Larutan Asam Basa

Kimia dan larutan asam-basa memiliki peran yang signifikan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa contoh bagaimana kimia dan larutan asam-basa berperan dalam kehidupan sehari-hari seperti pencernaan makanan, memasak, pembersihan rumah tangga, perawatan pribadi, industry farmasi, dan industry makanan dan minuman.

Larutan asam kuat & penentuan pH asam kuat

Larutan asam kuat adalah larutan yang memiliki kemampuan untuk sepenuhnya mengionisasi atau memisahkan semua molekul asam menjadi ion-ion yang terlarut di dalam air. Artinya, larutan asam kuat memiliki konsentrasi ion hidrogen (H+) yang tinggi. Contoh larutan asam kuat yang umum adalah asam klorida (HCl) dan asam sulfat (H2SO4). 

Penentuan pH larutan asam kuat dapat dilakukan dengan menggunakan skala pH atau menggunakan perhitungan konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam larutan. pH adalah ukuran yang digunakan untuk menunjukkan tingkat keasaman atau kebasaan suatu larutan. 

Skala pH berkisar dari 0 hingga 14, di mana pH 7 merupakan netral, pH kurang dari 7 menunjukkan keasaman, dan pH lebih dari 7 menunjukkan kebasaan. Untuk menghitung pH larutan asam kuat, Anda dapat menggunakan rumus pH sebagai berikut:

pH = -log [H+]

Misalnya, jika Anda memiliki larutan asam klorida (HCl) dengan konsentrasi 0,1 M, Anda dapat menghitung pH-nya sebagai berikut:

[H+] = 0,1 M

pH = -log (0,1) = 1

Jadi, pH larutan asam klorida 0,1 M adalah 1, menunjukkan keasaman yang tinggi.

Larutan basa & penentuan pH basa kuat

Larutan basa kuat adalah larutan yang memiliki kemampuan untuk sepenuhnya mengionisasi atau memisahkan semua molekul basa menjadi ion-ion yang terlarut di dalam air. Artinya, larutan basa kuat memiliki konsentrasi ion hidroksida (OH-) yang tinggi. Contoh larutan basa kuat yang umum adalah natrium hidroksida (NaOH) dan kalium hidroksida (KOH). 

Penentuan pH larutan basa kuat dapat dilakukan dengan menggunakan skala pH atau menggunakan perhitungan konsentrasi ion hidroksida (OH-) dalam larutan. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, skala pH berkisar dari 0 hingga 14, di mana pH 7 merupakan netral, pH kurang dari 7 menunjukkan keasaman, dan pH lebih dari 7 menunjukkan kebasaan. Untuk menghitung pH larutan basa kuat, Anda dapat menggunakan rumus pH sebagai berikut:

pOH = -log [OH-] pH = 14 - pOH

Misalnya, jika Anda memiliki larutan natrium hidroksida (NaOH) dengan konsentrasi 0,1 M, Anda dapat menghitung pOH-nya sebagai berikut:

[OH-] = 0,1 M

pOH = -log (0,1) = 1

Kemudian, untuk mendapatkan pH, kita menggunakan rumus pH = 14 - pOH:

pH = 14 - 1 = 13

Jadi, pH larutan natrium hidroksida 0,1 M adalah 13, menunjukkan tingkat kebasaan yang tinggi.

Larutan asam lemah & penentuan pH asam lemah

Larutan asam lemah adalah larutan yang hanya sebagian kecil molekul asamnya mengionisasi menjadi ion hidrogen (H+) dan anion. Dalam larutan asam lemah, keseimbangan antara bentuk molekuler dan bentuk ionik terjadi. Contoh larutan asam lemah yang umum adalah asam asetat (CH3COOH) dan asam format (HCOOH). 

Penentuan pH larutan asam lemah dapat melibatkan perhitungan berdasarkan konsentrasi asam lemah dan konstanta disosiasi asam (Ka) yang menggambarkan tingkat ionisasi asam. Ka adalah konstanta yang menunjukkan sejauh mana suatu asam lemah terionisasi dalam air. Semakin besar nilai Ka, semakin besar juga tingkat ionisasi asam lemah tersebut. Perhitungan pH larutan asam lemah melibatkan persamaan Henderson-Hasselbalch, yang dinyatakan sebagai berikut:

pH = pKa + log ([A-]/[HA])

pH adalah nilai pH larutan pKa adalah logaritma negatif dari konstanta disosiasi asam (Ka) [A-] adalah konsentrasi anion hasil ionisasi asam lemah [HA] adalah konsentrasi bentuk molekuler asam lemah yang tidak terionisasi

Misalnya, jika Anda memiliki larutan asam asetat (CH3COOH) dengan konsentrasi 0,1 M dan nilai pKa sebesar 4,76, dan menganggap bahwa ion asetat (CH3COO-) terionisasi sepenuhnya, Anda dapat menghitung pH-nya sebagai berikut:

pKa = 4,76 [HA] = 0,1 M [A-] = 0,1 M (dianggap terionisasi sepenuhnya)

pH = 4,76 + log (0,1/0,1) = 4,76 + log(1) = 4,76

Jadi, pH larutan asam asetat 0,1 M dengan pKa 4,76 adalah 4,76, menunjukkan keasaman yang lemah.

Larutan basa lemah & penentuan pH basa lemah

Larutan basa lemah adalah larutan yang hanya sebagian kecil molekul basanya menghasilkan ion hidroksida (OH-) dalam air. Dalam larutan basa lemah, terdapat keseimbangan antara bentuk molekuler dan bentuk ionik basa tersebut. Contoh larutan basa lemah yang umum adalah amonia (NH3) dan hidrogen karbonat (KHCO3). 

Penentuan pH larutan basa lemah juga dapat melibatkan perhitungan berdasarkan konsentrasi basa lemah dan konstanta disosiasi basa (Kb) yang menggambarkan tingkat ionisasi basa. Kb adalah konstanta yang menunjukkan sejauh mana suatu basa lemah terionisasi dalam air. Semakin besar nilai Kb, semakin besar tingkat ionisasi basa lemah tersebut. 

Perhitungan pH larutan basa lemah dapat menggunakan persamaan yang mirip dengan persamaan Henderson-Hasselbalch yang digunakan untuk larutan asam lemah, namun dengan menggunakan konstanta disosiasi basa (Kb). Persamaan tersebut adalah:

pOH = pKb + log ([OH-]/[B])

pH = 14 - pOH

pOH adalah nilai pOH larutan pKb adalah logaritma negatif dari konstanta disosiasi basa (Kb) [OH-] adalah konsentrasi ion hidroksida hasil ionisasi basa lemah [B] adalah konsentrasi bentuk molekuler basa lemah yang tidak terionisasi

Misalnya, jika Anda memiliki larutan amonia (NH3) dengan konsentrasi 0,1 M dan nilai pKb sebesar 4,75, dan menganggap bahwa ion hidroksida (OH-) terionisasi sepenuhnya, Anda dapat menghitung pH-nya sebagai berikut:

pKb = 4,75 [B] = 0,1 M [OH-] = 0,1 M (dianggap terionisasi sepenuhnya)

pOH = 4,75 + log (0,1/0,1) = 4,75 + log(1) = 4,75

pH = 14 - pOH = 14 - 4,75 = 9,25

Jadi, pH larutan amonia 0,1 M dengan pKb 4,75 adalah 9,25, menunjukkan tingkat kebasaan yang lemah.

Larutan asam dan basa dengan indikator

Penentuan larutan asam atau basa dengan menggunakan indikator merupakan metode yang umum digunakan dalam analisis kimia. Indikator adalah senyawa organik yang berubah warna tergantung pada pH larutan. Berikut adalah langkah-langkah umum dalam penentuan larutan asam atau basa dengan indikator:

1. Pilih indikator yang sesuai: Pilih indikator yang memiliki rentang perubahan warna yang cocok dengan rentang pH yang diharapkan. Contoh indikator universal seperti kertas lakmus, fenolftalein, metil jingga, metil merah, bromtimol biru, atau fenol red dapat digunakan.
2. Siapkan larutan uji: Siapkan larutan yang akan diuji. Misalnya, jika Anda ingin menentukan apakah larutan tersebut bersifat asam atau basa, tambahkan beberapa tetes larutan uji ke dalam tabung reaksi.
3. Tambahkan indikator: Tambahkan beberapa tetes indikator ke dalam larutan uji. Aduk rata.
4. Amati perubahan warna: Amati perubahan warna yang terjadi dalam larutan uji setelah ditambahkan indikator. Bandingkan dengan skala warna yang terkait dengan indikator yang digunakan. Misalnya, jika menggunakan fenolftalein, larutan akan berubah warna dari tidak berwarna menjadi merah muda pada larutan basa (pH > 8).
5. Identifikasi sifat larutan: Berdasarkan perubahan warna indikator, identifikasi apakah larutan tersebut bersifat asam atau basa. Misalnya, jika larutan berubah menjadi merah muda saat ditambahkan fenolftalein, maka larutan tersebut bersifat basa.

Perlu dicatat bahwa penentuan dengan menggunakan indikator memberikan hasil yang kasar dan relatif, karena hanya memberikan informasi tentang rentang pH larutan secara kualitatif. Jika Anda membutuhkan pengukuran pH yang lebih akurat, sebaiknya menggunakan pH meter atau alat pengukur pH lainnya.