Pengertian Larutan Buffer
Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang dapat menjaga (mempertahankan) pH-nya dari penambahan asam, basa, maupun pengenceran oleh air . pH larutan buffer tidak berubah (konstan) setelah penambahan sejumlah asam, basa, maupun air. Larutan buffer mampu menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar.
Larutan penyangga atau yang disebut juga larutan buffer atau larutan dapar merupakan larutan yang bisa mempertahankan nilai pH meskipun ditambah sedikit asam, sedikit basa, atau sedikit air (pengenceran). Hal ini dikarenakan karena larutan penyangga mengandung zat terlarut bersifat “penyangga“ yang terdiri atas komponen asam dan basa. Komponen asam berfungsi menahan kenaikan pH, sedangkan komponen basa berfungsi menahan penurunan pH.
Laruat buffer atau larutan penyangga adalah suatu larutan yang terdiri dari:
- Campuran asam lemah dengan garamnya.
Contoh: Campuran dari larutan CH3COOH (asam lemah) dan larutan CH3COONa (basa konjugasi) membentuk larutan buffer asam, dengan reaksi:
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O .
- Campuran basa lemah dengan garamnya.
- Contoh: Campuran dari larutan NH4OH (basa lemah) dan larutan NH4CL (asam konjugasi) membentuk larutan buffer basa, dengan reaksi:
NH4OH + HCl → NH4CL + H2O .
Macam Larutan Buffer
Komponen Larutan Buffer / Penyangga Terbagi Menjadi:
Larutan buffer / penyangga Bersifat Asam
- Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natriumNa), kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.
Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO– yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:
Pada Penambahan Asam
- Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH3COO– membentuk molekul CH3COOH.
CH3COO–(aq) + H+(aq) → CH3COOH(aq)
Pada Penambahan Basa
Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH– dari basa itu akan bereaksi dengan ion H+ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO– dan air.
CH3COOH(aq) + OH–(aq) → CH3COO–(aq) + H2O(l)
Larutan buffer / penyangga Bersifat Basa
Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.
Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:
Pada Penambahan Asam
Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH–. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH– dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukannya ion OH–. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+.
NH3 (aq) + H+(aq) → NH4+ (aq)
Pada Penambahan Basa
Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH– dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air.
NH4+ (aq) + OH–(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)
Cara Kerja Larutan Penyangga
Larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikatbaik ion H+ maupun ion OH–. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan.
Sifat Larutan Buffer
Sifat – Sifat dari Larutan Buffer Adalah:
- pH tidak berubah bila larutan diencerkan.
- pH larutan tidak berubah bila larutan ditambah ditambahnkan asam atau basa.
Hubungan antara pH dengan larutan buffer adalah sebagai berikut:
- Larutan buffer dari campuran asam lemah dengan garamnya.
[H+] = Ka atau [H+] = Ka
pH = – log H+
Dimana:
Ka = Ketetapan kesetimbangan
= Jumlah mol asam lemah
= Jumlah mol basa konjugasinya
- Larutan buffer dari campuran basa lemah dengan garamnya.
[OH–] = Kb atau [H+] = Kb
pH = 14 – POH
POH = – log OH–
Dimana:
Kb = Ketetapan kesetimbangan
= Jumlah mol basa lemah
= Jumlah mol asam konjugasinya
Fungsi Larutan Buffer
- Adanya larutan buffer ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat Fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh.
- Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4–dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4.
- Menjaga pH pada plasma darah agar berada pada pH berkisar 7,35 – 7,45, yaitu dari ion HCO3–denganion Na+. Apabila pH darah lebih dari 7,45 akan mengalami alkalosis, akibatnya terjadi hiperventilasi / bernapas berlebihan, mutah hebat. Apabila pH darah kurang dari 7,35 akan mengalami acidosis akibatnya jantung, ginjal ,hati dan pencernaan akan terganggu.
- Menjaga pH makanan olahan dalam kaleng agar tidak mudah rusak/teroksidasi (asambenzoat dengan natrium benzoat).
- Selain itu penerapan larutan buffer ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.
- Adanya larutan penyangga ini bisa kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh.
- Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang bisa bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, mampu menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4.
- Menjaga pH pada plasma darah supaya berada pada pH berkisar 7,35 – 7,45 ,yaitu dari ion HCO3- denganion Na+ . Jika pH darah lebih dari 7,45 akan mengalami alkalosis, akibatnya terjdi hiperventilasi/ bernapas berlebihan, mutah hebat.Jika pH darah kurang dari 7,35 akan mengalami acidosis akibatnya jantung ,ginjal ,hati dan pencernaan akan terganggu.
- Menjaga pH cairan tubuh supaya ekskresi ion H+ pada ginjal tidak terganggu, yakni asam dihidrogen posphat (H2PO4-) dengan basa monohidrogen posphat (HPO42-)
- Menjaga pH makanan olahan dalam kaleng supaya tidak mudah rusak /teroksidasi (asam benzoat dengan natrium benzoat).
- Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.
Jenis-Jenis Larutan Buffer
Larutan buffer dapat terbentuk dari campuran asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya. Berdasarkan asam basa penyusunnya, larutan buffer dibedakan menjadi 2, yakni sebagai berikut :
1. Larutan buffer asam
Larutan buffer asam yaitu larutan penyangga yang terbentuk dari asam lemah dan basa konjugasinya. Larutan penyangga asam mempunyai pH kurang dari 7.
Contoh: CH₃COOH (asam lemah) dan CH₃COO– (basa konjugasinya).
2. Larutan penyangga basa
Larutan buffer basa merupakan larutan penyangga yang terbentuk dari basa lemah dan asam konjugasinya. Larutan penyangga basa mempauanyai pH lebih besar dari 7.
Contoh: NH₃ (basa lemah) dan NH₄+ (asam konjugasinya).
Contoh Larutan/Penyangga Buffer
Contoh Soal Larutan Buffer Penyangga
- Tentukan pH larutan jika 800 ml larutan CH3COOH 0,1M dicampur dengan 400ml larutan CH3COONa 0,1M (Ka CH3COOH = 1,8×10-5) !
- Tentukan pH larutan apabila 400 ml larutan NH4OH 0,5M dicampur dengan 100 ml larutan NH4Cl 0,5M ( Kb NH4OH = 1,8×10-5)
- Sebanyak 50 ml larutan yang terdiri dari CH3COOH 1M dan CH3COONa 1M ditambahkan larutan HCl 1M sebanyak iml. Tentukan pH larutan setelah penambahan HCl 1M ! ( Ka = 1,8 x 10-5)
- Sebanyak 50 ml larutan yang terdiri dari CH3COOH 1M dan CH3COONa 1M ditambah 50 ml air. Tentukan pH larutan setelah pengenceran !
Jawaban Larutan Buffer Penyangga
Jawaban No. 1
mol CH3COOH = 800 x 0,1 = 80 mmol
mol CH3COONa = 400 x 0,1 = 40 mmol
[ H+ ] = Ka .na/nbk
= 1,8 x 10-5 x( 80/40)
= 3,6 x 10 -5
pH = -log 3,6 x 10 -5
= 5 – log 3,6
Jawaban No. 2
mol NH3= 400 x 0,5 = 200 mmol
mol NH4Cl = 100 x 0,5 = 50 mmol
[OH–] = 1,8 x10 -5 x(200/50)
= 7,2 x 10 -5
pOH = – log 7,2 x 10 -5
= 5 – log 7,2
pH = 14 – (5-log 7,2)
= 9 + log 7,2
Jawaban No. 3
mol CH3COOH = 50 x 1 = 50 mmol
mol CH3COONa = 50 x 1 = 50 mmol
mol HCl = 1 x 1 = 1 mmol
CH3COONa + HCl —-> CH3COOH + NaCl
Mula-mula :……………… 50 mmol………..1 mmol…….50 mmol –
Bereaksi : …………………. 1 mmol………..1 mmol……1 mmol……..1 mmol
____________________________________________________________ –
Sisa………:……………… 49 mmol …………. -…………..51 mmol…….1 mmol
Jadi pH = -log (1,8 x 10-5 x 51/49)
= -log 1,87 x 10-5 = 5 – log 1,87
Jawaban No. 4
Pengenceran CH3COOH : V1.M1 = V2.M
50×1 = 100xM2
M2 = 0,5
Pengenceran CH3COONa : V1.M1 = V2.M2
50×1 = 100xM2
M2 = 0,5
Tidak ada komentar:
Posting Komentar