Apakah Itu Skala pH?

Skala pH (0 – 14) adalah skala yang mengklasifikasikan sesuatu bahan kepada bersifat asid atau bes yang larut air (aka alkali). Nilai pH 0 – 6 menunjukkan sesuatu bahan itu bersifat asid. Nilai pH 8 – 14 menunjukkan sesuatu bahan bersifat alkali manakala pH ~ 7 pula menunjukkan sesuatu bahan bersifat neutral. ‘p’ pada pH membawa maksud ‘populasi’ atau ‘kuasa’ ion hidrogen ‘H’.

Bolehkah nilai pH sesuatu bahan diluar skala 0 – 14?. Boleh. Ini kerana pH dikira dengan menggunakan formula matematik yang berkaitan kepekatan jumlah ion hidrogen (H⁺) atau ion hidronium (H₃O⁺), dan ion hidroksida (OH^–) yang dihasilkan oleh sesuatu bahan apabila ianya larut dalam air.

Jika dilihat daripada persamaan matematik ini, semakin banyak jumlah ion H₃O⁺ di dalam sesuatu larutan, semakin kecil nilai pH. Maka logik saja jika nilai pH yang diperolehi kurang daripada 0 atau lebih daripada 14.

Jadi kenapa skala pH yang biasanya diambil kira adalah 0 – 14 sahaja?. Disebabkan teori perkaitan sifat bahan itu apabila larut dalam air. Air yang terbentuk daripada molekul-molekul H₂O adalah secara semulaj adi bersifat amphoteric. Iaitu mempunyai kebolehan berubah sifat asid atau alkali bergantung kepada pasangan tindakbalasnya.

Dalam keadaan seimbang (equilibrium) bersuhu 25^o C, molekul-molekul air tulen bertindak balas sesama mereka seperti persamaan di bawah

2H₂O (l) <-> H₃O⁺ (aq) + OH^– (aq)

 

Pada keadaan ini, kepekatan ion H₃O⁺ dan OH^– yang terbentuk adalah masing-masing 1x10^-7 M. Maka pemalar keseimbangan (equilibrium constant, K) untuk tindak balas ini adalah

K = [H₃O⁺] [OH^–] = (1×10^-7 M) x (1×10^-7 M) = 1×10^-14 M

Jika kepekatan kedua ion ini dimasukkan dalam formula pH = – log (1×10^-14), kita akan mendapat angka 14. Apabila sesuatu bahan berasid kuat dilarutkan di dalam air, ianya boleh menghasilkan sendiri ion H⁺, contoh HCl

HCl -> H⁺ + Cl^–

H⁺ + H₂O -> H₃O⁺

atau bahan beralkali kuat boleh menghasilkan ion OH^– sendiri, contoh NaOH

NaOH -> Na⁺ + OH^–

atau bahan beralkali (contoh NNH₃) dan bahan berasid (contoh CH₃COOH) lemah boleh juga bertindak balas dengan air membentuk konjugat asid dan bes. Contoh

NH₃ + H₂O <-> NH₄⁺ + OH^–

CH₃OOH + H₂O <-> CH3OO- + H₃O⁺

Maka, bahan-bahan yang larut air ini akan mengubah kepekatan ion H₃O⁺ dan ion OH^– air bergantung kepada sifatnya. Jika bahan itu bersifat asid, jumlah ion H₃O⁺ akan bertambah manakala jumlah ion OH^– sistem akan berkurangan. Jika bahan itu bersifat alkali, jumlah ion OH^– akan bertambah manakala ion H₃O⁺ akan berkurangan. Jika bahan yang dilarutkan tidak bersifat asid atau alkali, ianya tidak akan mengganggu keseimbangan jumlah kedua ion tersebut dalam air, maka ianya dikira neutral pH = – log (1×10^-7) berangka 7. Ini lah asal usul pH 7!

Perkaitan matematik pH dan pOH adalah

Nota: Asid paling kuat di dunia adalah asid fluoroantimonik dengan pH -31.3