Cara Menghitung Konsentrasi Ion Hidrogen

Konsentrasi ion hidrogen memberi tahu kita seberapa asam atau basa setiap larutan yang diberikan. Lebih banyak ion hidrogen? Lebih asam. Lebih sedikit ion hidrogen? Lebih mendasar. Cukup sederhana, bukan? Mari kita lihat bagaimana mendefinisikan dan menghitung konsentrasi ion hidrogen. Pertama, Anda akan melihat bagaimana Anda mendapatkan ion hidrogen dan ion hidroksida dalam air.

Air terionisasi sendiri dalam jumlah kecil:

Ini adalah penyederhanaan, karena ion hidrogen bebas sebenarnya tidak ada dalam larutan. Ini adalah apa yang sebenarnya terlihat seperti:

Melalui ikatan hidrogen, ion hidrogen bergabung dengan molekul air untuk menciptakan H create₃HAI⁺, atau hidronium. Jadi, ketika Anda menghitung konsentrasi ion hidrogen, Anda juga menghitung konsentrasi ion hidronium.

Untuk air, produk ion air atau K_w memberitahu kita konsentrasi H⁺ atau H₃HAI⁺ dan konsentrasi OH^- atau ion hidroksida.

Pada 25 derajat Celcius, nilai K. yang ditentukan secara eksperimental_W adalah 1,0 x 10^-14 saya².

Mari kita lihat bagaimana Anda dapat menggunakan pengetahuan Anda tentang disosiasi dan K_W untuk menghitung konsentrasi ion hidrogen baik untuk asam atau basa kuat.

Asam kuat meningkatkan konsentrasi ion hidrogen di atas ion hidroksida yang ada.

Contohnya adalah HCl:

Karena HCl adalah asam kuat, ia terdisosiasi sempurna dalam air. Jadi, katakanlah Anda memiliki larutan HCl 1,5M. Berapa konsentrasi ion hidrogen?

Nah, ini cukup sederhana dan bahkan tidak memerlukan matematika! Karena asam terdisosiasi sempurna, konsentrasi ion hidrogen sama dengan molaritas larutan. Dalam hal ini berarti konsentrasi ion hidrogen, atau [H⁺], adalah 1,5 juta.

Basa kuat, di sisi lain, memiliki lebih banyak ion hidroksida daripada ion hidrogen. Katakanlah Anda memiliki larutan NaOH 0,1M. Berapa konsentrasi H⁺ pada kasus ini? Sekarang, Anda perlu menggunakan pengetahuan Anda tentang K_W.

Anda tahu bahwa karena basa kuat ini terdisosiasi sempurna, konsentrasi hidroksida, atau OH-, sama dengan molaritas larutan. [OH-] = 0,1 M.

Begitu,

Memecahkan [H+] Anda mendapatkan:

Ini masuk akal! Karena ini adalah larutan basa, ada lebih banyak ion hidroksida daripada ion hidrogen.

Sekarang, berurusan dengan notasi ilmiah sepanjang waktu untuk membahas konsentrasi ion hidrogen sedikit rumit. Sebaliknya, para ilmuwan menggunakan skala pH.

Berikut adalah pengertian dari pH:

pH adalah log negatif dari konsentrasi hidrogen. Huruf p secara harfiah berarti log negatif.

Jadi, dengan nilai pH 5,5 Anda dapat menemukan konsentrasi ion hidrogen:

Menyelam dengan yang negatif dan mengambil log terbalik memberi Anda:

Pemecahan, Anda mendapatkan:

Konsentrasi ion hidrogen dari larutan dengan pH = 5,5 adalah 3,2*10^-6M. Lihat, inilah mengapa berbicara tentang pH jauh lebih mudah daripada jumlah panjang yang Anda dapatkan untuk sebuah jawaban! Sebuah pH 5,5 memberitahu Anda tentang keasaman, dan Anda dapat menghitung molaritas jika Anda membutuhkannya.

Sementara menghitung konsentrasi ion hidrogen dari asam kuat cukup mudah karena mereka terdisosiasi sepenuhnya dalam larutan, menghitung konsentrasi ion hidrogen dalam asam lemah hanya sedikit just lebih rumit. Asam ini tidak sepenuhnya terionisasi dalam air. Setiap asam memiliki kecenderungan untuk kehilangan ion hidrogen dalam larutan berair. Asam yang lebih kuat lebih mungkin kehilangan ion hidrogennya daripada asam lemah.

Konstanta kesetimbangan untuk reaksi ionisasi disebut konstanta disosiasi asam (K_Sebuah). Asam yang lebih kuat memiliki K. yang lebih tinggi_Sebuah sedangkan asam yang lebih lemah memiliki K. yang lebih rendah_Sebuah. Sekarang, seperti halnya konsentrasi ion hidrogen, di mana Anda beralih ke pH, bukan hanya H, para ilmuwan menggunakan pKa_Sebuah untuk menunjukkan seberapa kuat atau lemah suatu asam. Dengan kecenderungan yang lebih tinggi untuk kehilangan proton, asam lebih kuat, sehingga pKa_Sebuah lebih kecil.

• Semakin tinggi nilai pKa, semakin lemah asamnya; semakin rendah nilai pKa semakin kuat asamnya.