Cara Menghitung pH Asam Lemah

SainTek.id - Menghitung pH asam lemah sedikit lebih rumit daripada menentukan pH asam kuat karena asam lemah tidak sepenuhnya terdisosiasi dalam air. Untungnya, rumus menghitung pH sederhana. Inilah yang Anda lakukan.

Kunci Penting: pH Asam Lemah

• Mencari pH asam lemah sedikit lebih rumit daripada mencari pH asam kuat karena asam tidak sepenuhnya terdisosiasi menjadi ion-ionnya.
• Persamaan pH masih sama (pH = -log[H + ]), tetapi Anda perlu menggunakan konstanta disosiasi asam (K a ) untuk mencari [H + ].
• Ada dua metode utama pemecahan untuk konsentrasi ion hidrogen. Salah satunya melibatkan persamaan kuadrat. Yang lain mengasumsikan asam lemah hampir tidak berdisosiasi dalam air dan mendekati pH. Yang mana yang Anda pilih bergantung pada seberapa akurat Anda membutuhkan jawabannya. Untuk pekerjaan rumah, gunakan persamaan kuadrat. Untuk perkiraan cepat di lab, gunakan perkiraan tersebut.

pH Masalah Asam Lemah

Berapa pH larutan asam benzoat 0,01 M?

Diberikan: asam benzoat K a = 6,5 x 10 -5

Larutan

Asam benzoat berdisosiasi dalam air sebagai:

C 6 H 5 COOH → H + + C 6 H 5 COO -

Rumus untuk K a adalah:

K a = [H + ][B - ]/[HB]

di mana:

[H + ] = konsentrasi ion H +

[B - ] = konsentrasi ion basa konjugasi

[HB] = konsentrasi molekul asam yang tidak terdisosiasi

untuk suatu reaksi HB → H + + B -

Asam benzoat mendisosiasi satu ion H + untuk setiap ion C 6 H 5 COO - , jadi [H + ] = [C 6 H 5 COO - ].

Misalkan x menyatakan konsentrasi H + yang terdisosiasi dari HB, maka [HB] = C - x di mana C adalah konsentrasi awal.

Masukkan nilai-nilai ini ke dalam persamaan K a :

K a = x · x / (C -x)

K a = x²/(C - x)

(C - x)K a = x²

x² = CK a - xK a

x² + K a x - CK a = 0

Selesaikan untuk x menggunakan persamaan kuadrat:

x = [-b ± (b² - 4ac) ½ ]/2a

x = [-K a + (K a ² + 4CK a ) ½ ]/2

**Catatan** Secara teknis, ada dua solusi untuk x. Karena x menyatakan konsentrasi ion dalam larutan, nilai x tidak boleh negatif.

Masukkan nilai untuk K a dan C:

K a = 6,5 x 10 -5

C = 0,01 M

x = {-6,5 x 10 -5 + [(6,5 x 10 -5 )² + 4(0,01)(6,5 x 10 -5 )] ½ }/2

x = (-6,5 x 10 -5 + 1,6 x 10 - 3 )/2

x = (1,5 x 10 -3 )/2

x = 7,7 x 10 -4

Temukan pH:

pH = -log[H + ]

pH = -log(x)

pH = -log(7,7 x 10 -4 )

pH = -(-3,11)

pH = 3,11

Jawaban:

PH larutan asam benzoat 0,01 M adalah 3,11.

Solusi: Metode Cepat dan Kotor untuk Menemukan pH Asam Lemah

Sebagian besar asam lemah hampir tidak berdisosiasi dalam larutan. Dalam larutan ini kami menemukan bahwa asam hanya terdisosiasi sebesar 7,7 x 10 -4 M. Konsentrasi semula adalah 1 x 10 -2 atau 770 kali lebih kuat daripada konsentrasi ion terdisosiasi .

Nilai untuk C - x kemudian, akan sangat dekat dengan C agar tidak berubah. Jika kita mengganti C untuk (C - x) dalam persamaan K a ,

K a = x²/(C - x)

K a = x²/C

Dengan ini, tidak perlu menggunakan persamaan kuadrat untuk menyelesaikan x:

x² = K a ·C

x² = (6,5 x 10 -5 )(0,01)

x² = 6,5 x 10 -7

x = 8,06 x 10 -4

Temukan pH

pH = -log[H + ]

pH = -log(x)

pH = -log(8,06 x 10 -4 )

pH = -(-3,09)

pH = 3,09

Perhatikan kedua jawaban hampir identik dengan perbedaan hanya 0,02. Perhatikan juga perbedaan antara x metode pertama dan x metode kedua hanya 0,000036 M. Untuk sebagian besar situasi laboratorium, metode kedua "cukup baik" dan jauh lebih sederhana.

Periksa pekerjaan Anda sebelum melaporkan nilai. PH asam lemah harus kurang dari 7 (tidak netral) dan biasanya kurang dari nilai asam kuat. Perhatikan ada pengecualian. Misalnya, pH asam klorida adalah 3,01 untuk larutan 1 mM, sedangkan pH asam fluorida juga rendah, dengan nilai 3,27 untuk larutan 1 mM.