Pengukuran pH suatu larutan biasanya memang dilakukan pada keenceran yang cukup (kisarannya tidak jauh di bawah 1 M). Ketika pengenceran hingga sangat sangat encer dilakukan pada larutan asam atau basa pada suatu titik akan muncul pengaruh dari auto–disosiasi dari molekul air yang berperan sebagai pelarut.
2H2O(l) ⥄ H3O+(aq) + OH–(aq)
Ketika konsentrasi H3O+ dari asam (atau konsentrasi dari OH– dari basa) turun sedikit saja dari 10–7 M maka kontribusi dari disosiasi air mulai memiliki efek yang nyata pada keseluruhan [H3O+] (atau [OH–] dalam kasus basa kuat) dalam larutan.
 |
| Ilustrasi pengenceran larutan |
Contoh: Hitung[H3O+] dalam larutan HCl 1×10–7 M. Anggap Kw = 1×10–14 pada suhu saat eksperimen.
Untuk pelajar yang kurang paham tentu dengan enteng mengatakan bahwa [H3O+] = 1×10–7 M dan pH–nya adalah 7, tetapi karena larutan secara pasti bersifat asam tentu ini tidak mungkin benar; pH harus kurang dari 7. Jadi harus ada sesuatu yang lain sehingga [H3O+] menjadi lebih tinggi dari 1×10–7 M. Apaan tuh? Ingat bahwa air sebagai pelarut bisa mengalami auto–disosiasi untuk menyumbangkan peningkatan [H3O+]
Pertanyaan 1: Berapakah pH jika [H3O] = 1×10–7 M?
Jumlah [H3O+] dari disosiasi air sangat bervariasi bergantung pada konsentrasi larutan, sehingga pernyataan kesetimbangan untuk disosiasi ini mesti digunakan.
[H3O+][OH–] = 1×10–14
Jika x adalah jumlah H3O+ (dan juga OH–) dari disosiasi air, maka total konsentrasi H3O+ dalam larutan akan sama dengan x ditambah yang berasal dari konsentrasi H3O+ dari asam:
[H3O +] = x + 1×10–7 M
Substitusikan ke dalam persamaan kesetimbangan untuk
[H3O +] = x + 1×10–7 M dan untuk [OH–] = x sehingga menjadi:
[H3O+][OH–] = 1×10–14
[x + (1×10–7)] x = 1×10–14
Ini akan menghasilkan persamaan kuadrat yang digunakan untuk mendapatkan nilai x.
x2 + (1×10–7)x = 1×10–14
Ubah persamaannya menjadi: x2 + (1×10–7)x – (1×10–14) = 0.
Dengan menggunakan rumus persamaan kuadrat ABC atau alat hitung, x, konsentrasi H3O+ dan OH– yang disumbangkan dari disosiasi air dapat dihitung, dan hasilnya adalah x = 6,2×10-8 M.
Jadi, total konsentrasi H3O+ dalam larutan
[H3O+] = 1×10–7 (dari HCl) + 6,2×10–8 M (dari disosiasi air) = 1,62×10–7M.
pH dari total [H3O+] = – log (1,62×10–7M) = 6,790
Nah lebih kecil dari 7 kan?!
Pertanyaan 2: Berapakah pH larutan NaOH 1 × 10–8 M?
Jangan langsung dijawab pOH = 8 maka pH–nya = 6, ingat ini adalah larutan basa yang sangat encer, pH basa belum pernah di bawah 7!Hitungannya begini:
Karena larutan kelewat encer maka sumbangan [OH–] dari hasil disosiasi air (sebagai pelarut) tidak bisa dinegasikan begitu saja. Nilai [OH–] ini menjadi sangat signifikan. Dimisalkan saja [OH–] dan juga [H+] dari disosiasi air adalah y maka total [OH–] menjadi y + (1×10–8) M
Jadi dalam larutan NaOH sangat encer tersebut
[OH–] = y + (1×10–8) M sementara itu [H3O+] = y
Selanjutnya kita substitusikan nilai ini ke dalam persamaan kesetimbangan
[H3O+][OH–] = 1×10–14
[y] [y + (1×10–8)] = 1×10–14
y2 + (1×10–8) y = 1×10–14
y2 + (1×10–8) y – (1×10–14) = 0
Dengan alat hitung (atau rumus ABC persamaan kuadrat) nilai y diperoleh = 9,51 × 10–8
Jadi [OH–] sumbangan dari disosiasi air y = = 9,51×10–8
Total [OH–] = = 9,51×10–8 + 1×10–8 = 10,51×10–8 = 1,051×10–7 M
pOH = – log (1,051×10–7) = 7 – 0,0216 = 6,9784
pH = 14 – 6,9784 = 7,0216
Nah terbukti kan pH larutan NaOH 1×10–8 M tidak di bawah 7 tetapi 7,0216.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar