Kimia

Penghitung pH

Bagikan kalkulator

Laporkan bug

Bagaimana cara kerja penghitung pH?

Alat online yang berguna ini memungkinkan Anda menghitung pH berdasarkan data yang dipilih: jenis zat (asam atau basa/alkali) dan karakteristiknya (konsentrasi atau massa dan volume). Pengguna dapat memilih zat tertentu dari daftar yang tersedia atau memasukkan parameter mereka sendiri, memberikan konstanta yang diperlukan untuk perhitungan.

Apa itu pH dan bagaimana cara menghitungnya?

pH adalah ukuran keasaman atau alkalinitas suatu larutan. Ini mewakili konsentrasi ion hidrogen dalam larutan dan dinyatakan dalam format numerik berkisar dari 0 hingga 14. Nilai pH di bawah 7 menunjukkan larutan asam (misalnya, cuka), pH 7 adalah nilai netral (misalnya, air murni), dan nilai di atas 7 menunjukkan larutan alkali (misalnya, baking soda).

Asal usul istilah “pH”

Istilah “pH” pertama kali diperkenalkan oleh ahli kimia Denmark Søren Peter Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Dia menggunakan istilah ini untuk menggambarkan kekuatan ion hidrogen dalam larutan. Sørensen memilih notasi “p”, yang berarti “potensi” atau “kekuatan” dalam bahasa Latin dan Yunani, dan menambahkannya ke simbol hidrogen “H” untuk menunjukkan konsentrasi ion hidrogen yang mengontrol keasaman dan kealkalian media. Ini menjadi dasar untuk mendefinisikan pH sebagai indikator utama keseimbangan asam-basa larutan.

Pentingnya pH dalam kehidupan sehari-hari

pH memainkan peran penting dalam kehidupan sehari-hari kita. Ini mempengaruhi banyak aspek, mulai dari komposisi kimia air minum hingga kesehatan kulit kita. Air dengan pH di bawah 7 dapat merusak pipa, sedangkan keasaman atau kealkalian yang tinggi dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman pertanian. Menentukan pH yang tepat sangat penting, misalnya, dalam akuarium dimana menjaga tingkat pH yang tepat sangat penting untuk kesehatan ikan dan organisme laut lainnya.

pH dalam sistem biologis

pH juga sangat penting dalam sistem biologis. Sebagai contoh, darah manusia mempertahankan kisaran pH sempit dari 7,35-7,45, yang penting untuk fungsi normal tubuh. Perubahan pada pH darah dapat menyebabkan konsekuensi medis serius, seperti asidosis atau alkalosis. Oleh karena itu, kalkulator pH banyak digunakan dalam praktik medis untuk memantau kondisi fisiologis pasien.

Definisi istilah

Asam

Asam adalah zat kimia yang dapat menyumbangkan proton (H+H^+) atau membentuk ikatan kovalen dengan pasangan elektron. Dalam larutan berair, asam meningkatkan konsentrasi ion hidrogen.

Asam lemah

Asam lemah adalah asam yang sebagian terdisosiasi menjadi ion dalam larutan berair. Ini berarti tidak semua molekul asam berubah menjadi ion (H+H^+), memerlukan penggunaan konstanta disosiasi (KaK_a) ketika menghitung pH dari larutan tersebut.

Basa (alkali)

Basa (alkali) adalah zat yang menerima proton atau melepaskan ion hidroksida (OH−OH^-) dalam larutan berair. Alkali adalah basa yang larut yang, dalam larutan, memberikan tingkat pH tinggi sama dengan atau melebihi 7.

Disosiasi

Dalam kimia, disosiasi adalah proses di mana molekul atau ion terpisah menjadi molekul yang lebih kecil atau ion. Untuk asam dan basa, disosiasi berarti pemisahan menjadi ion (H+H^+) atau (OH−OH^-) dan ion konjugat yang sesuai.

Konstanta Disosiasi Asam (KaK_a)

Konstanta disosiasi asam (KaK_a) secara kuantitatif mengukur kekuatan suatu asam dalam larutan. Ini menggambarkan sejauh mana asam terdisosiasi menjadi larutan berair untuk membentuk ion hidrogen (H+H^+) dan basa konjugat. Nilai KaK_a yang lebih tinggi menunjukkan asam kuat yang sepenuhnya atau secara substansial terdisosiasi. Rumus untuk menghitung KaK_a adalah:

Ka=[H+][A−][HA]K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}

dimana:

  • [H+][H^+] mewakili konsentrasi ion hidrogen.
  • [A−][A^-] mewakili konsentrasi basa konjugat.
  • [HA][HA] mewakili konsentrasi asam yang tidak terdisosiasi.

Konstanta Disosiasi Basa (KbK_b)

Konstanta disosiasi basa (KbK_b) secara serupa menunjukkan sejauh mana basa terdisosiasi dalam larutan berair untuk membentuk ion hidroksida (OH−OH^-) dan asam konjugat. Seperti asam, KbK_b yang lebih tinggi menunjukkan basa kuat yang lebih mungkin sepenuhnya terdisosiasi. Rumus untuk menghitng KbK_b adalah:

Kb=[OH−][B+][BOH]K_b = \frac{[OH^-][B^+]}{[BOH]}

dimana:

  • [OH−][OH^-] mewakili konsentrasi ion hidroksida.
  • [B+][B^+] mewakili konsentrasi asam konjugat.
  • [BOH][BOH] mewakili konsentrasi basa yang tidak terdisosiasi.

Hubungan antara KaK_a dan KbK_b

Untuk setiap asam dan basa konjugatnya, ada hubungan melalui produk ion air, KwK_w, yang sama dengan 1.0×10−141.0 \times 10^{-14} pada 25°C.

Kw=Ka×KbK_w = K_a \times K_b

Dengan demikian, mengetahui KaK_a dari suatu asam, Anda dapat menghitung KbK_b dari basa konjugatnya dan sebaliknya. Ini membantu memperdalam pemahaman tentang sifat-sifat asam-basa dari senyawa dan perilaku potensialnya dalam larutan.

Aplikasi dalam perhitungan

Menggunakan KaK_a dan KbK_b sangat penting untuk perhitungan pH yang melibatkan asam dan basa lemah. Konstanta-konstanta ini membantu menentukan seberapa kuat suatu zat akan mengubah konsentrasi ion hidrogen atau hidroksida dalam larutan, yang secara langsung mempengaruhi nilai pH.

Jika Anda memiliki pertanyaan tambahan atau membutuhkan informasi lebih lanjut, silahkan beri tahu saya, dan saya akan dengan senang hati menyediakan detail yang diperlukan untuk memahami topik yang komprehensif ini.

Tabel asam

NamaRumusKaK_aMassa Molar (g/mol)
Asam AsetatC2H4O2\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_21.75×10−51.75 \times 10^{-5}60.05
Asam BoratH3BO3\text{H}_3\text{BO}_35.75×10−105.75 \times 10^{-10}61.84
Asam KarbonatH2CO3\text{H}_2\text{CO}_34.3×10−74.3 \times 10^{-7}62.025
Asam SitratC6H8O7\text{C}_6\text{H}_8\text{O}_71.6×10−31.6 \times 10^{-3}192.12
Asam HidrofluoratHF\text{HF}6.5×10−46.5 \times 10^{-4}20.0064
Asam NitratHNO3\text{HNO}_32.4×1012.4 \times 10^{1}63.01
Asam OksalatC2H2O4\text{C}_2\text{H}_2\text{O}_43.5×10−23.5 \times 10^{-2}90.03
Asam FosfatH3PO4\text{H}_3\text{PO}_47.1×10−37.1 \times 10^{-3}97.995
Asam ArsenatH3AsO4\text{H}_3\text{AsO}_410−2.19 10^{-2.19}141.94
Asam BenzoatC7H6O2\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_26.3×10−56.3 \times 10^{-5}122.12
Asam FormatHCOOH\text{HCOOH}1.77×10−41.77 \times 10^{-4}46.03
Asam HidrosianatHCN\text{HCN}1.32×10−91.32 \times 10^{-9}27.03
Asam HidrosulfuratH2S\text{H}_2\text{S}1.0×10−71.0 \times 10^{-7}34.08
Asam HidrokloratHCl\text{HCl}7.9×1057.9 \times 10^{5}36.46
Asam PerkloratHClO4\text{HClO}_410810^{8}100.46
Asam KloratHClO3\text{HClO}_3103 10^{3}84.46
Asam SulfatH2SO4\text{H}_2\text{SO}_41×1031 \times 10^{3}98.079
Asam NitritHNO2\text{HNO}_26.9×10−46.9 \times 10^{-4}47.013
Asam FosforatH3PO3\text{H}_3\text{PO}_35.0×10−25.0 \times 10^{-2}82.00
FenolC6H5OH\text{C}_6\text{H}_5\text{OH}1.3×10−101.3 \times 10^{-10}94.11

Tabel basa (alkali)

NamaRumusKbK_bMassa Molar (g/mol)
AmoniaNH3\text{NH}_31.8×10−51.8 \times 10^{-5}17.031
AnilinC6H5NH2\text{C}_6\text{H}_5\text{NH}_24.0×10−104.0 \times 10^{-10}93.13
Dimetilamina(CH3)2NH(\text{CH}_3)_2\text{NH}5.4×10−45.4 \times 10^{-4}45.08
EtanolaminaC2H5NH2\text{C}_2\text{H}_5\text{NH}_27.41×10−47.41 \times 10^{-4}45.08
MetilaminaCH3NH2\text{CH}_3\text{NH}_24.38×10−44.38 \times 10^{-4}31.057
PiridinC5H5N\text{C}_5\text{H}_5\text{N}1.7×10−91.7 \times 10^{-9}79.10
Trimetilamina(CH3)3N(\text{CH}_3)_3\text{N}6.3×10−56.3 \times 10^{-5}59.11
Natrium Hidroksida (soda kaustik)NaOH\text{NaOH}6.3×10−16.3 \times 10^{-1}40.00
Kalium HidroksidaKOH\text{KOH}1.23×10−111.23 \times 10^{-11}56.11
Litium HidroksidaLiOH\text{LiOH}1.101.1023.95

Koefisien disosiasi yang digunakan dalam kalkulator, baik untuk asam maupun basa, dicantumkan dalam tabel. Perhatikan bahwa ini bisa bervariasi tergantung pada suhu, tahap disosiasi, dan konsentrasi. Penting untuk mempertimbangkan hal ini dalam perhitungan Anda dan, jika perlu, masukkan data koefisien yang diperlukan yang diketahui dengan memilih opsi kustom.

Rumus untuk menghitung pH

Berbagai rumus digunakan untuk menghitung pH tergantung pada zat yang dipilih dan parameternya.

Untuk asam:

pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log[H^+]

Untuk basa:

pOH=−log⁡[OH−]\text{pOH} = -\log[OH^-] pH=14−pOH\text{pH} = 14 - \text{pOH}

Contoh

Contoh 1: pH asam asetat

Misalkan kita memiliki larutan dengan konsentrasi asam asetat 0,01 mol/liter. Kita menggunakan konstanta disosiasi Ka=1.75×10−5K_a = 1.75 \times 10^{-5} untuk menghitung pH.

  1. Hitung konsentrasi ion hidrogen [H+][H^+]:

    [H+]=Ka×C=1.75×10−5×0.01=1.32×10−3[H^+] = \sqrt{K_a \times C} = \sqrt{1.75 \times 10^{-5} \times 0.01} = 1.32 \times 10^{-3}

  2. Hitung pH:

    pH=−log⁡(1.32×10−3)≈3.388\text{pH} = -\log(1.32 \times 10^{-3}) \approx 3.388

Contoh 2: pH larutan Natrium hidroksida

Konsentrasi natrium hidroksida adalah 0,05 mol/liter. Sebagai alkali kuat, ia sepenuhnya terdisosiasi, sehingga [OH−][OH^-] sama dengan konsentrasi natrium hidroksida.

  1. Hitung pOH:

    pOH=−log⁡(0.05)≈1.3\text{pOH} = -\log(0.05) \approx 1.3

  2. Hitung pH:

    pH=14−pOH=14−1.3=12.7\text{pH} = 14 - \text{pOH} = 14 - 1.3 = 12.7

Langkah-langkah menghitung pH

Untuk menghitung pH larutan, ikuti langkah-langkah berikut:

  1. Tentukan konsentrasi ion hidrogen [H+].

    Misalkan Anda memiliki larutan dengan konsentrasi asam klorida (HCl) 0,01 M. Karena HCl adalah asam kuat, ia sepenuhnya terdisosiasi dalam larutan menjadi ion H+ dan Cl-.

    [H+]=0.01 M[H^+] = 0.01 \, \text{M}

  2. Hitung pH menggunakan rumus logaritmik.

    Rumus untuk menghitung pH:

    pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log [H^+]

    Ganti nilai konsentrasi ion hidrogen:

    pH=−log⁡(0.01)\text{pH} = -\log(0.01)

  3. Hitung nilai logaritma.

    Logaritma 0,01 adalah -2, oleh karena itu:

    pH=−(−2)=2\text{pH} = -(-2) = 2

Dengan demikian, larutan asam klorida dengan konsentrasi 0,01 M memiliki pH 2, yang menegaskan keasaman tingginya.

Contoh tingkat keasaman atau kealkalian dari berbagai larutan

  1. Jus lemon: pH sekitar 2 — ini adalah larutan asam.
  2. Air murni: pH sekitar 7 — ini adalah larutan netral.
  3. Susu: pH sekitar 6,5 — ini adalah larutan agak asam.
  4. Air laut: pH sekitar 8 — ini adalah larutan agak basa.
  5. Larutan amonia: pH sekitar 11 — ini adalah larutan basa.

Catatan

  • Perhitungan untuk asam lemah dan basa mungkin memerlukan perhitungan konsentrasi awal dan tingkat disosiasi.
  • Pemisahan penuh untuk asam dan basa kuat diasumsikan 100%.
  • pH adalah skala logaritmik, yang berarti peningkatan satu unit sesuai dengan perubahan sepuluh kali lipat dalam konsentrasi ion hidrogen.
  • Saat mengukur pH, suhu harus dipertimbangkan karena dapat mempengaruhi hasil.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa itu pH?

pH adalah ukuran logaritmik dari konsentrasi ion hidrogen dalam larutan, menunjukkan keasaman atau alkalinitasnya.

Bagaimana cara menghitung pH jika hanya diketahui massa zatnya?

Pertama, konversikan massa menjadi molaritas menggunakan massa molar zat, kemudian gunakan rumus yang tepat untuk asam atau basa.

Mengapa penting untuk mengetahui pH sebuah larutan?

Mengetahui pH sangat penting untuk banyak proses industri, reaksi kimia, dan sistem biologis, seperti pH darah.

Berapa pH yang dianggap netral?

pH netral adalah 7, yang merupakan karakteristik dari air murni dalam kondisi standar.

Bagaimana cara menemukan pOH jika pH diketahui?

pOH dapat ditemukan dengan mengurangkan pH dari 14: pOH=14−pH\text{pOH} = 14 - \text{pH}

Apakah pH Bisa Kurang dari 0 atau Lebih dari 14?

Ya, pH bisa berada di luar rentang standar 0-14 dalam asam atau basa yang sangat terkonsentrasi kuat.

Bagaimana Suhu Mempengaruhi pH?

Suhu dapat mengubah nilai pH karena mempengaruhi kecepatan disosiasi ion dalam larutan. Biasanya, seiring meningkatnya suhu, pH air dapat menurun karena lebih banyak molekul air terdisosiasi.

Apakah pH Dapat Diukur Langsung?

Ya, ada pH meter elektronik dan kertas indikator yang memungkinkan pengukuran pH larutan. pH meter memberikan hasil yang lebih akurat dan andal dibandingkan dengan kertas indikator.

Kalkulator serupa