Menghitung pH Larutan Tanpa Kalkulator

Berikut ini cara menghitung pH larutan tanpa menggunakan kalkulator, termasuk cara menghitung nilai pKa atau pKb yang nilainya berupa bilangan desimal dan eksponen tertentu. Untuk perhitungan tersebut sebaiknya hafal nilai logaritma (log) bilangan dari 1 hingga 10. Memang akan lebih praktis bila dalam soal sudah tersaji nilai log bilangan yang diperlukan, tetapi dengan hafal nilai log bilangan tertentu bekerja akan efisien.

Biasanya pH suatu larutan ditulis dengan 2 angka di belakang tanda koma (di sebelah kanan tanda koma). Oleh karena itu nilai log suatu bilangan dalam proses hitung pH larutan juga cukup menggunakan 2 digit di belakang tanda koma. Walau dalam suatu soal memang sering ditampilkan nilai logaritma bilangan tertentu, namun bila sudah hafal akan lebih baik.

Berikut ini contoh soal dan penyelesaiannya. Soal-1 dan soal-2 cukup lazim dan sering dijumpai dalam banyak latihan soal perhitungan pH larutan. Soal-3, soal-4, soal-5 jarang disampaikan di kelas. Kalaupun dijumpai biasa langsung dihitung dengan menggunakan kalkulator.  Sebenarnya fokus di sini memang pada proses berpikir secara matematis, yang kadang sangat dibutuhkan walau tidak selalu.

Soal-1
Berapakah pH larutan HCl dengan konsentrasi 4 × 10^–3 M?
Diketahui log 2 = 0,30.
A. 1,5
B. 2,4
C. 2,5
D. 3,4
E. 4,1

Penyelesaian Soal-1

HCl merupakan asam kuat sehingga [H⁺] = [HCl] dan ingat pH = –log [H⁺].

[H⁺] = [HCl]
[H⁺] = 4 × 10^–3

pH = –log (4 × 10^–3)
pH = –(–3) + (–log 4)
pH = 3 – log 4
pH = 3 – log 2²
pH = 3 – 2 log 2
pH = 3 – (2 × 0,30)
pH = 3 – 0,60
pH = 2,40

Dalam soal ini diketahui eksponen (pangkat) dari 10 adalah –3, dan log 4 tidak lebih dari 1 maka pH dapat diprediksi lebih kecil dari 3 (–log 10^–3 = 3), tetapi tidak kurang dari 2 karena 3 akan dikurangi nilai log 4 yang tidak lebih dari 1. Jadi pilihan yang mungkin hanya B dan C, tidak mungkin A, D atau E.
Jawaban yang tepat B. 2,40.

---

Soal-2
Berapakah pH larutan HI dengan konsentrasi 8 × 10^–4 M?
Diketahui log 2 = 0,30.
A. 2,8
B. 3,1
C. 3,5
D. 3,9
E. 4,3

Penyelesaian Soal-2

HI merupakan asam kuat sehingga [H⁺] = [HI] dan ingat pH = –log [H⁺].
[H⁺] = [HI]
[H⁺] = 8 × 10^–4

pH = –log (8 × 10^–4)
pH = –(–4) + (–log 8)
pH = 4 – log 8
pH = 4 – log 2³
pH = 4 – 3 log 2
pH = 4 – (3 × 0,30)
pH = 4 – 0,90
pH = 3,10

Dalam soal ini diketahui eksponen (pangkat) dari 10 adalah –4, dan log 8 tidak lebih dari 1 maka pH dapat diprediksi lebih kecil dari 4 (–log 10^–4 = 4), tetapi tidak kurang dari 3 karena 4 akan dikurangi nilai log 8 yang tidak lebih dari 1. Jadi pilihan yang mungkin hanya B, C dan D, tidak mungkin A atau E.
Jawaban yang tepat B. 3,10

---

Soal-3
Perkirakan pOH dari larutan NaOH 3,5 × 10^–5 M.
Diketahui log 3 = 0,48 dan log 4 = 0,60.
A. 4,27
B. 4,34
C. 4,46
D. 4,52
E. 4,65

Penyelesaian Soal-3

NaOH merupakan basa kuat sehingga [OH^–] = [NaOH] dan ingat pOH = –log [OH^–].

[OH^–] = [NaOH]
[OH^–] = 3,5 × 10^–5

pOH = –log (3,5 × 10^–5)
pOH = –(–5) + (–log 3,5)
pOH = 5 – log 3,5

Nilai log 3,5 terletak antara nilai log 3 dan nilai log 4 sehingga nilai log 3,5 dapat diprediksi dengan menggunakan nilai log 3 (bilangan bulat di bawah 3,5) dan log 4 (bilangan bulat di atas 3,5). Desimal dari 3,5 adalah 0,5.

Caranya memprediksi nilai log 3,5:
log 3,5 = (log bilang bulat di atas 3,5 – log bilangan bulat di bawah 3,5) × desimal dari 3,5 + log bilangan bulat di bawah 3,5

log 3,5 = (log 4 – log 3) × 0,5 + log 3
log 3,5 = (0,60 – 0,48) × 0,5 + 0,48
log 3,5 = 0,12 × 0,5 + 0,48
log 3,5 = 0,06 + 0,48
log 3,5 = 0,54

pOH = 5 – log 3,5
pOH = 5 – 0,54
pOH = 4,46

Dalam soal ini diketahui eksponen (pangkat) dari 10 adalah –5, dan log 3,5 tidak lebih dari 1 maka pOH dapat diprediksi lebih kecil dari 5 (–log 10^–5 = 5), tetapi tidak kurang dari 4 karena 5 akan dikurangi nilai log 3,5 yang tidak lebih dari 1.
Jawaban yang tepat C. 4,46

---

Soal-4
Perkirakan pH dari larutan KOH 7,4 × 10^–4 M.
Diketahui log 7 = 0,85 dan log 8 = 0,90
A. 10,87
B. 10,16
C. 10,43
D. 10,65
E. 10,39

Penyelesaian Soal-4

KOH merupakan basa kuat sehingga [OH^–] = [KOH]
Ingat pOH = –log [OH^–] dan pH = 14 – pOH.
[OH^–] = [KOH]
[OH^–] = 7,4 × 10^–4

pOH = –log (7,4 × 10^–4)
pOH = –(–4) + (–log 7,4)
pOH = 4 – log 7,4

Nilai log 7,4 terletak antara nilai log 7 dan nilai log 8 sehingga nilai log 7,4 dapat diprediksi dengan menggunakan nilai log 7 (bilangan bulat di bawah 7,4) dan log 8 (bilangan bulat di atas 7,4).
Desimal dari 7,4 adalah 0,4.

Caranya memprediksi bilai log 3,5:
log 7,4 = (log bilang bulat di atas 7,4 – log bilangan bulat di bawah 7,4) × desimal dari 7,4 + log log bilangan bulat di bawah 7,4

log 7,4 = (log 8 – log 7) × 0,4 + log 7
log 7,4 = (0,90 – 0,85) × 0,4 + 0,85
log 7,4 = 0,05 × 0,4 + 0,85
log 7,4 = 0,02 + 0,85
log 7,4 = 0,87

pOH = 4 – log 7,4
pOH = 4 – 0,87
pOH = 3,13

pH KOH = 14 – pOH KOH
pH KOH = 14 – 3,13
pH KOH = 10,87

Jawaban yang tepat A. 10,87

---

Soal-5
Perkirakan pH dari larutan HBr 3,3 × 10^–2 M.
Diketahui log 3 = 0,48 dan log 4 = 0,60.
A. 1,17
B. 1,25
C. 1,34
D. 1,48
E. 1,62

Penyelesaian Soal-5

HBr merupakan asam kuat sehingga [H⁺] = [HBr] dan ingat pH = –log [H⁺].
Diketahui log 3 = 0,48 dan log 4 = 0,60.

[H⁺] = [HBr]
[H⁺] = 3,3 × 10^–2
pH = –log (3,3 × 10^–2)
pH = –(–2) + (–log 3,3)
pH = 2 – log 3,3

Caranya memprediksi bilai log 3,3:
log 3,3 = (log bilang bulat di atas 3,3 – log bilangan bulat di bawah 3,3) × desimal dari 3,3 + log bilangan bulat di bawah 3,3.
Desimal dari 3,3 adalah 0,3.

log 3,3 = (log 4 – log 3) × 0,3 + log 3
log 3,3 = (0,60 – 0,48) × 0,3 + 0,48
log 3,3 = 0,12 × 0,3 + 0,48
log 3,3 = 0,036 + 0,48
log 3,3 = 0,516

pH = 2 – log 3,3
pH = 2 – 0,516
pH = 1,484

Jawaban yang tepat D. 1,48

---

Dasar perhitungan eksponen (bilangan berpangkat) dan logaritma silakan simak dalam catatan Matematika untuk Prasyarat Pokok Bahasan Asam-Basa di SMA di sini. Contoh bahasan Permainan Matematika dalam Penentuan pH Larutan sudah pernah dibahas di sini.

Catatan dalam artikel ini disarikan berdasarkan tutorial di sini.

KSJSS