178298712-pH-Larutan
-
Upload
devi-nugraha -
Category
Documents
-
view
17 -
download
0
description
Transcript of 178298712-pH-Larutan
-
DERAJAT KEASAMAN (pH) LARUTAN
1. Konsep pH
Sorensen (1868-1939) dari Denmark: pH larutan menyatakan konsentrasi ion H+ dalam larutan dan sangat menentukan derajat keasaman suatu larutan.
Nilai pH dapat ditulis:
pH = - log [H+]
Jika [H+] = 1 x 10-n, maka pH = n
Jika [H+] = x x 10-n, maka pH = n log x
Sebaliknya, jika pH = n, maka [H+] = 10-n
-
Contoh Soal:
Berapakah pH larutan jika konsentrasi ion H+ adalah:
a. 1 x 10-3 b. 2 x 10-4 c. 5 x 10-6 d. 8 x 10-5
Jawab:
a. [H+] =1 x 10-3 sehingga pH = - log 1 x 10-3
= 3
b. [H+] = 2 x 10-4 sehingga pH = - log 2 x 10-4
= 4 log 2 = 3,7
c. [H+] = 5 x 10-6 sehingga pH = - log 5 x 10-6
= 6 log 10/2
= 6 (log 10 log 2)
= 6 1 + log 2
= 5 + 0,3 = 5,3
Log 2 = 0,3
-
2. Berapakah konsentrasi ion H+ dalam larutan yang pH-nya:
a. 2 b. 3,7
Jawab:
a. Jika pH = 2, maka [H+] = 10-2 M
b. Jika pH = 3,7; maka cara:
(i). [H+] = 10-3,7 M = 1,995 x 10-4
(ii). pH = 3,7; sehingga - log [H+] = 3,7
- log [H+] = -3,7
= 0,3 -4
= log 2 + log 10-4
= log 2 x 10-4
[H+] = 2 x 10-4
-
Makin besar konsentrasi ion H+ makin kecil nilai pH. Larutan dengan pH = 1 adalah 10 kali lebih aman daripada larutan dengan pH = 2.
Contoh:
Jika konsentrasi ion H+ = 0,1 M,maka nilai pH = -log 0,1 = 1
Jika konsentrasi ion H+ = 0,01 M (10 kali lebih kecil)
Maka nilai pH = - log 0,01
= 2 (naik 1 satuan)
Analogi dengan pH, maka besaran [OH-], Ka, Kw, Kb, dapat dinyatakan sebagai pOH, pKa, pKw, pKb
pOH = -log [OH-] pKa = -log Ka
pKw = -log Kw pKb = -log Kb
-
2. Hubungan pH dengan pOH
Dapat diturunkan dari tetapan kesetimbangan air (Kw)
Kw = [H+] . [OH-]
Jika kedua ruas persamaan tsb diambil harga negatif logaritmanya, diperoleh:
-log Kw = -log ([H+].[OH-])
-log Kw = (-log [H+]) + (-log [OH-])
Dengan p = -log, maka:
pKw = pH + pOH
Atau : pH + pOH = pKw, suhu kamar Kw = 1 x 10-14, maka
Dalam larutan bersifat netral: pH = pOH = 7
Dalam larutan bersifat asam : pH < 7
Dalam larutan bersifat basa : pH > 7
-
3. Pengukuran pH
Untuk menentukan pH dari suatu larutan dapat dilakukan dengan cara sbb:
a. Menggunakan beberapa indikator
Indikator memiliki trayek perubahan warna yang berbeda-beda.
Indikator Trayek perubahan warna
Perubahan warna
Metil jingga Metil merah Bromtimol biru Fenolftalein
2,9 4,0 4,2 6,3 6,0 7,6
8,3 10,0
Merah kuning Merah kuning Kuning biru
Tidak berwarna -
merah
Trayek Perubahan Warna dari Beberapa Indikator
-
b. Menggunakan indikator universal
Merupakan gabungan dari beberapa indikator. Indikator2 itu memberi warna yang berbeda bergantung pada pH larutan.
pH Warna indikator universal
3 4 5 6 7 8 9
10
Merah Merah jingga
Jingga Kuning
Hijau kekuning-kuningan Biru kehijau-hijauan
Biru Ungu
Daerah Warna pH Indikator Universal
-
c. Menggunakan pH meter
pH-meter adalah alat pengukur pH dengan ketelitian yang sangat tinggi.
4. Menghitung pH Larutan Asam
a. Asam Kuat : mengion sempurna, maka pH larutan dapat ditentukan jika konsentrasi asam diketahui:
[H+] = M x valensi asam
b. Asam Lemah: tidak mengion sempurna, pH larutan tidak dapat ditentukan dengan hanya mengetahui konsentrasi asam. pH dapat ditentukan jika derajat ionisasi () atau tetapan ionisasi (Ka) asam juga diketahui.
[H+] = M. atau [H+] = Ka . M
-
Contoh Soal:
Hitunglah pH larutan berikut:
a. H2SO4 0,005 M
b. HCOOH 0,1 M ; = 0,01
c. CH3COOH 0,05 M ; Ka = 1,8 x 10-5
Jawab:
a. H2SO4 0,005 M
Asam sulfat adalah asam kuat, mengion sempurna
[H+] = 0,005 M x 2 = 0,01 M
pH = -log 0,01 = 2
b. HCOOH 0,1 M ; = 0,01
[H+] = M . = 0,1 x 0,001 = 1 x 10-3
pH = -log 1 x 10-3 = 3
-
c. CH3COOH 0,05 M ; Ka = 1,8 x 10-5
[H+] = 1,8 x 10-5 x 0,05 = 9 x 10-7 = 3 x 10-3,5
pH = -log 3 x 10-3,5 = -log 3 = 3,02
Konsentrasi Larutan
pH
HCl CH3COOH
0,1 M 0,01 M
0,001 M
1 2 3
3 3,5 4
Perbandingan pH Larutan HCl dengan Larutan CH3COOH
Cat: didapat dari hasil perhitungan, Ka CH3COOH = 1 x 10-5
Dari tabel di atas dapat diambil beberapa kesimpulan:
1. Pada konsentrasi yang sama, asam kuat mempunyai pH lebih kecil daripada asam lemah
2. Pengenceran larutan asam memperbesar pH. Khusus untuk asam kuat, pengenceran 10 kali menaikkan pH satu satuan.
-
c. Asam Polivalen
Asam polivalen (asam bervalensi banyak) mengion secara bertahap. Asam valensi 2 mengion dalam dua tahap dan asam valensi mengion dalam tiga tahap.
Contoh: 1. H2SO4
Tahap 1 : H2SO4 (aq) H+(aq) + HSO4-(aq)
Tahap 2 : HSO4-(aq) H+(aq) + SO42-(aq)
H2SO4 tergolong asam kuat karena pada tahap 1 mengion hampir sempurna. Akan tetapi pada tahap 2, HSO4- hanya mengion sebagian sehingga membentuk suatu kesetimbangan dengan tetapan kesetimbangan.
[H+] . [SO42-]
[H2SO4]
Ka = = 1,1 x 10-2
-
2. H2S
Tahap 1 : H2S (aq) H+(aq) + HS-(aq)
[H+] . [HS-]
[H2S]
Tahap 2: HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq)
[H+] . [S2-]
[HS-]
Bila H2S dianggap mengion dalam 1 tahap
H2S 2H+(aq) + S2-(aq)
[H+]2 . [S2-]
[H2S]
Ka = = 8,9 x 10-8
Ka =
= 1,2 x 10-13 Ka =
-
Dalam hal ini terdapat relasi sebagai berikut: Ka = Ka1 . Ka2.
[H+] . [HS-] . [H+] . [S2-]
[H2S] [HS-]
[H+]2 . [S2-]
[H2S]
= Ka
Ka1 . Ka2 =
=
3. H3PO4
Tahap 1: H3PO4(aq) H+(aq) + H2PO4-(aq)
[H+] . [H2PO4-]
[H3PO4]
Tahap 2 : H2PO4-(aq) H+(aq) + HPO42-(aq)
[H+] . [HPO42-]
[H2PO42-]
Ka = = 6,9 x 10-3
Ka = = 6,2 x 10-8
-
Tahap 3: HPO42-(aq) H+(aq) + PO42-(aq)
[H+] . [PO42-]
[HPO42-]
Dapat dibuktikan relasi: Ka = Ka1 .Ka2. Ka3
Dapat dilihat bahwa Ka2 jauh lebih kecil dari Ka1, demikian juga harga perbandingan Ka2 dengan Ka3. Oleh karen itu, konsnetrasi ion H+ dalam larutan asam lemah polivalen praktis sama dengan konsnetrasi ion H+ dari tahap 1, karena ion H+ yang berasal dari tahap 2 atau 3 sangat kecil, dapat diabaikan. Jadi pH larutan asam polvaeln dapat dihitung dengan rumus asam monovalen.
Untuk asam lemah polivalen:
H+ = Ka1 . M
Ka = = 4,8 x 10-13
-
Contoh:
Hitunglah pH larutan H2S 0,01 M jika diketahui Ka1 = 8,9 x 10-8 dan Ka2 = 1,2 x 10-13
Jawab: [H+] = Ka1 . M
= 8,9 x 10-8 x 0,01
= 3 x 10-5
pH = -log 3 x 10-5
= 5 log 3
= 4,52
-
5. Menghitung pH Larutan Basa
a. Basa Kuat, pH larutan basa kuat dapat ditentukan hanya dengan mengetahui konsnetrasi basa.
[OH-] = M x valensi basa
b. Basa Lemah, pH larutan dapat ditentukan jika konsentrasi dan derajat ionisasi atau tetapan ionisasi basa diketahui.
[OH-] = M x
Atau : [OH-] = Kb x M
Contoh:
Hitunglah pH larutan yang dibuat dengan
a. Melarutkan 0,4 gram NaOH dalam 500 ml air (H = 1; O = 16; Na = 23)
b. Melarutkan 4,48 lt (STP) gas NH3 dalam 2 lt air (vol larutan dianggap sama dengan 2 lt). Kb NH3 = 1 x 10-3
-
Jawab:
a. Mol NaOH = (0,4 gr / 40 gmol-1) = 0,01 mol
M = ( 0,01 mol / 0,5 L ) = 0,02 M
[OH-] = M x valensi basa
= 0,02 x 1 = 0,02 M (basa kuat)
pOH = -log 0,02 = 2 log 2
pH = 14 pOH = 12 + log 2 = 12,3
b. Mol NH3 = ( 4,48 lt / 22,4 lt.mol-1) = 0,2 mol
M = ( 0,2 mol / 2 lt ) = 0,1 M
[OH-] = Kb x M (basa lemah)
= 1 x 10-5 x 0,1 = 1 x 10-3
pOH = -log 1 x 10-3 = 3
pH = 14 pOH = 14 3 = 11
-
Konsentrasi Larutan pH
NaOH NH3
0,1 M 0,01 M
0,001 M
13 12 11
11 10,5 10
Perbandingan pH Larutan NaOH dengan larutan NH3
Dapat disimpulkan beberapa hal sbb:
1. Pada konsentrasi yang sama, basa kuat mempunyai pH lebih besar daripada basa lemah.
2. Pengenceran larutan basa menurunkan pH.Khusus untuk basa kuat, pengenceran 10 kali menurunkan pH satu satuan.