen (1868-1939), seorang ahli kimia dari Denmark mengusulkan konsep pH untuk menyatakan konsentrasi ion H+. Secara sistematika diungkapkan dengan persamaan berkut: pH = - log [H+] pH = - log [OH-] Sedangkan hubungan antara pH dan pOH adalah: Kw = [H+] [OH-] Kw = - log [H+] + - log [OH-] Maka : pKw = pH + pOH Atas dasar pengertian ini, maka: 1. Netral : [H+] = 1,0 x 10-7 [OH-] = 1,0 x 10-7 pH = 7 2. Asam : [H+] > 1,0 x 10-7 pH < 7 [OH-] < 1,0 x 10-7 pOH > 7 3. Basa : [H+] < 1,0 x 10-7 pH > 7 [OH-] > 1,0 x 10-7 pOH < 7



Dari definisi tersebut, dapat disimpulkan beberapa rumus sebagai berikut :



Jika [H+] = 1,0 x 10-7 maka pH = n Jika [H+] = A x 10-7 maka pH = n – logA Sebaliknya, jika pH = n, maka [H+] = 10-n



Contoh soal menyatakan hubungan pH dengan [H+] 1. Berapa pH larutan jika konsentrasi ion [H+] sebesar : a. 1 x 10-3 b. 5 x 10-6 Jika diketahui log 2 = 0,3 Jawab : a. [H+] = 1 x 10-3 → pH = – log (1 x 10-3) =3 [H+] = 5 x 10-6 → pH = -log (5 x 10-6) = 6 – log 5 = 6 – log 10/2 = 6 – ( log 10 – log 2) = 5 + log 2 = 5,3



b.



B. Penghitungan pH Telah disinggung dalam pembahasan sebelumnya bahwa asam terbagi menjadi dua, yaitu asam kuat dan asam lemah. Begitu juga pada larutan basa terbagi menjadi dua, yaitu basa kuat dan basa lemah. Pembagian ini sangat membantu dalam penentuan derajat keasaman (pH). 1.



Asam kuat



Disebut asam kuat karena zat terlarut dalam larutan ini mengion seluruhnya (α = 1). Untuk menyatakan derajat keasamannya, dapat ditentukan langsung dari konsentrasi asamnya dengan melihat valensinya. Rumus : [H+] = x . [HA] pH = – log [H+] Contoh : v Hitung pH larutan dari 100 ml larutan 0.01 M HCl! Jawab : HCL → H+ + Cl– [H+] = x . [HA] = 1 x 0.01 M = 10-2 M pH = – log 10-2 pH =2



v Berapa pH dari : a. Larutan HCL 0,1 M b. Larutan H2SO4 0,001 M Jawab a. HCL → H+ + Cl– b. H2SO4 → 2 H+ + SO42+ [H ] = x . [HA] [H+] = x . [HA] = 1 . 0,1 = 0,1 M = 2 . 0,001 = 2 x 10-3 M -1 pH = – log 0,1 = – log 10 pH = – log 2 x 10-3 =1 = 3 – log 2 v Hitung pH larutan dari 2 liter larutan 0.1 mol asam sulfat! Jawab : Molaritas = mol/v = 0,1 / 2 = 0.05 M H2SO4 → 2 H+ + SO42[H+] pH 2.



= x . [HA] = 2 . 0.05 = 0,1 = 10-1 M = – log 10-1 =1 Asam lemah



Disebut asam lemah karena zat terlarut dalam larutan ini tidak mengion seluruhnya, α ≠ 1, (0 < α < 1). Penentuan besarnya derajat keasaman tidak dapat ditentukan langsung dari konsentrasi asam lemahnya (seperti halnya asam kuat).



Penghitungan derajat keasaman dilakukan dengan menghitung konsentrasi [H+] terlebih dahulu dengan rumus : [H+] = √ Ka . [HA] atau [H+] = M x α pH = – log [H+] Ket : Ka = tetapan ionisasi asam lemah [HA] = konsentrasi asam lemah Contoh :



v Hitunglah pH dari 0,025 mol CH3COOH dalam 250 mL larutannya, jika Ka =10-5 ! Jawab : Molaritas = mol/v = 0,025/0,25 = 0.1 [H+] = √ Ka . [HA] = √ 10-5 . 0,1 = √ 10-6 = 10-3 M pH = – log 10-3 =3 Cat : Semakin besar konsentrasi ion H+, semakin kecil nilai pH. Larutan dengan pH = 1 adalah 10 kali lebih asam dari larutan dengan pH = 2. v Hitunglah pH larutan dari HCOOH 0,05 M (Ka = 1,8 x 10-4) Jawab : [H+] = √ Ka . [HA] pH = – log 3 x 10-3 -4 = √ 1,8 x 10 . 0,05 = 3 – log 3 = √ 9 x 10-6 = 3 x 10-3 M v Hitunglah pH larutan H2S 0,01 jika diketahui Ka1 = 8,9 x 10-8 dan Ka2 = 1.2 x 10-13 ! Jawab [H+] = √ Ka . [HA] = 8,9 x 10-8 x 0,01 = 3 x 10-5 M pH = -log 3 x = 5 – log 3 = 4,52 Cat : Perhatikan bahwa asam yang dinyatakan ( S) mempunyai nilai yang relatif kecil (kurang dari 1 x , maka konsentrasi ion praktis hanya ditentukan oleh ionisasi tahap pertama. Oleh karena itu, tinggal memasukkan data yang ada (konsentrasi dan ) ke dalam rumus yang digunakan untuk asam lemah. v Hitunglah pH dari HCOOH 0,1 M (α = 0,01) Jawab [H+ ] = M x α = 0,1 x 0,01 = 0,001 = 10-3 M pH = – log 10-3 =3 3.



Basa kuat



Disebut basa kuat karena zat terlarut dalam larutan ini mengion seluruhnya (α = 1). Pada penentuan derajat keasaman dari larutan basa terlebih dulu dihitung nilai pOH dari konsentrasi basanya. Rumus :



[OH–] = x. [M(OH)]



pOH = – log [OH–]



pH = 14 – pOH pH larutan basa kuat dapat ditentukan dengan alur sebagai berikut. · Tentukan [OH–] berdasarkan perbandingan koefisien · Tentukan pOH dengan rumus pOH = – log [OH–] · Tentukan pH berdasarkan pH = 14 – pOH Contoh : v Hitung pH dari : a. 100 mL larutan KOH 0,1 M !



b. Larutan Ca(OH)2 0,001 !



Jawab : a. KOH → K+ + OH– [OH–] = x. [M(OH)] = 1 . 0,1 M = 10-1 M pOH = – log 10-1 =1 pH = 14 – pOH = 14 – 1 = 13 b. Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH– [OH–] = x. [M(OH)] = 2 . 0,001 = 2 x 10-3 M pOH = – log 2 x 10–3 = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3-log 2) = 11 + log 2 4.



Basa lemah



Disebut basa lemah karena zat terlarut dalam larutan ini tidak mengion seluruhnya, α ≠ 1, (0 < α < 1). Penentuan besarnya konsentrasi OH– tidak dapat ditentukan langsung dari konsentrasi basa lemahnya (seperti halnya basa kuat), akan tetapi harus dihitung dengan menggunakan rumus : Rumus : [OH–] = √Kb . [M(OH)] pOH = – log [OH–] Contoh



atau [OH–] = M x α pH = -14 – pOH



v Hitung pH dari larutan 500 mL amonia 0,1M (Kb= 4 x 10-5 Jawab NH4OH → NH4+ + OH– [OH– ]= √Kb . [M(OH)] = √ 4x 10-5 . 0,1 = √ 4 x 10-6 = 2 x 10-3 M pOH = – log 2 x 10-3 = 3 – log 2 pH = 14 – pOH = 14 – (3 – l0g 2) = 11 + log 2 Soal No. 1 Tentukan pH dari suatu larutan yang memiliki konsentrasi ion H+ sebesar 10− 4 M dengan tanpa bantuan alat hitung kalkulator! Pembahasan Menghitung pH larutan atau pOH larutan. Diketahui data: [H+] = 10−4, dengan rumus yang pertama untuk mencari pH



Sehingga:



ingat kembali rumus logaritma:



Soal No. 2 Tentukan pH dari suatu larutan yang memiliki konsentrasi ion H+ sebesar 2 × 10−4 M. Gunakan nilai log 2 = 0,3 Pembahasan [H+ ] = 2 × 10−4, dengan rumus yang sama,



Ingat sifat log berikut



Soal No. 3 Suatu larutan diketahui memiliki nilai pH sebesar 3. Tentukan besar konsentrasi ion H+ dalam larutan tersebut! Pembahasan Data: pH = 3 [H+] = …..



Soal No. 4 Suatu larutan diketahui memiliki nilai pH sebesar 2,7. Tentukan besar konsentrasi ion H+ dalam larutan tersebut! Pembahasan Data: pH = 2,7 [H+] = ….. Dengan rumus yang sama dan perhitungan memakai bantuan kalkulator



Soal No. 5 Suatu larutan diketahui memiliki nilai pH sebesar 2,7. Tentukan besar konsentrasi ion H+ dalam larutan tersebut dengan tanpa kalkulator, diberikan log 2 = 0,3! Pembahasan Data: pH = 2,7 [H+] = …..



Soal No. 6 Suatu larutan diketahui memiliki pH sebesar 4,5. Tentukan pOH dari larutan tersebut! Pembahasan Data: pH = 4,5 pOH =… pH + pOH = 14 4,5 + pOH = 14 pOH = 14 − 4,5 = 9,5 Soal No. 7 Suatu larutan diketahui memiliki pOH sebesar 11,2. Tentukan pH dari larutan tersebut! Pembahasan Data: pOH = 11,2 pH =… pH + pOH = 14 pH + 11,2 = 14 pH = 14 − 11,2 = 2,8 Soal No. 8 Jika tetapan suatu asam HA 10−5, pH larutan HA 0,1 M adalah…. A. 5 B. 4



C. 3 D. 2 E. 1 (umptn 1996) Pembahasan Menentukan pH melalui tetapan asam yang diketahui:



dimana: Ka = tetapan ionisasi asam M = konsentrasi asam Sehingga



Soal No. 9 Tentukan pH dari larutan H2SO4 0,005 M Pembahasan H2SO4 termasuk asam kuat dan diasumsikan mengion dengan sempurna sebagai berikut: H2SO4 → 2H+ + 0,005 M 0,01 M



SO42− 0,005 M



[H+] = 0,01 M = 10−2 M pH = − log (10−2) = 2 Soal No. 10 Tentukan nilai pH larutan NH3 0,1 M diketahui Kb = 10−5! Pembahasan Menentukan pOH dari basa lemah terlebih dahulu melalui tetapan ionisasi basa yang diketahui:



Sehingga



Soal No. 11 Jika harga Kb NH3 = 2 ⋅ 10−5 maka pH larutan NH3 0,2 M adalah…. A. 11 + log 2 B. 11 − log 2 C. 8 − log 2 D. 8 + log 2 E. 3 − log 2 (uan 2002) Pembahasan Menentukan pOH dari basa lemah terlebih dahulu melalui tetapan ionisasi basa yang diketahui:



Soal No. 12 Suatu larutan memiliki pH = 2. Tentukan pH larutan jika diencerkan dengan air seratus kali! Pembahasan Data: Diencerkan 100 x berarti V2 = 100 V1 pH = 2, berarti [H+] = 10−2 pH setelah diencerkan =…. V2M2 = V1M1