Hubungan Konsentrasi Asam dengan pH Larutan

Materi: pH larutan
Hubungan Konsentrasi Asam dengan pH Larutan. Larutan asam terbagi menjadi dua, yaitu asam kuat dan asam lemah. Larutan asam kuat terionisasi sempurna sehingga harga $\alpha$-nya = 1. Sedangkan Larutan asam lemah mempunyai daya hantar listrik yang lemah karena jumlah ion-ionnya relatif sedikit. Harga $\alpha$ asam lemah antara 0 sampai dengan 1 atau dapat ditulis $ 0 < \alpha < 1$. Reaksi ionisasi asam lemah merupakan reaksi kesetimbangan.

Perlu diingat kembali, larutan yang termasuk asam kuat diantaranya: HNO$_3$, H$_2$SO$_4$, dan golongan VIIA kecuali F seperti HCl, HBr,dan HI. Selain itu, tergolong asam lemah. Sehingga besarnya [H$^+$] pada asam kuat bergantung dari [H$^+$] dikalikan koefisien [H$^+$] itu sendiri. Yang dapat dirumuskan:
[H$^+$] = a. Ma
Dengan :
a = koefisien [H$^+$]
Ma = konsentrasi asam H$^+$

Contoh soal :
Berapa konsentrasi H$^+$ dalam 500mL larutan HCl 0,1M? dan berapa pH dari HCl tersebut?
Jawab:
*). Reaksi ionisasi: $ HCl(aq) \rightarrow H^+(aq) + Cl^-(aq) $
[H$^+$] = a. Ma, karena a = 1, maka
[H$^+$] = 1 . [HCl] = 0,1 M
*). pH dari HCl dengan [H$^+$] = 0,1 M
pH = $ - \log 0,1 $
pH = 1

Lalu bagaiman dengan asam lemah? Perhatikan reaksi kesetimbangan asam lemah berikut ini:
$ HA(aq) \rightleftharpoons H^+(aq) + A^-(aq) $
Hubungan konsentrasi asam lemah dengan pH tidak seperti asam kuat. Asam lemah dalam air tidak terurai sempurna karena terjadi reaksi kesetimbangan sehingga mempunyai harga konstanta kesetimbangan (Ka).
$ K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]} $
Dimana Ka adalah konstanta kesetimbangan asam.

Karena $ [H^+] = [A^-] $
$ \begin{align} K_a & = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]} \\ K_a & = \frac{[H^+][H^+]}{[HA]} \\ K_a & = \frac{[H^+]^2}{[HA]} \\ [H^+]^2 & = K_a \times [HA] \\ [H^+] & = \sqrt{K_a \times [HA]} \end{align} $
Atau bisa juga ditulis: $ [H^+] = \sqrt{K_a \times Ma} $ , dengan Ma adalah konsentrasi asam lemah.

Contoh soal :
Tentukan konsentrasi ion H$^+$ yang terdapat dalam 250 mL larutan HCN 0,15 M jika harga Ka HCN = $ 5 \times 10^{-10}$. Berapakah pH HCN?
Jawab:

$ K_a = \frac{x^2}{(0,15 - x)} $
Karena $ x $ sangat kecil, maka
$ \begin{align} K_a & = \frac{x^2}{0,15} \\ x^2 & = K_a \times 0,15 \\ x & = \sqrt{K_a \times 0,15 } \\ x & = \sqrt{5 \times 10^{-10} \times 0,15 } \\ x & = 8,7 \times 10^{-6} \\ [H^+] = x & = 8,7 \times 10^{-6} \end{align} $
Sehingga :
$ pH = -\log [H^+] = - \log (8,7 \times 10^{-6} ) = 6 - \log 8,7 $

Setiap asam lemah memiliki harga tetapan ionisasi asam (Ka). Harga Ka menyatakan ukuran kekuatan asam, makin besar harga makin banyak yang terionisasi (a makin besar) artinya asam tersebut makin kuat.
Berikut ini akan kami sajikan tabel beberapa harga Ka dari beberapa asam lemah pada suhu 25$^\circ$C :

Demikian pembahasan materi Hubungan Konsentrasi Asam dengan pH Larutan dan contohnya.