Menghitung pH larutan Asam/Basa Kuat yang Sangat Encer

Kamis, 16 April 2015

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.

Demikian.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

 
Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info