Mengapa Nilai pH Hanya Sampai 14?
Kita sering memberi label air sebagai larutan netral dengan pH 7. Juga, setiap larutan yang bersifat asam dikatakan memiliki pH kurang dari 7, sedangkan larutan yang basa dikatakan memiliki pH lebih besar dari 7. Namun, apakah kita arti dari angka-angka ini dan apa yang ditunjukan dari angka tersebut tentang larutannya? Benarkah suatu larutan hanya dapat memiliki nilai pH dalam kisaran 0-14?
Apa Itu skala pH?
Skala pH digunakan untuk menentukan apakah suatu zat bersifat asam atau basa, dan untuk menghitung seberapa kuat suatu bahan kimia. Nilai pH adalah angka yang berkisar dari 1 hingga 14 untuk bahan kimia paling umum, dengan 7 sebagai titik tengah atau netral. Nilai di bawah 7 adalah indikator keasaman, yang meningkat ketika jumlahnya menurun, sedangkan nilai di atas 7 menunjukkan alkalinitas atau tingkat ke basa an, yang meningkat dengan meningkatnya nilai. Satu hal yang menarik untuk dicatat di sini adalah bahwa skala pH bukan skala linier. Dengan kata lain, asam dengan pH 3 tidak dua kali lebih kuat dari asam dengan pH 6. Perbedaan penting untuk dipahami adalah bahwa skala pH adalah skala logaritmik.
Ini adalah persamaan logaritmik dengan bassi 10. Pada skala ini, suatu zat dengan pH 3 adalah sepuluh kali lebih asam dari suatu zat dengan pH 4, dan 100 kali lebih asam dari suatu zat dengan pH 5. Demikian pula , suatu zat dengan pH 9 adalah sepuluh kali lebih basa daripada suatu zat dengan pH 8, dan 1000 kali lebih basa dari suatu zat dengan pH 6.
Apa artinya p dalam pH?
Kisah di balik penemuan skala pH cukup menarik. Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh seorang ahli kimia bernama Soren Peder Lauritz, yang bekerja di Laboratorium Carlsberg di Kopenhagen, Denmark. Penyebutan pertama dari istilah ini terlihat seperti ini pH, dengan huruf p kecil dengan H dalam subskrip.
Sedangkan H mewakili konsentrasi ion hidrogen di mana seluruh konsep berputar, makna yang tepat dari p sangat diperdebatkan. Skala ini pada dasarnya mengukur perbedaan potensial antara larutan yang berbeda dengan menghitung kekuatan negatif dari sepuluh. Kedua kata ini “kekuatan” dan “potensi” mulai dengan p dalam ketiga bahasa (Prancis, Jerman, dan Denmark) yang Sorensen ucapkan dan menerbitkan penelitiannya. Mengingat ambiguitas itu, makna p tetap menjadi salah satu yang hebat. misteri di bidang kimia, meskipun bukan sesuatu yang terlalu kritis untuk konsep itu sendiri.
Bisakah kita memiliki nilai pH di luar rentang 0-14?
Secara teoritis, skala pH sebenarnya harus berkisar dari infinity negatif hingga infinity positif. Klaim ini sesuai dengan definisinya, yang menyatakan bahwa pH suatu zat adalah nilai yang ditentukan oleh logaritma negatif dari konsentrasi ion hidrogen. Namun, pada kenyataannya, sebagian besar larutan yang kita temukan di laboratorium standar memiliki nilai pH antara 0-14. Ini karena, untuk mencapai tingkat pH di bawah 0 atau di atas 14, masing-masing akan memerlukan larutan asam atau basa yang luar biasa.
Apakah pH negatif itu mungkin?
Mencapai peringkat pH negatif sangat mungkin dilakukan. Dalam prakteknya, setiap asam yang menghasilkan konsentrasi ion hidrogen dengan molaritas lebih besar dari satu akan menunjukkan pH negatif ketika dihitung. Namun, apakah suatu asam benar-benar memiliki nilai pH negatif bukanlah sesuatu yang dapat diverifikasi secara efektif di laboratorium.
Sebagai contoh untuk masalah ini, Misalkan ada larutan 12 M asam klorida (HCl). Bahan kimia ini harus memiliki pH -1,08, yang merupakan satu unit di atas skala pH standar, tetapi kita tidak dapat mengukurnya dengan instrumen yang dikenal. Kertas lakmus (cara paling umum untuk mengukur pH) hanya menunjukkan apakah nilai pH di atas atau di bawah tujuh. Dengan demikian, pH meter diperlukan untuk menetapkan nilai yang tepat. Namun, pH meter elektroda-kaca gagal dalam tugas ekstrem seperti itu karena sesuatu yang disebut kesalahan asam, yang menyebabkan perangkat yang sangat canggih ini mengukur pH yang lebih tinggi dari nilai sebenarnya. Bahkan jika kita meningkatkan efisiensi instrumen-instrumen ini dan mencapai “kesempurnaan” (yang tampaknya hampir mustahil), masih ada satu masalah terakhir yaitu “konsentrasi yang efektif”.
Apa konsentrasi yang efektif?
Asam kuat tidak pernah sepenuhnya berdisosiasi dalam air untuk melepaskan jumlah ion hidrogen yang diperlukan untuk membawa perangkat pH meter ke nilai negatif. Hal ini adalah disebabkan konsentrasi ion hidrogen yang efektif, yang selalu kurang dari konsentrasi sebenarnya, karena hanya ada sedikit air per unit asam dalam larutan asam kuat dan pekat. Air membantu dalam pemecahan asam, melepaskan ion hidrogen dalam proses. Ini karena air adalah molekul dipol dan menciptakan gerakan dipol yang efektif. Namun, dengan tidak adanya air, molekul asam tidak memecah sebanyak yang seharusnya, yang membuat pH jauh lebih tinggi dari yang kita harapkan berdasarkan molaritasnya.
Kesimpulan
Memang mungkin untuk memiliki pH di luar kisaran 0-14 konvensional. Namun, dalam kasus tersebut, pH gagal menjadi ukuran yang berguna atau bahkan bermakna karena berbagai keterbatasan yang disebabkan oleh instrumen dan larutan itu sendiri. Untuk memberi label larutani yang sangat pekat, seseorang harus menggunakan konsentrasi, seperti molaritas, secara langsung.
Dari perspektif sederhana, apa yang dilakukan pada pH adalah membantu membawa konsentrasi H + yang sangat kecil ke kisaran angka yang lebih akrab, tetapi ketika konsentrasi menjadi lebih besar, praktik ini kehilangan nilainya dan malah menjadi kontraproduktif.
Demikian Alasan Mengapa Nilai pH Hanya Sampai 14?