Bagaimana cara menghitung pH dari sebuah konsentrasi?

Ambil logaritma basis sepuluh dari konsentrasi ion hidrogen lalu balik tandanya. Konsentrasi 0,001 mol/L adalah 1 × 10⁻³, jadi pH-nya 3; 0,0001 mol/L memberi 4; 1 mol/L memberi 0. Arah sebaliknya, naikkan sepuluh ke pangkat pH yang tandanya dibalik: pH 7 adalah 10⁻⁷ mol/L. Halaman ini menerima kedua arah, jadi Anda memasukkan angka yang Anda punya lalu membaca angka yang Anda perlukan.

Apa arti pH 3,5 bagi konsentrasi hidroksidanya?

Artinya 10⁻¹⁰·⁵ mol/L, yaitu 3,16 × 10⁻¹¹ mol/L — begitu kecil sehingga baris mol per liter menampilkan 0,00000000 dan hanya baris mikromol yang masih membawanya, pada 0,00003162 µmol/L. Kedua baris itu benar, dan keduanya adalah besaran yang sama yang ditulis pada dua orde besaran. Angka nol itu muncul ketika jumlah angka di belakang koma yang tetap sudah habis, bukan ketika ionnya tidak ada.

Mengapa pH ditambah pOH selalu 14?

Karena hasil kali kedua konsentrasi ionnya tetap pada suhu tertentu. Pada 25 °C tetapan itu 1 × 10⁻¹⁴, dan mengambil logaritma negatif di kedua ruas mengubah perkalian menjadi penjumlahan: pH + pOH = 14. Tetapan itu sebenarnya tidak terlalu tetap: pada 100 °C nilainya mendekati 5 × 10⁻¹³, sehingga jumlahnya menjadi sekitar 12,3 dan air netral berada di sekitar pH 6,1. Semua di halaman ini pada 25 °C.

Bisakah pH negatif atau lebih dari 14?

Secara prinsip bisa: larutan asam kuat 10 mol/L akan menghasilkan pH −1. Dalam praktiknya elektrodanya tidak sanggup membacanya, karena pH didefinisikan atas keaktifan ion hidrogen dan keaktifan berhenti mengikuti konsentrasi begitu larutannya pekat — pada asam 1 mol/L koefisien keaktifannya sudah sekitar 0,8. Halaman ini menahan pH pada rentang 0 sampai 14, yaitu rentang tempat anggapan larutan encer masih berlaku, dan menolak konsentrasi yang menghasilkan pH di luar rentang itu.

Apa yang terjadi kalau dua nilai yang saya masukkan tidak sepakat?

Halaman ini melaporkan pertentangannya dan menolak menjawab, alih-alih memilih salah satunya. Dua nilai boleh berbeda sampai 0,05 satuan pH, yang berarti sekitar 12% perbedaan konsentrasi — selebar selisih orang menyalin dua atau tiga angka penting dengan tangan. Di luar itu pertentangannya sungguhan: pH 3 dan 0,0005 mol/L berbeda 0,30 satuan, enam kali toleransinya, dan salah satu di antaranya keliru. Masukkan satu nilai saja dan tidak ada perbandingan yang dilakukan.

Kalkulator pH

Hasil

7,00

pOH: 7,00
Konsentrasi H⁺ (mol/L): 0,00000010 M
Konsentrasi OH⁻ (mol/L): 0,00000010 M
Konsentrasi H⁺ (µmol/L): 0,10000000 µM
Konsentrasi OH⁻ (µmol/L): 0,10000000 µM

Kalkulator pH ini mengubah keempat cara menuliskan keasaman sebuah larutan encer satu sama lain: pH, pOH, dan konsentrasi ion hidrogen maupun ion hidroksida. Satu saja dari keempatnya sudah cukup, karena keempatnya menggambarkan keadaan yang sama; isi lebih dari satu dan halaman ini memeriksa satu terhadap yang lain, karena selisih lebih dari 0,05 satuan pH berarti salah satu angkanya keliru. Semua di sini dihitung pada 25 °C, suhu ketika pH dan pOH berjumlah 14. Skala pH bersifat logaritmik, dan di situlah alasan halaman ini ada: satu langkah satu satuan berarti faktor sepuluh pada konsentrasinya, sehingga berpindah dari pH 3 ke pH 6 bukan berarti dua kali lebih asam, melainkan seribu kali. Panel menampilkan setiap konsentrasi dua kali, dalam mol/L dan dalam µmol/L, karena satu baris dengan jumlah angka di belakang koma yang tetap tidak mampu mencakup empat belas orde besaran: pada pH 10 konsentrasi ion hidrogen adalah 1 × 10⁻¹⁰ mol/L, yang di baris pertama tampil sebagai 0,00000000 dan baru terbaca lagi di baris kedua. Untuk menghitung pH dari sebuah konsentrasi, cara yang paling singkat adalah mengambil logaritma desimalnya lalu membalik tandanya; sisa halaman ini ada supaya Anda tidak perlu memilih sendiri di antara keempat bentuk itu.

Skala pH pada 25 °C, dan berapa harga tiap langkahnya dalam konsentrasi

pH	Konsentrasi ion hidrogen	Konsentrasi ion hidroksida	Larutan tipikal
0	1 mol/L	1 × 10⁻¹⁴ mol/L	Asam kuat 1 mol/L
1	1 × 10⁻¹ mol/L	1 × 10⁻¹³ mol/L	Asam kuat 0,1 mol/L
3	1 × 10⁻³ mol/L	1 × 10⁻¹¹ mol/L	Cuka
7	1 × 10⁻⁷ mol/L	1 × 10⁻⁷ mol/L	Air murni
10	1 × 10⁻¹⁰ mol/L	1 × 10⁻⁴ mol/L	Larutan sabun
14	1 × 10⁻¹⁴ mol/L	1 mol/L	Basa kuat 1 mol/L

Setiap baris adalah satu langkah sepuluh kali lipat pada kedua konsentrasinya, dan itulah arti skala logaritmik: dari pH 3 ke pH 6 bukan berarti dua kali lebih asam, melainkan seribu kali. Kedua kolom tengahnya ditulis dalam notasi ilmiah karena angkanya tidak selamat kalau ditulis penuh, dan karena kalkulator ini tidak punya keluaran notasi ilmiah: tabel inilah tempat eksponennya terbaca. Kedua ujung tabel adalah kedua ujung rentang halaman ini: 1 mol/L asam atau basa kuat adalah sekitar titik ketika bacaan pH berhenti menjadi pengukuran yang bermakna.

Rumus

pH = −log₁₀[H⁺] pOH = −log₁₀[OH⁻] pH + pOH = 14 pada 25 °C

pH: Bacaan yang diberikan elektroda: negatif logaritma basis sepuluh dari konsentrasi ion hidrogen. Perubahan satu satuan berarti perubahan konsentrasi sepuluh kali lipat, dan itulah sebabnya nilainya lebih baik dikonversi daripada ditaksir dengan mata
pOH: Logaritma yang sama, diambil atas konsentrasi ion hidroksida. Pada 25 °C nilainya adalah sisa pengurangan pH dari 14, sehingga keduanya selalu bergerak ke arah yang berlawanan
[H⁺]: Konsentrasi ion hidrogen dalam mol per liter. Inilah yang diberikan oleh titrasi atau perhitungan pengenceran, dan inilah yang diwakili oleh bacaan elektroda
[OH⁻]: Konsentrasi ion hidroksida, juga dalam mol per liter. Di dalam air keduanya terikat satu sama lain: hasil kalinya 1 × 10⁻¹⁴ pada 25 °C, jadi mengetahui yang satu memberi yang lain

Gunakan halaman ini ketika sebuah angka datang dalam satu bentuk sementara langkah berikutnya memerlukan bentuk lain: elektroda memberi Anda pH sedangkan perhitungannya meminta konsentrasi, atau pengenceran memberi Anda konsentrasi sedangkan labelnya meminta pH. Alasan kedua untuk berada di sini adalah memeriksa pekerjaan Anda sendiri: sebuah larutan tidak bisa sekaligus 0,001 mol/L dalam ion hidrogen dan berpH 5, dan dengan mengisi keduanya halaman ini mengatakannya alih-alih diam-diam memilih salah satu. Skala pH di sini membentang dari 0 sampai 14, yang mencakup larutan air encer pada 25 °C: asam kuat dan basa kuat dalam bentuk pekat berada di luarnya.

Contoh hitungan

Air murni, pH yang semua orang tahu
1. pH 7 sudah diketahui, jadi [H⁺] adalah 10⁻⁷ mol per liter
2. Ion hidroksidanya sama karena simetri: 10⁻⁷ mol per liter
3. pOH adalah 14 − 7 = 7, yang merupakan definisi netral
4. Dalam mikromol per liter kedua konsentrasinya terbaca 0,1 µmol/L
Air netral adalah satu-satunya keadaan ketika setiap baris mudah dibaca: 0,0000001 mol/L di satu baris dan 0,1 µmol/L di baris berikutnya adalah angka yang sama, ditulis pada dua orde besaran. Itulah alasan panel membawa keduanya: pada pH 3,5 konsentrasi hidroksidanya adalah 0,00000000 mol/L di baris pertama, dan baris mikromol adalah tempat angka itu kembali terbaca.
Asam kuat, dimasukkan sebagai konsentrasi
1. 0,001 mol/L adalah 1 × 10⁻³ mol/L
2. Ambil logaritmanya lalu balik tandanya: 10⁻³ memberi pH tepat 3
3. pOH adalah sisanya: 14 − 3 = 11
4. Hidroksidanya 10⁻¹¹ mol/L, atau 0,00001 µmol/L
5. Kolom pH dibiarkan kosong dan jawabannya datang dari konsentrasinya
Satu masukan, empat nilai keluar: kolom pH kosong di sini, dan itu bukan formulir yang belum lengkap, karena satu saja dari keempatnya sudah menetapkan keadaannya. Konsentrasinya dimasukkan sebagai milimol dengan mengganti pemilih satuannya, lalu dikonversi ke mol per liter sebelum logaritmanya diambil. Inilah arah yang ditinggalkan oleh perhitungan pengenceran: Anda tahu apa yang Anda buat, dan alat ukurnya justru yang sedang Anda ramalkan.
Asam kuat di tepi rentang, ketika satu baris terbaca nol
1. pH 1 berarti [H⁺] = 10⁻¹ = 0,1 mol/L — ini kira-kira asam klorida di meja laboratorium
2. pOH = 14 − 1 = 13
3. Hidroksidanya 10⁻¹³ mol/L, yang dengan delapan angka di belakang koma ditulis 0,00000000
4. Baris mikromol yang membawanya: 10⁻¹³ mol/L adalah 0,0000001 µmol/L
Baris hidroksidanya menampilkan 0 di sini, dan itu karena tampilannya kehabisan angka di belakang koma, bukan karena ionnya tidak ada: air selalu mengandung sebagian. Sepersepuluh mol ion hidrogen per liter adalah ujung kuat dari apa yang dicakup halaman ini; lebih jauh lagi, keaktifan ionnya berhenti setara dengan konsentrasinya, dan itulah anggapan yang menopang logaritma tadi.

Batasan

Semua di sini menganggap 25 °C. Hasil kali ion air bergantung pada suhu — sekitar 1 × 10⁻¹⁴ pada 25 °C tetapi mendekati 5 × 10⁻¹³ pada 100 °C — sehingga pH ditambah pOH sama dengan 14 hanya di sekitar suhu ruang, dan air netral di dekat titik didih berada di sekitar pH 6,1. Tidak ada kolom suhu karena kurva baku pK terhadap suhu berbeda antara satu rujukan dan rujukan lain, dan kurva yang salah lebih buruk daripada keterbatasan yang dinyatakan. Rumusnya juga didefinisikan atas keaktifan, bukan atas konsentrasi, dan keduanya hanya berimpit pada larutan encer, itulah sebabnya pH ditahan pada rentang 0 sampai 14: asam pekat sama sekali tidak punya bacaan elektroda yang berarti.

Pertanyaan yang sering diajukan

Bagaimana cara menghitung pH dari sebuah konsentrasi?: Ambil logaritma basis sepuluh dari konsentrasi ion hidrogen lalu balik tandanya. Konsentrasi 0,001 mol/L adalah 1 × 10⁻³, jadi pH-nya 3; 0,0001 mol/L memberi 4; 1 mol/L memberi 0. Arah sebaliknya, naikkan sepuluh ke pangkat pH yang tandanya dibalik: pH 7 adalah 10⁻⁷ mol/L. Halaman ini menerima kedua arah, jadi Anda memasukkan angka yang Anda punya lalu membaca angka yang Anda perlukan.
Apa arti pH 3,5 bagi konsentrasi hidroksidanya?: Artinya 10⁻¹⁰·⁵ mol/L, yaitu 3,16 × 10⁻¹¹ mol/L — begitu kecil sehingga baris mol per liter menampilkan 0,00000000 dan hanya baris mikromol yang masih membawanya, pada 0,00003162 µmol/L. Kedua baris itu benar, dan keduanya adalah besaran yang sama yang ditulis pada dua orde besaran. Angka nol itu muncul ketika jumlah angka di belakang koma yang tetap sudah habis, bukan ketika ionnya tidak ada.
Mengapa pH ditambah pOH selalu 14?: Karena hasil kali kedua konsentrasi ionnya tetap pada suhu tertentu. Pada 25 °C tetapan itu 1 × 10⁻¹⁴, dan mengambil logaritma negatif di kedua ruas mengubah perkalian menjadi penjumlahan: pH + pOH = 14. Tetapan itu sebenarnya tidak terlalu tetap: pada 100 °C nilainya mendekati 5 × 10⁻¹³, sehingga jumlahnya menjadi sekitar 12,3 dan air netral berada di sekitar pH 6,1. Semua di halaman ini pada 25 °C.
Bisakah pH negatif atau lebih dari 14?: Secara prinsip bisa: larutan asam kuat 10 mol/L akan menghasilkan pH −1. Dalam praktiknya elektrodanya tidak sanggup membacanya, karena pH didefinisikan atas keaktifan ion hidrogen dan keaktifan berhenti mengikuti konsentrasi begitu larutannya pekat — pada asam 1 mol/L koefisien keaktifannya sudah sekitar 0,8. Halaman ini menahan pH pada rentang 0 sampai 14, yaitu rentang tempat anggapan larutan encer masih berlaku, dan menolak konsentrasi yang menghasilkan pH di luar rentang itu.
Apa yang terjadi kalau dua nilai yang saya masukkan tidak sepakat?: Halaman ini melaporkan pertentangannya dan menolak menjawab, alih-alih memilih salah satunya. Dua nilai boleh berbeda sampai 0,05 satuan pH, yang berarti sekitar 12% perbedaan konsentrasi — selebar selisih orang menyalin dua atau tiga angka penting dengan tangan. Di luar itu pertentangannya sungguhan: pH 3 dan 0,0005 mol/L berbeda 0,30 satuan, enam kali toleransinya, dan salah satu di antaranya keliru. Masukkan satu nilai saja dan tidak ada perbandingan yang dilakukan.

Referensi

SI Units — Amount of Substance — National Institute of Standards and Technology (NIST)
International Union of Pure and Applied Chemistry — International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)
Badan Standardisasi Nasional (BSN) — Badan Standardisasi Nasional (BSN)

Kalkulator terkait

Kalkulator MolaritasMolaritas dari mol dan volume, atau dari massa zat terlarut.Kalkulator NormalitasNormalitas larutan dari ekuivalen, mol, atau molaritasnya.Kalkulator MolMol dari massa, partikel, atau molaritas dan volume.Kalkulator Persen RendemenPersen rendemen dari rendemen aktual dan rendemen teoretis.