Definisi dan Persamaan pH dalam Kimia

pH adalah ukuran hidrogen ion konsentrasi, ukuran dari keasaman atau alkalinitas dari a larutan. Skala pH biasanya berkisar dari 0 hingga 14. Solusi berair pada 25 ° C dengan pH kurang dari 7 are bersifat asam, sedangkan mereka yang memiliki pH lebih dari 7 adalah basa atau basa. Tingkat pH 7,0 pada 25 ° C didefinisikan sebagai "netral" karena konsentrasi dari H₃HAI⁺ sama dengan konsentrasi OH⁻ dalam air murni. Mungkin asam yang sangat kuat pH negatif, sementara basa yang sangat kuat mungkin memiliki pH lebih besar dari 14.

Persamaan untuk menghitung pH diusulkan pada tahun 1909 oleh ahli biokimia Denmark Søren Peter Lauritz Sørensen:

pH = -log [H⁺]

di mana log adalah basis-10 logaritma dan [H⁺] adalah singkatan dari konsentrasi ion hidrogen dalam satuan mol per liter larutan. Istilah "pH" berasal dari kata Jerman "potenz," yang berarti "kekuatan," dikombinasikan dengan H, simbol elemen untuk hidrogen, jadi pH adalah singkatan dari "kekuatan hidrogen."

Kami bekerja dengan banyak asam (pH rendah) dan basa (pH tinggi) setiap hari. Contoh nilai pH bahan kimia lab dan produk rumah tangga meliputi:

0: asam klorida
2.0: jus lemon
2.2: cuka
4.0: anggur
7.0: air murni (netral)
7.4: darah manusia
13.0: alkali
14.0: natrium hidroksida

pH hanya memiliki arti dalam larutan air (dalam air). Banyak bahan kimia, termasuk cairan, tidak punya nilai pH. Jika tidak ada air, tidak ada pH. Misalnya, tidak ada nilai pH untuk minyak sayur, bensin, atau alkohol murni.

Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (IUPAC) memiliki skala pH yang sedikit berbeda yang didasarkan pada pengukuran elektrokimia dari larutan buffer standar. Pada dasarnya, definisi tersebut menggunakan persamaan:

pH = -log a_{H +}

dimana_{H +} singkatan dari aktivitas hidrogen, yang merupakan konsentrasi efektif ion hidrogen dalam suatu larutan. Ini mungkin sedikit berbeda dari konsentrasi sebenarnya. Skala pH IUPAC juga mencakup faktor termodinamika, yang dapat mempengaruhi pH.

Untuk sebagian besar situasi, definisi standar pH sudah cukup.

Pengukuran pH kasar dapat dilakukan dengan menggunakan kertas lakmus atau jenis kertas pH lain yang dikenal untuk mengubah warna di sekitar nilai pH tertentu. Sebagian besar indikator dan kertas pH hanya bermanfaat untuk mengetahui apakah suatu zat adalah asam atau basa atau untuk mengidentifikasi pH dalam kisaran yang sempit. Indikator universal adalah campuran solusi indikator yang dimaksudkan untuk memberikan perubahan warna pada rentang pH 2 hingga 10.

Pengukuran yang lebih akurat dilakukan menggunakan standar primer untuk mengkalibrasi elektroda gelas dan pH meter. Elektroda bekerja dengan mengukur perbedaan potensial antara elektroda hidrogen dan elektroda standar. Contoh dari elektroda standar adalah perak klorida.

pH digunakan dalam kehidupan sehari-hari serta sains dan industri. Ini digunakan dalam memasak (mis., Mereaksikan bubuk kue dan asam untuk membuat makanan yang dipanggang naik), untuk merancang koktail, pembersih, dan pengawet makanan. Ini penting dalam pemeliharaan kolam dan pemurnian air, pertanian, kedokteran, kimia, teknik, oseanografi, biologi, dan ilmu pengetahuan lainnya.