APA ITU pH?

MARI LAKUKAN

Perhatikan gambar 10.4.1 pada sampul!

Pernahkah Anda berkunjung ke tempat pengolahan air?

Tempat pengolahan air yang dapat Anda kunjungi adalah Perusahaan air minum Krakatau Tirta Industri (KTI) di daerah Cilegon Banten. Anda akan diperkenalkan bagaimana cara pengolahan air  mulai dari pengambilan air dari Rawa Danau kemudian menampungnya di Waduk Krenceng sampai proses pengolahan untuk menghasilkan air yang sesuai dengan standar air bersih dari Departemen Kesehatan Republik Indonesia. PT KTI juga memproduksi air mineral kemasan.

Gambar 10.4.2 Perusahaan pengolahan air di Cilegon - Banten

Beberapa artikel dan iklan menyatakan bahwa air mineral yang baik adalah air yang mempunyai pH lebih dari sembilan dengan memberikan warna ungu. Masyarakat pada umumnya menyebut air mineral tersebut sebagai air alkaline.

Sedangkan menurut Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, salah satu syarat air minum adalah mempunyai pH 6,5 sampai 8,5.

Jadi bagaimana komentar Anda akan perbedaan pendapat tersebut?

Agar Anda mengetahui apakah air yang Anda konsumsi baik untuk kesehatan Anda lakukan percobaan berikut ini:

 

MARI BERBAGI

Bagikanlah pengalaman belajar yang Anda miliki mengenai pH air minum yang baik untuk kesehatan dengan beberapa teman.

Sekarang, sebagai dasar konsep pH, mari cari tahu apa yang dimaksud dengan pH!

Lantas apa hubungan antara harga pH dengan larutan asam atau basa?

Bagaimana cara menentukan pH suatu larutan?

Sebelumnya coba Anda ingat, menurut teori Bronsted – Lowry apakah Anda dapat menentukan sifat air termasuk asam, basa, atau amfoter?

Seperti yang Anda ketahui pada kegiatan belajar 2, menurut teori asam basa Bronsted-Lowry bahwa air bersifat amfoter, yaitu dapat bertindak sebagai asam jika bereaksi dengan basa dan bertindak sebagai basa jika bereaksi dengan asam. Air merupakan elektrolit sangat lemah sehingga menjadi penghantar listrik yang buruk. Hal ini dikarenakan air hanya sedikit terionisasi.

Reaksi ionisasi air kadangkala disebut reaksi autoionisasi air. Secara sederhana reaksi ionisasi dapat ditulis sebagai berikut:

Berdasarkan reaksi tersebut diperoleh tetapan kesetimbangan ionisasi air.

Karena air terionisasi sedikit maka [H₂O] tetap maka

Kc  [H₂O]   =    [H⁺]  [OH^-]

Kc    [H₂O] =  Kw  = Tetapan kesetimbangan air

Perlu Anda ketahui bahwa harga Kw bergantung pada suhu. Harga Kw pada berbagai suhu dapat dilihat pada tabel 10.4.1

 

Suhu (0C)	Kw
0 10 20 25 60 100	0,114 x 10-14 0,295 x 10-14 0,676 x 10-14 1,100 x 10-14 9,550 x 10-14 55,00 x 10-14

Tabel 10.4.1 Harga Kw pada berbagai suhu

 

Pada tabel 10.4.1 dapat disimpulkan bahwa ” harga Kw bertambah besar seiring bertambahnya suhu”. Jadi harga Kw akan tetap selama berada dalam suhu yang tetap juga.

Coba Anda pelajari bagaimana cara memperoleh harga Kw berikut ini!

Perhatikan kembali hitungan dalam menentukan Kw. Ternyata pada suhu 25⁰C,  dalam air murni konsentrasi H⁺ sama dengan konsentrasi OH^- yaitu sebesar  1,05 x 10^-7 mol/liter  (pada umumnya ditulis 1 x 10^-7)

Apakah konsentrasi H⁺ akan selalu sama dengan konsentrasi OH^- pada setiap larutan?

Perlu Anda ingat! Reaksi ionisasi air merupakan reaksi kesetimbangan, maka reaksi ionisasi air akan mengalami pergeseran. Penambahan H⁺ ke dalam air akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Hal ini menyebabkan akan memperkecil konsentrasi OH^- sedemikian sehingga harga Kw tetap. Sebaliknya penambahan OH^- akan memperkecil konsentrasi ion H⁺.

Perhatikan contoh soal berikut ini!

Melalui perhitungan yang sama, dapatkah Anda membandingkan konsentrasi H⁺ dan OH^- dalam larutan NaOH 0,05 M? 

Catatlah jawabannya dalam buku “catatanku”

Berdasarkan uraian dan contoh soal yang Anda kerjakan, dapat disimpulkan bahwa

“Sifat asam atau basa suatu larutan bergantung pada banyaknya konsentrasi ion hidrogen [H⁺] dan ion hidroksida [OH^-] dalam larutan tersebut”

1.    Jika larutan mengandung [H⁺] lebih banyak daripada [OH^-] maka larutan bersifat asam.   

2.    Jika larutan mengandung [OH^-] lebih banyak dari pada [H⁺] maka larutan bersifat basa.       

3.    Jika larutan mengandung [H⁺] sama dengan [OH^-] maka larutan bersifat netral.

Pada perhitungan dalam penentuan konsentrasi H⁺ dan OH^- diperoleh angka yang nilainya sangat kecil sehingga sulit diukur. Untuk menghindari angka-angka tersebut, seorang ahli kimia Denmark, Soren Peter Lauritz Sorensen (1868 – 1939) mengusulkan penggunaan istilah pH. Saat ini konsep pH digunakan standar dalam menyatakan tingkat keasaman suatu larutan.

pH suatu larutan didefinisikan sebagai logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen.

Sekarang  lihat kembali tetapan kesetimbangan air

Kw      =  [H⁺]  [OH^-]                         Kw  = 1 x 10^-14

Dengan menghitung logaritma negatif di kedua sisi, akan diperoleh

-log Kw           = -log ( [H⁺] [OH^-])

-log Kw           = (-log [H⁺]) + (-log [OH^-])

-log (1 x 10^-14) = (-log [H⁺]) + (-log [OH^-])

Dari definisi pH dan pOH dapat diperoleh

Berdasarkan rumus tersebut, Anda dapat menentukan pH suatu larutan.

Contoh soal 1 Pada mulanya dalam botol minuman hasil fermentasi terdapat ion H+ sebesar 3 x 10-4M. Saat tutup botol dibuka dan didiamkan di udara terbuka selama satu bulan, ternyata konsentrasi ion H+ menjadi 3,2 x 10-3 M. Hitunglah pH minuman pada kedua kondisi tersebut! Jawab Pada kondisi pertama [H+] = 3 x 10-4 M pH       = -log [H+] = -log 3 x 10-4             = 4 – log 3             = 3,52 Pada kondisi setelah terbuka [H+] = 3,2 x 10-3 M pH       = -log [H+] = -log 3,2 x 10-3             = 3 – log 3,2             = 2,49 Jadi pH pada minuman hasil fermentasi akan semakin asam setelah didiamkan di udara terbuka akibat berubahnya etanol menjadi asam asetat. Contoh soal 2  Konsentrasi ion OH- dalam sampel darah adalah 2,5 x 10-7 M. Berapakah pH sampel darah tersebut? Jawab Pertama gunakan rumus pOH = -log [OH-] pOH    =  - log [OH-] pOH    =  - log 2,5 x 10-7             =  7 – log 2,5 Kemudian terapkan pada rumus  pH + pOH = 14 pH   +  pOH   = 14 pH                   =  14 – pOH =  14 – (7 – log 2,5) =   7 + log 2,5   Nilai-nilai pH berhubungan dengan beberapa bahan yang sering Anda temui dalam kehidupan sehari-hari. Gambar 10.4.3 Skala pH dan nilai pH untuk beberapa bahan  Perhatikan gambar 10.4.3! dapat disimpulkan hubungan antara nilai pH dengan sifat asam atau basa suatu bahan/larutan. Perhatikan gambar 10.4.4! Berdasarkan nilai pH yang ditunjukkan pH meter pada larutan (A), (B), dan (C) manakah larutan yang bersifat asam, basa, atau netral? Gambar 10.4.4  Penentuan pH suatu larutan Selain pH meter banyak cara untuk menentukan pH suatu larutan. Penentuan pH air menggunakan larutan pengetes pH (larutan indikator asam basa). Dari penjelasan tentang pH, dapat disimpulkan bahwa MARI PAHAMI Agar Anda lebih memahami tentang pH asam dan basa, Anda dapat melakukan refleksi diri, tulislah rangkuman, beberapa pernyataan yang Anda peroleh di sumber belajar lain, dan beberapa pertanyaan yang akan Anda sampaikan dalam kegiatan tatap muka pada kolom “Catatanku”!   MARI BERAKSI Apakah anda sudah memahami pH asam basa? Untuk mengetahuinya, Anda dapat mengerjakan tes dalam “Mari beraksi”. Selamat mengerjakan dan sukses! 1.    Hitunglah konsentrasi ion H+ dan OH- dalam air murni jika pada suhu 370C harga Kw = 2,38 x 10-14 ! 2.    Bandingkan konsentrasi ion H+ dan ion OH- dalam larutan HNO3 5 x 10-3 M! 3.    Dalam larutan pembersih kloset, mengandung ion hidroksida sebesar 2,9 x 10-4 M. Hitunglah pH larutan tersebut! 4.    pH jus jeruk kemasan adalah 3,33. Hitunglah konsentrasi ion H+ !   MARI TERAPKAN Jawablah pertanyaan dibawah ini! Air sungai di Indonesia sudah banyak tercemar. Bahan-bahan apa sajakah yang dapat mencemari air sungai? Bagaimanakah cara untuk mengetahui bahwa air sungai tersebut tercemar berdasarkan konsep pH yang Anda pelajari? Berikanlah solusi terbaik untuk mengatasi pencemaran air sungai!   KIMIA BERKARAKTER pH adalah suatu nilai untuk menunjukkan bahwa suatu bahan atau larutan bersifat asam, basa, atau netral. Air murni bersifat netral. Ketika suatu asam dimasukkan dalam air maka larutannya bersifat asam, sedangkan jika dilarutkan senyawa basa maka larutannya akan bersifat basa. Demikian juga manusia. Setiap orang mempunyai karakteristiknya masing-masing, mereka mempunyai pilihan akan seperti apakah masa depannya, apakah asam atau basa, atau netral saja.  Jadi…sebagai para peneliti muda, teruslah berkarya untuk kebaikan bangsa. Tentukan masa depan sesuai dengan karaktermu. Anda dapat melihat film pendek ini untuk menjadi motivasi dalam perjalanan mencapai cita-cita. Selamat menyaksikan….. (Sumber :  https://www.youtube.com/watch?v=XbiTsbjFjuQ)   HASIL AKSI Anda sudah kerjakan soal-soal dalam “Anda beraksi” ? Silahkan Anda mengecek jawabannya melalui tautan berikut ini! PENYELESAIAN SOAL AKSI Jumlah nilai =  Jumlah skor yang benar X 2 Jika nilai  yang Anda peroleh lebih besar dari 75 maka Anda dapat melanjutkan ke materi kekuatan asam dan basa. Namun, jika nilai Anda dibawah 75 maka Anda harus mencoba mengulang kembali untuk belajar penentuan pH.   S E M A N G A T… INFORMASI LEBIH LANJUT   GLOSARIUM     Indikator asam basa asam atau basa lemah yang mempunyai warna berbeda dalam larutan yang bersifat asam dan basa     Kesetimbangan kondisi saat laju reaksi ke depan sama dengan laju reaksi balik ke belakang     pH tingkat keasamam     pH meter alat untuk mengukur tingkat keasaman suatu larutaan   SUMBER GAMBAR 1.    Pengolahan air               : http://flotrend.com 2.    PT. KTI                           : Dok. pribadi 3.    PH air minum                 : http://sindotrijaya.com 4.    Tingkat keasaman         : http://kimia.upi.edu 5.     PH meter                       : ehem-4e pdf   FILM PENDEK : https://www.youtube.com/watch?v=XbiTsbjFjuQ   DAFTAR PUSTAKA James E. Brady. 1998. Kimia Universitas Azas & Struktur (General Chemistry Principles & Structure). Edisi Kelima. Jilid satu. Diterjemahkan oleh: Sukmariah Maun, dkk. 1998. Jakarta: Binarupa Aksara John.A.Olmsted & Gregory.M.Williams. 2005. CHEMISTRY. Edisi keempat. John willey & Sons.inc Raymond Chang. 2003. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti (General Chemistry: The Essential Concepts). Edisi Ketiga. Jilid satu. Diterjemahkan oleh Suminar Setiati Achmadi. 2005. Jakarta: Erlangga Ralph. H. Petrucci. 1985. Kimia Dasar: Prinsip dan Terapan Modern. Edisi keempat. Jilid dua. Diterjemahkan oleh Suminar Achmadi,Ph.d.1987.Jakarta:Erlangga Saptono Nugrohadi dan Sukisman Purtadi. 2007. Kimia 2 untuk SMA/MA Kelas XI. Edisi Pertama. Jakarta: Balai Pustaka Sutrisna dan Lisa Listiani. 2006. Spektrum Kimia untuk SMA/MA Kelas XI IPA. Bandung