pH (Potential of Hydrogen) adalahderajatkeasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatularutan. Ia didefinisikan sebagaikologaritmaaktivitasion hidrogen (H+) yang terlarut.Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoretis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.[1]
Konsep pH pertama kali diperkenalkan olehkimiawanDenmarkSøren Peder Lauritz Sørensen pada tahun1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH". Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwap berasal dari singkatan untukpower[2] (pangkat), yang lainnya merujuk katabahasa JermanPotenz (yang juga berarti pangkat),[3] dan ada pula yang merujuk pada katapotential.Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada tahun2000 yang berargumen bahwap adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma negatif".[4]
Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifatasam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifatbasa ataualkali. Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri pengolahan kimia sepertikimia,biologi,kedokteran,pertanian,ilmu pangan,rekayasa (keteknikan), danoseanografi. Tentu saja, bidang-bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam frekuensi yang lebih rendah.
pH didefinisikan sebagai minuslogaritma dari aktivitasion hidrogen dalam larutan berpelarut air.[5] pH merupakan kuantitas tak berdimensi.
denganaH adalahaktivitasion hidrogen. Alasan penggunaan definisi ini adalah bahwaaH dapat diukur secara eksperimental menggunakanelektrode ion selektif yang merespon terhadap aktivitas ion hidrogen ion. pH umumnya diukur menggunakanelektrode gelas yang mengukur perbedaan potensialE antara elektrode yang sensitif dengan aktivitas ion hidrogen dengan elektrode referensi. Perbedaan potensial pada elektrode gelas ini idealnya mengikuti persamaan Nernst:
denganE adalah potensial terukur,E0 potensial elektrode standar,Rtetapan gas,T temperatur dalam kelvin,Ftetapan Faraday, dann adalah jumlah elektron yang ditransfer. Potensial elektrodeE berbanding lurus dengan logartima aktivitas ion hidrogen.
Definisi ini pada dasarnya tidak praktis karena aktivitas ion hidrogen merupakan hasil kali darikonsentrasi dengankoefisien aktivitas. Koefisien aktivitas ion hidrogen tunggal tidak dapat dihitung secara eksperimen. Untuk mengatasinya, elektrode dikalibrasi dengan larutan yang aktivitasnya diketahui.
Definisi operasional pH secara resmi didefinisikan oleh Standar InternasionalISO 31-8 sebagai berikut:[6] Untuk suatu larutan X, pertama-tama ukur gaya elektromotifEXsel galvani
dan kemudian ukur gaya elektromotifES sel galvani yang berbeda hanya pada penggantian larutan X yang pHnya tidak diketahui dengan larutan S yang pH-nya (standar) diketahui pH(S). pH larutan X oleh karenanya
Perbedaan antara pH larutan X dengan pH larutan standar bergantung hanya pada perbedaan dua potensial yang terukur. Sehingga, pH didapatkan dari pengukuran potensial dengan elektrode yang dikalibrasikan terhadap satu atau lebih pH standar. SuatupH meter diatur sedemikiannya pembacaan meteran untuk suatu larutan standar adalah sama dengan nilai pH(S). Nilai pH(S) untuk berbagai larutan standar S diberikan oleh rekomendasiIUPAC.[7] Larutan standar yang digunakan sering kali merupakan larutan penyangga standar. Dalam praktiknya, adalah lebih baik untuk menggunakan dua atau lebih larutan penyangga standar untuk mengizinkan adanya penyimpangan kecil dari hukum Nerst ideal pada elektrode sebenarnya. Oleh karena variabel temperatur muncul pada persamaan di atas, pH suatu larutan bergantung juga pada temperaturnya.
Pengukuran nilai pH yang sangat rendah, misalnya pada air tambang yang sangat asam,[8] memerlukan prosedur khusus. Kalibrasi elektrode pada kasus ini dapat digunakan menggunakan larutan standarasam sulfat pekat yang nilai pH-nya dihitung menggunakan parameter Pitzer untuk menghitung koefisien aktivitas.[9]
pH merupakan salah satu contohfungsi keasaman. Konsentrasi ion hidrogen dapat diukur dalam larutan non-akuatik, namun perhitungannya akan menggunakan fungsi keasaman yang berbeda. pHsuperasam biasanya dihitung menggunakanfungsi keasaman Hammett,H0.
Umumnyaindikator asam-basa sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah
Selain menggunakankertaslakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsipelektrolit /konduktivitas suatu larutan.
Menurut definisi asli Sørensen,[2] p[H] didefinisikan sebagai minus logaritma konsentrasi ion hidrogen. Definisi ini telah lama ditinggalkan dan diganti dengan definisi pH. Adalah mungkin untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen secara langsung apabila elektrode yang digunakan dikalibrasi sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen. Salah satu caranya adalah dengan mentitrasi larutan asam kuat yang konsentrasinya diketahui dengan larutan alkali kuat yang konsentrasinya juga diketahui pada keberadaan konsentrasi elektrolit latar yang relatif tinggi. Oleh karena konsentrasi asam dan alkali diketahui, adalah mudah untuk menghitung ion hidrogen sehingga potensial yang terukur dapat dikorelasikan dengan kosentrasi ion. Kalibrasi ini biasanya dilakukan menggunakan plot Gran.[10] Kalibrasi ini akan menghasilkan nilai potensial elektrode standar,E0, dan faktor gradien,f, sehingga persamaan Nerstnya berbentuk
Persamaan ini dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion hidrogen dari pengukuran eksperimentalE. Faktor gradien biasanya lebih kecil sedikit dari satu. Untuk faktor gradien kurang dari 0,95, ini mengindikasikan bahwa elektrode tidak berfungsi dengan baik. Keberadaan elektrolit latar menjamin bahwa koefisien aktivitas ion hidrogen secara efektif konstan selama titrasi. Oleh karena ia konstan, maka nilainya dapat ditentukan sebagai satu dengan menentukan keadaan standarnya sebagai larutan yang mengandung elektrolit latar. Dengan menggunakan prosedur ini, aktivitas ion akan sama dengan nilai konsentrasi.
Perbedaan antara p[H] dengan pH biasanya cukup kecil. Dinyatakan bahwa[11] pH = p[H] + 0,04. Pada praktiknya terminologi p[H] dan pH sering dicampuradukkan dan menyebabkan kerancuan.
pOH kadang-kadang digunakan sebagai satuan ukuran konsentrasi ion hidroksida OH−. pOH tidaklah diukur secara independen, namun diturunkan dari pH. Konsentrasi ion hidroksida dalam air berhubungan dengan konsentrasi ion hidrogen berdasarkan persamaan
[OH−] = KW / [H+]
dengan KW adalah tetapan swaionisasi air. Dengan menerapkan kologaritma:
pOH = pKW − pH.
Sehingga, padasuhu kamar pOH ≈ 14 − pH. Namun hubungan ini tidaklah selalu berlaku pada keadaan khusus lainnya.
D. K. Nordstrom, C. N. Alpers, C. J. Ptacek, D. W. Blowes (2000). Negative pH and Extremely Acidic Mine Waters from Iron Mountain, California.Environmental Science & Technology34 (2), 254-258. (Available online:DOI |Abstrak |Teks penuh (HTML) |Teks penuh (PDF)Diarsipkan 2007-02-27 diWayback Machine.)
^Nordstrom, DKet al. (2000) Negative pH and extremely acidic mine waters from Iron Mountain California.Environ Sci Technol,34, 254-258.
^Zemaitis, J.F. (1986).Handbook of Aqueous Electrolyte Thermodynamics: Theory & Application. Wiley.ISBN978-0-8169-0350-4.Parameter|coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan) Chapter 4
^Rossotti, F.J.C. (1965). "Potentiometric titrations using Gran plots: A textbook omission".J. Chem. Ed.42: 375–378.Parameter|coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)
^Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M.J.K.; Denney, R. C.; Thomas, M. J. K. (2000),Vogel's Quantitative Chemical Analysis (edisi ke-6th), New York: Prentice Hall,ISBN0-582-22628-7Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link) Section 13.23, "Determination of pH"
