Apa Arti Skala Ph?

Bahkan bagi mereka yang lebih suka menghindari belajar tentang sains, akan sulit untuk menegosiasikan dunia tanpa mendengar referensi reguler untuk sesuatu yang disebut pH. Jika Anda tidak perlu tahu apa itu untuk kelas kimia, Anda mungkin akan melihat referensi tingkat pH, dan istilah terkait seperti keasaman dan alkalinitas, jika Anda hanya menonton beberapa iklan sampo.

Itu skala pH adalah alat yang dirancang oleh ahli kimia untuk mengukur seberapa asam (atau basa, kebalikan dari "asam") suatu larutan. Ini digunakan setiap hari dalam aplikasi yang tak terhitung jumlahnya, mulai dari memeriksa apakah tingkat klorin di bak mandi air panas Anda di mana seharusnya memungkinkan ahli biokimia untuk mengetahui kondisi ideal untuk reaksi yang dipengaruhi oleh keasaman untuk terjadi.

Skala pH, seperti banyak alat yang digunakan dalam ilmu fisika, bukanlah apa yang Anda sebut skala "intuitif", seperti skala yang berkisar dari 0 hingga 10 atau 1 hingga 100 yang digunakan untuk skor atau persentase kuis biasa. Tapi begitu Anda mengembangkan apresiasi mendalam untuk apa arti angka dalam hal perilaku molekul dalam larutan berair (molekul dilarutkan ke dalam atom komponen dan molekul dalam air), seluruh skema tidak hanya masuk akal tetapi membuka pintu baru untuk pemahaman yang sama sekali baru tentang kimia.

Singkatan pH adalah singkatan dari "potensi ion hidrogen." Istilah ini diciptakan oleh ahli biokimia Denmark Sren Srenson, yang mendefinisikan "p" sebagai instruksi untuk mengambil negatif dari logaritma konsentrasi ion hidrogen, ditulis [H⁺]. pH adalah logaritma negatif dari molaritas H, yang merupakan ukuran ion total per satuan volume daripada massa per satuan volume.

Secara matematis, definisi pH adalah

Dalam banyak ilmu fisika, gagasan "konsentrasi" berlaku untuk massa partikel daripada sifat lainnya. Misalnya, jika 5,85 gram (g) garam biasa (natrium klorida, atau NaCl) dilarutkan dalam 1.000 mililiter atau mL (1 liter atau L) air (H₂O), Anda kemudian dapat menyatakan konsentrasi natrium klorida dalam air dalam kasus ini sebagai 5,85 g/L, atau 5,85 mg/mL, atau satuan setara lainnya.

Dalam kimia, bagaimanapun, "jumlah" suatu zat yang penting bukanlah berapa gram atau kilogramnya, tetapi berapa banyak atom atau molekul individu yang ada. Ini karena atom dan molekul bereaksi satu sama lain berdasarkan rasio atom dan molekul, bukan rasio massa.

Berbagai jenis atom (yaitu, unsur yang berbeda) memiliki massa yang berbeda, dengan jumlah gram dalam grams 1 mol (6.02 × 10²³ partikel individu) yang diberikan dalam "kotak" elemen dalam tabel periodik unsur (lihat Sumberdaya).

Misalnya, satu molekul H₂O memiliki dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Setiap H memiliki massa sekitar 1 g, sedangkan atom O memiliki massa hanya di bawah 16 g. Jadi, meskipun 16/18 = 88,9 persen massa molekul air terdiri dari oksigen, air selalu memiliki rasio atom H terhadap O 2 banding 1.

Konsep ini digunakan untuk menetapkan konsentrasi molar, atau mol per liter, ditunjuk saya. Seperti yang terjadi, massa molar Na adalah 23,0 g dan klorin adalah 35,5 g, jadi 1 mol (1 mol, dalam perhitungan) NaCl memiliki massa 58,5 g. 5,85 g adalah 1/10 dari ini, jadi 5,85 g NaCl/1 L = larutan NaCl 0,1 M,

Jika Anda tidak terbiasa dengan logaritma, atau log, anggap log sebagai cara mudah untuk mengompresi variabilitas sebenarnya dari suatu kuantitas ke dalam bentuk yang lebih dapat dihubungkan secara matematis. Log adalah eksponen yang ditangani dalam bentuk non-superscript, yang membutuhkan finagling matematika dan biasanya kalkulator.

Bagian yang perlu Anda ketahui adalah untuk setiap faktor 10 peningkatan konsentrasi ion hidrogen, pH akan berkurang 1 satuan bilangan bulat dan sebaliknya. Ini berarti larutan dengan pH 5,0 memiliki sepuluh kali [H]⁺] dari larutan dengan pH 6,0, dan 1/1.000 [H⁺] dari larutan 3,0-pH.

• Baik kekuatan asam (yaitu, sifat yang melekat pada masing-masing asam) dan konsentrasi asam (yang dapat Anda ubah di lab) menentukan pH larutan.

Sebagaimana dicatat, larutan 1-molar (1M) ion hidrogen murni (tanpa anion terkait) memiliki pH 0. Hal ini tidak terlihat di alam dan digunakan sebagai titik acuan untuk mengukur pH menggunakan elektroda yang merupakan bagian dari pH meter. Ini dikalibrasi untuk menerjemahkan perbedaan tegangan antara larutan referensi dan larutan yang diinginkan menjadi nilai pH untuk yang terakhir.

1 tahi lalat ion per liter berarti sekitar 6,02 × 10²³ molekul atau atom individu (yaitu, partikel individu) per liter larutan.

Nilai umum pH termasuk sekitar 1,5 untuk asam lambung, sekitar 2 untuk air jeruk nipis, 3,5 untuk anggur, 7 untuk air murni, sekitar 7,4 untuk darah manusia yang sehat, 9 untuk pemutih dan 12 untuk amonia rumah tangga. Dua senyawa terakhir bersifat sangat basa, dan dapat menimbulkan kerusakan fisik seperti halnya asam, meskipun dengan mekanisme yang berbeda.

Anion yang beredar dalam darah disebut bikarbonat (HCO³⁻), yang terbentuk dari air dan karbon dioksida, menjaga darah agak basa dan bertindak sebagai "penyangga" jika H⁺ ion cepat terakumulasi dalam darah, seperti ketika pernapasan terganggu untuk waktu yang lama.

Anda mungkin pernah melihat iklan untuk "antasida," yang merupakan zat yang, berbeda dengan asam, dapat menerima proton, seringkali dengan menyumbangkan gugus hidroksil (−OH) yang menerima proton untuk membentuk air molekul.

Hasil "penyapuan" ion H+ di lambung dari asam klorida yang disekresikan secara alami oleh lambung dapat memberikan kelegaan dari efek asam yang merusak pada membran internal.

Contoh: Berapa pH larutan dengan [H+] 4,9×10⁻⁷ M?

pH=−log[H⁺] = log[4.9 × 10⁻⁷] = 6.31.

Perhatikan bahwa tanda negatif menjelaskan fakta bahwa konsentrasi kecil ion terlihat dalam pengukuran solusi akan menghasilkan skala dengan hasil negatif sebaliknya, karena nilai eksponen negatif.

Contoh: Berapa konsentrasi ion hidrogen dari larutan dengan pH 8,45?

Kali ini, Anda menggunakan persamaan yang sama untuk digunakan dengan cara yang sedikit berbeda:

8.45 =−log[H⁺], atau 8.45 = log[H⁺].

Untuk menyelesaikannya, Anda menggunakan fakta bahwa angka dalam tanda kurung hanyalah basis dari log, 10, dinaikkan ke nilai log itu sendiri:

[H+] = 10^−8.45 = 3.5 × 10⁻⁹ M.

Lihat Sumberdaya untuk contoh alat yang memungkinkan Anda memanipulasi identitas dan konsentrasi asam dalam larutan dalam menentukan nilai pH terkait.

Perhatikan bahwa saat Anda bereksperimen dengan asam yang berbeda dalam daftar drop-down yang disediakan dan menggunakan konsentrasi molar yang berbeda, Anda akan: temukan fakta menarik tentang pH: Itu tergantung pada identitas asam (dan dengan demikian kekuatan yang melekat) dan nya konsentrasi. Oleh karena itu, asam yang lebih lemah dalam konsentrasi molar yang lebih tinggi dapat menghasilkan larutan dengan pH lebih rendah daripada larutan asam kuat yang cukup encer.