√ Cara Menghitung Tingkat Keasaman (pH) Asam Poliprotik

Cara Menghitung Tingkat Keasaman (pH) Asam Poliprotik

20.2.22

Cara Menghitung Tingkat Keasaman (pH) Asam Poliprotik - www.tulisanayas.com

Asam merupakan salah satu jenis senyawa kimia yang memiliki tingkat keasaman atau pH di bawah 7. Contoh senyawa asam adalah $HCl$, $CH_3COOH$, dan $HNO_3$. Larutan tersebut termasuk asam monoprotik. Asam monoprotik adalah senyawa asam yang hanya satu atom hidrogennya dapat terionisasi dalam air. Perhitungan pH asam monoprotik pun relatif mudah yaitu menggunakan rumus umum $pH = -log[H^+]$. Lalu, bagaimana cara menghitung tingkat keasaman atau pH H2SO4 yang termasuk asam poliprotik?

Asam poliprotik adalah senyawa asam yang dua atau lebih atom hidrogennya dapat terionisasi dalam air. Sejumlah atom hidrogen pada asam poliprotik akan mengalami ionisasi secara bertahap. Tahapan proses tersebut yaitu satu atom hidrogen pertama akan berikatan dengan molekul air sehingga membentuk ion hidronium ($H_3O^+$) dan ion $HA^-$. Lalu, atom hidrogen pada ion $HA^-$ akan mengalami ionisasi kembali hingga hanya tersisa $A^-$ saja.

Dalam proses perhitungan atau penyelesaian soal, proses ionisasi asam poliprotik secara bertahap terlihat dari reaksi kimia dan konstanta ionisasinya. Reaksi kimia yang menggambarkan proses ionisasi akan lebih dari satu. Begitu pula dengan konstanta ionisasinya yang lebih dari satu. Contohnya seperti $K_{a1}$ untuk tetapan ionisasi pertama dan $K_{a2}$ untuk tetapan ionisasi kedua, dan seterusnya. Selain itu, konsentrasi dari masing - masing spesi juga penting untuk diketahui dalam perhitungan. Itulah informasi penting yang harus dimiliki untuk menghitung tingkat keasaman (pH) asam poliprotik.

Supaya proses perhitungan tingkat keasaman (pH) asam poliprotik dapat lebih dipahami, mari kita lihat contoh penyelesaian soal berikut ini.

Hitunglah konsentrasi ion $H^+$ dan pH larutan 0,1 M $H_2SO_4$!

dengan $K_{a1} = 1$ dan $K_{a2} = 0,011$

Jawaban:

Kita bisa lihat bahwa asam sulfat memiliki dua atom hidrogen yang dapat terionisasi. Maka, tetapan ionisasi yang dimiliki juga ada dua. Tetapan ionisasi pertama ($K_(a1)$) sangatlah tinggi dibandingkan dengan yang kedua. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa $H_2SO_4$ merupakan senyawa asam kuat. Asam sulfat sebagai asam kuat dapat terdisosiasi secara sempurna menjadi ion $HSO_4^-$ dan $H_3O^+$.

$$H_2SO_4 (aq) + H_2O \rightarrow HSO_4^- (aq) + H_3O^+$$

sehingga, perhitungan untuk tahapan ionisasi yang pertama dapat dilewati dan menganggap bahwa konsentrasi $HSO_4^-$ dan $H_3O^+$ sama dengan $[H_2SO_4]$ yaitu 0,1 M.

Tahap ionisasi kedua:

$$HSO_4^- (aq) + H_2O \rightarrow SO_4^{2-} (aq) + H_3O^+$$

cara yang dapat digunakan untuk mengetahui konsentrasi masing - masing spesi yaitu menggunakan tabel ABK (Awal, Bereaksi, Kesetimbangan).

	$HSO_4^-$	$SO_4^{2-}$	$H_3O^+$
Awal	$0,1 M$	$0 M$	$0,1 M$
Bereaksi	$-x M$	$+x M$	$+x M$
Kesetimbangan	$(0,1 - x) M$	$+x M$	$(0,1 + x) M$

Kemudian, kita menggunakan persamaan $K_{a2}$ yang dibentuk oleh konsentrasi $SO_4^{2-}$, $H_3O^+$, dan $HSO_4^-$ untuk mengetahui konsentrasi masing-masing, yaitu:

$$K_{a2} = \frac{[SO_4^{2-}][H_3O^+]}{[HSO_4^-]} = 1,1 \times 10^{-2}$$

$$0,011 = \frac{x(0,1 + x)}{0,1 - x}$$

dengan menyelesaikan persamaan tersebut menggunakan rumus abc, maka didapatkan nilai $x = 0,00915$. Sehingga, konsentrasi $H^+$ atau yang lebih tepatnya konsentrasi $H_3O^+$ yaitu:

$$[H_3O^+] = 0,1 M + x = 0,1 M + 0,00915 = 0,10915 M$$

Maka, tingkat keasaman dari asam sulfat yang memiliki konsentrasi 0,1 M yaitu:

$$pH = -log[H_3O^+]$$

$$pH = -log(0,10915) = 0,9619$$

BACA JUGA:

Jadi, dapat disimpulkan bahwa 0,1 M $H_2SO_4$ memiliki konsentrasi $H^+$ sebesar 0,10915 M dan tingkat keasaman (pH) sebesar 0,9619.

Itulah cara menghitung tingkat keasaman (pH) Asam Poliprotik dengan contoh Asam Sulfat.

Jika ada yang belum paham, silahkan bertanya di kolom komentar ya!

Semoga bermanfaat.

Terima kasih.

Referensi:

Chemistry LibreTexts