HARGA pH LARUTAN Bagian I

Minggu ini banyak yang bertanya tentang larutan, khususnya siswa kelas XI. Okay,ibu akan bantu kalian menjelaskannya disini, mungkin waktunya mendesak karena banyak diantara kalian yang sedang menghadapi ulangan harian I dalam 2 minggu ini. Artikel ini ibu tulis khusus untuk pH larutan, termasuk pH larutan penyangga dan hidrolisis larutan garam.

1. Air

Air sebagai pelarut, tergolong elektrolit yang sangat lemah, sehingga dimasukkan dalam kelompok non elektrolit. Molekul-molekul air saling tarik menarik satu sama lain dengan ikatan hidrogen. Gaya tarik antar dipol permanen pada molekul polar ini mengakibatkan sebagian kecil dari molekul air terputus ikatannya, membentuk ion-ion H+ dan OH-. Dikatakan air mengalami auto ionisasi sbb.,

Menurut Arrhenius : H2O(l) == H+(aq) + OH-(aq)

Menurut Bronsted-Lowry : 2H2O(l) == H3O+(aq) + OH-(aq)

Pada suhu kamar, 298 K [H+] = [OH-] = 10-7M. Kw = 10-14. Karena itu, pH = pOH = 7.

Pada suhu yang lebih tinggi, misal di atas 30oC, [H+] = [OH-] = 10-6 M, Kw = 10-12.

Maka pH = pOH = 6.

Hati-hati, walaupun pH air turun dari 7 ke 6, namun air tetap netral, [H+] tetap = [OH-]. Bukan berarti sifatnya berubah menjadi asam. Asam itu kalau larutan kelebihan H+ dan basa kalau larutan kelebihan OH-. Jangan membiasakan diri untuk perpikiran bahwa H+ habis,OH- habis, larutan netral. Ion-ion itu tidak akan pernah habis, walaupun zat terlarutnya tidak memiliki H+ atau OH-, ion-ion itu selalu ada, yaitu berasal dari air. Karena jumlahnya sama, maka air itu netral. Air yang dikatakan netralpun, jika air itu murni. Air hujan, air PDAM, air sumur atau yang lain, mengandung zat terlarut yang mungkin berupa ion-ion. Jika kesetimbangan air terganggu, ya tentu saja terjadi pergeseran letak kesetimbangan, sehingga pHnya bisa berubah, apabila terjadi kelebihan H+ atau OH-.

2. Asam Kuat dan Basa Kuat

Suatu larutan dikatakan asam kuat, jika [H+] nya sesuai atau mendekati [Asam] tsb. Demikian pula dengan basa kuat, [OH-] nya sama atau hampir sama dengan [Basa] ybs. Mengapa demikian? Larutanitu kan tergolong elektrolit kuat, jadi derajat ionisasinya = 1 atau mendekati satu.

Misal H2SO4(aq) 0,1 M. H2SO4(aq) --> H+(aq) + HSO4-(aq)

[H+] = 0,1 M.

HSO4-(aq) == H+(aq) + SO42-(aq) Ionisasi kedua ini tergolong asam lemah, Ka = 10-2. Semestinya, [H+] = V Ka. Ma = V 10-2.x 10-1 = 10-1,5.

Maka [H+] nya dijumlahkan, yaitu 0,1 M + 10-1,5. Namun di SMA/MA kalian tidak perlu mengerjakan seteliti di atas. Biasanya, langsung dianggap mengion sempurna, [H+]= 2 x 0,1M = 0,2M, pH= 1 - log2

Jadi, untuk Asam Kuat [H+] = n [Asam] sedang Basa Kuat [OH-] = n [Basa]

Harga pH asam kuat langsung = - log [H+] dan basa kuat juga langsung, pOH = - log [OH-]

Berhati-hati jika ada suatu soal yang menyatakan bahwa larutan asam atau basa kuat namun [H+] atau [OH-] nya = 10-7 M. Maka ingatlah bahwa nalar kalian sedang diuji. Karena jumlah ion H+ atau OH- yang sangat kecil, sehingga sama dengan jumlah ion air, kalian harus menjumlahkan ion-ion dari asam atau basa dengan ion-ion dari air.

Misal, HCl(aq) 10-7M, maka [H+] larutan = [H+] asam + [H+] air = 10-7 + 10-7 = 2.10-7 M.

pH = 7 - log 2, sekitar 6,3.

Sedangkan NaOH(aq) 10-7M, [OH-] larutan = [OH-] basa + [OH-] air = 2.10-7M.

pOH = 7 - log2, pH = 7 + log2, sekitar 7,3.

Jadi jangan langsung dijawab, pH = 7. Jika konsentrasi ion-ion dari zat terlarut sama atau hampir sama dengan air, maka konsentrasi ion-ion air harus ditambahkan. Kecuali kalau beda konsentrasi itu sangat jauh, ya diabaikan.

3. Asam Lemah dan Basa Lemah

Larutan ini tergolong elektrolit lemah, maka persamaan reaksinya menggunakan 2 panah bolak balik, termasuk reaksi kesetimbangan. Tidak semua zat terlarut mengalami ionisasi, sehingga dikatakan ionisasi sebagian. Oleh karena itu memiliki harga Ka dan Kb.

Contoh 0,2M CH3COOH(aq) == CH3COO-(aq) + H+(aq); [H+] = V Ka.Ma

Jika Ka = 2.10-5, [H+] = V 2.10-5. 0,2 = 2.10-3. pH = 3 - log 2.

Untuk larutan basa lemah, 0,2M NH3(aq) + H2O(l) == NH4+(aq) + OH-(aq)

[OH-] = V Kb.Mb = V 2.10-5.0,2 = 2.10-3. pOH = 3 - log 2; pH = 14 - (3-log2)= 11 + log2.

4. Pengenceran Larutan

Pada pengenceran larutan, tentu harga pH larutan berubah. Karena makin encer larutan, ion-ion makin tersebar, sehingga jarak ion-ion makin berjauhan. Dalam volum tertentu, jumlah ion menjadi berkurang atau dikatakan konsentrasi ion-ion menurun.

a. Pengenceran Asam Kuat/Basa Kuat

Untuk Asam Kuat, HCl(aq) 0,1M misalnya, diencerkan 100 kali, berarti tiap 1 mL diencerkan menjadi 100 mL. Pada pengenceran volum larutan berubah karena ditambahkan sejumlah air, maka mol zat sebelum dan sesudah pengenceran tetap. Jadi,

M1V1 = M2V2

0,1. 1 = M2. 100; M2 = 0,001M. Harga pH larutan tentu berubah dari 1 menjadi 3.

Dengan cara yang sama, untuk Basa Kuat misal 0,2M NaOH(aq) diencerkan dari 5 mL menjadi 100 mL,

M1V1 = M2V2

0,2. 5 = M2 . 100. M2 = 0,01M.

Harga pH berubah, pOH awal = - log 0,2 = 1 - log2. pH = 13 + log2.

b. Pengenceran Asam Lemah/Basa Lemah

Contoh : 0,2M CH3COOH(aq) == CH3COO-(aq) + H+(aq)

Ka = 2.10-5. Jika 1 mL asam ini diencerkan menjadi 100 mL.

M1V1 = M2V2

0,2.1 = M2.100, M2 = 0,002M.

Sebelum diencerkan, [H+] = V2.10-5.0,2 = 2.10-3. pH = 3 - log2

Setelah diencerkan, [H+] = V2.10-5.0,002 = 2.10-4M. pH = 4 - log2.

Perhatikan perubahan harga pHnya. Dari 3 - log2 menjadi 4 - log2. Pada pengenceran 100 kali, harga pH berubah satu satuan. Ini berarti bahwa perubahan pH tidak sama dengan Asam Kuat/Basa Kuat.

Pada asam kuat/basa kuat, pengenceran 100 kali, pH berubah dua satuan.

Setelah ini, ibu akan membahas pH campuran. Segera ibu tulis pada artikel berikutnya, yaitu Bagian II.