Materi Dasar pH Larutan

Materi: pH larutan
konsep pH larutan. Kita terkadang menemukan zat yang rasanya sangat asam dan sedikit asam, atau menemukan zat asam yang kekuatan merusaknya besar dan ada yang hanya menimbulkan gatal di kulit saja. Berdasarkan kemampuan ionisasi dan kadar ion H$^+$, larutan asam dan basa terbagi dalam kelompok asam dan basa kuat, serta asam dan basa lemah. Kita memerlukan nilai tertentu untuk mengukur kekuatan asam atau basa tersebut, dan untuk saat ini kita menggunakan besaran pH, untuk menentukan derajat keasaman suatu larutan.

pH suatu larutan erat kaitannya dengan materi sebelumnya yaitu asam basa. Dimana pH atau yang disebut derajat keasaman menyatakan besarnya $ - \log $ dari konsentrasi suatu ion H$^+$ dalam larutan asam, dan pOH untuk larutan basa dari banyaknya $- \log $ konsentrasi ion OH$^-$. Namun dari pOH tersebut dapat diketahui harga pH dari derajat ketetapan air atau pKw. Yang berlaku rumus:
   pH + pOH = pKw,
dimana besar pKw ini adalah tetap yaitu 14.
Sehingga, pH = pKw - pOH

Untuk lebih memahami mengenai pKw berikut ini penjelasan mengenai reaksi ionisasi air sehingga diperoleh harga pKw.

Air merupakan elektrolit yang sangat lemah. Air murni akan mengalami ionisasi menghasilkan H$^+$ dan OH$^-$ dengan jumlah sangat kecil. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
$ H_2O (l) \rightleftharpoons H^+ (aq) + OH^- (aq) $

Tetapan kesetimbangan air (Kw) dapat dinyatakan dengan penurunan rumus sebagai berikut:
$ \begin{align} K & = \frac{[H^+][OH^-]}{[H_2O]} \\ K [H_2O] & = [H^+][OH^-] \\ K_w & = [H^+][OH^-] \end{align} $
Keterangan :
Kw = tetapan kesetimbangan air
[H$^+$] = molaritas ion H$^+$ (M)
[OH$^-$] = molaritas ion OH$^-$ (M)

Harga Kw dipengaruhi suhu. Jika suhu semakin tinggi, maka semakin banyak air yang terionisasi. Harga Kw pada berbagai suhu dapat dilihat pada Tabel di bawah ini:

Dari tabel di atas terlihat bahwa pada suhu kamar (25 $^\circ$C) harga Kw adalah $1,0 \times 10^{-14}$, sehingga
$[H^+] [OH^-] = 1,0 \times 10^{-14} $
Untuk air murni harga [H$^+$] dan [OH$^-$] adalah sama, yaitu
$[H^+] = [OH^-] = 1,0 \times 10^{-7}$ M

Jika dalam air murni ditambahkan zat yang bersifat asam atau basa, maka akan merubah kesetimbangan air. Artinya [H$^+$] dan [OH$^-$] akan berubah. Pada penambahan asam, [H$^+$] akan meningkat , sehingga larutan akan bersifat asam. Sedangkan pada penambahan basa, [OH$^-$] akan meningkat. Karena Kw adalah tetap (pada suhu tertentu), maka [H$^+$] akan berkurang sehingga larutan bersifat basa.

Jadi, besarnya nilai [H$^+$] akan menentukan apa larutan tersebut bersifat asam, basa, atau netral.

1. Jika $ [H^+] > 10^{-7} $ M, maka larutan bersifat asam.
2. Jika $ [H^+] < 10^{-7} $ M, maka larutan bersifat basa.
3. Jika $ [H^+] = 10^{-7} $ M, maka larutan bersifat netral.

Tingkat keasaman suatu larutan tergantung pada molaritas ion H$^+$ dalam larutan. Jika molaritas ion H$^+$ semakin besar, maka semakin asam larutan itu. Tetapi, pernyataan kekuatan asam menggunakan [H$^+$] memberikan angka yang sangat kecil dan penulisannya tidak sederhana. Untuk menyederhanakan penulisan, seorang ahli kimia Denmark, Soren Peer Lauritz Sorensen, pada tahun 1909 mengajukan penggunaan istilah pH untuk menyatakan derajat keasaman. Nilai pH diperoleh sebagai hasil negatif logaritma 10 dari molaritas ion H$^+$. Secara matematika dapat dituliskan:
   pH = $ - \log \, $ [H$^+$]
keterangan :
pH = derajat keasaman
[H$^+$] = molaritas ion H$^+$ (M)

Analog dengan pH, untuk molaritas ion OH$^-$ dan Kw diperoleh
pOH = $ - \log \, $ [OH$^-$]
pKw = $ - \log \, $ Kw
Karena Kw = [H$^+$] [OH$^-$], maka hubungan antara pH, pOH, dan pKw dapat dirumuskan sebagai berikut.
log Kw = log [H$^+$] + log [OH$^-$]
$-$ log Kw = $-$ log [H$^+$] - log [OH$^-$]
sehingga diperoleh:
pKw = pH + pOH

Pada suhu 25$^\circ$C, molaritas ion H$^+$ air murni adalah $1,0 \times 10^{-7}$ M, sehingga
pH = $ - \log \, [H^+] $
pH = $ - \log \, (1,0 \times 10^{-7}) \, $ M
pH = 7

Berdasarkan uraian tersebut dapat disimpulkan sebagai berikut.
Jika pH < 7, maka larutan bersifat asam.
Jika pH > 7, maka larutan bersifat basa.
Jika pH = 7, maka larutan besifat netral.

Demikian pembahasan materi Konsep pH Larutan.