RPP 1
Konsep Larutan Penyangga
Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada kisarannya. Larutan penyangga dibedakan menjadi larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Meskipun terjadi penambahan sedikit asam, sedikit basa ataupun
pengenceran, larutan penyangga dapat mempertahankan pH pada kisarannya. Biasanya, sistem penyangga terdiri dari dua zat terlarut, yang satu berperan sebagai asam Brønsted lemah dan yang satunya lagi sebagai basa Brønsted lemah. Dua zat terlarut ini merupakan
pasangan asam-basa konjugat. Jika yang menjadi asam adalah molekul, maka yang menjadi basa konjugatnya adalah garam terlarut dari asam tersebut. Ada pula larutan penyangga yang terdiri dari pasangan basa lemah dengan asam konjugatnya. Jadi, dapat dikatakan bahwa
penyangga merupakan pasangan asam lemah atau basa lemah dengan garamnya.
1. Larutan Penyangga Asam
Larutan ini dapat mempertahankan pH pada daerah asam (pH ˂ 7). Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A-). Larutan ini dapat dibuat dengan mencampurkan larutan asam lemah dengan garamnya. Misalnya, larutan penyangga dari campuran asam asetat dengan natrium asetat.
A
Penyangga asam:
campuran asam lemah (HA) dan basa
konjugatnya (A -)
221
10 mL larutan 10 mL larutan Larutan bufer CH3COOH 0,2 M CH3COONa 0,2 M asam
Gambar 1.1
Pembuatan larutan penyangga asam
Berikut ini persamaan reaksinya.
Larutan ini juga dapat dibuat dari campuran asam lemah dengan basa kuat, tetapi basa kuat harus habis bereaksi sehingga pada akhir reaksi hanya terdapat asam lemah dan garamnya (basa konjugasinya).
Asam lemah Basa Konjugasi 2. Larutan Penyangga Basa
Larutan ini dapat mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga basa terdiri atas basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH+).
Larutan ini dapat dibuat dengan mencampurkan
larutan basa lemah dengan garamnya, misalnya
larutan penyangga dari campuran amonia dengan amonium klorida. Penyangga basa: campuran basa lemah (B) dan asam konjugatnya (BH+).
222
15 mL larutan 15 mL larutan Larutan bufer NH3 0,2 M NH4Cl- 0,2 M basa
Gambar 1.2
Pembuatan larutan penyangga basa Persamaan reaskinya sebagai berikut.
Larutan ini juga dapat dibuat dari campuran basa lemah dengan asam kuat, dengan catatan asam kuat harus habis bereaski sehingga pada akhir reaksi hanya terdapat basa lemah dan garamnya (asam
konjugasinya). Persamaan reaskinya adalah sebagai berikut.
Reaksi kesetimbangan pada larutan penyangga adalah sebagai berikut.
Sifat Larutan Penyangga
Pengaruh penambahan sedikit asam, sedikit basa, atau pengenceran terhadap pH larutan penyangga dan bukan larutan penyangga dapat dilihat pada tabel 1.1 dan tabel 1.2 berikut.
223
Tabel 1.1 Data Hasil Pengukuran pH NH4OH 0,1 M Setelah
Penambahan Air, Sedikit Asa, dan Sedikit Basa. No. Campuran Larutan Hasil Pengukuran pH Perubahan pH 1 100 mL NH4OH 0,1 M 11,128 2 100 mL NH4OH 0,1 M + 10 mL air 11,107 0,021 3 100 mL NH4OH 0,1 M + 1 mL HCl 0,1 M 11,251 0,123 4 100 mL NH4OH 0,1 M + 1 mL NaOH 0,1 M 11,366 0,238
Tabel 1.2 Data Hasil Pengukuran pH Larutan Penyangga A
(Campuran 50 mL CH3COOH 0,1 M dan 50 mL CH3COONa 0,1 M) dan Perubahan pH Setelah Penambahan Air, Sedikit Asam, dan Sedikkit Basa. No. Campuran Larutan Hasil
Pengukuran pH Perubahan pH 1 100 mL larutan penyangga A 4,745 2 100 mL larutan penyangga A + 10 mL air 4,745 0 3 100 mL larutan penyangga A + 1 mL HCl 0,1 M 4,736 0,009 4 100 mL larutan penyangga A + 1 mL NaOH 0,1 M 5,753 0,008
Berdasarkan data-data tersebut, penambahan air ke dalam larutan NH4OH (basa lemah) menyebabkan perubahan nilai pH. Adapun penambahan air ke dalam larutan penyangga A praktis tidak mengubah nilai pH campuran.
224
Kemudian penambahan sedikit asam atau sedikit basa sebanyak 1 mL asam atau basa ke dalam larutan NH4OH (basa lemah/bukan larutan penyangga), dan larutan penyangga A menyebabkan perubahan nilai pH. Perbedaannya, perubahan pH pada larutan penyangga A kecil sekali (dapat diabaikan), sedangkan perubahan pH pada NH4OH (bukan larutan penyangga) cukup besar, yaitu 0,123.
Berdasarkan hal tersebut, dapat disimpulkan bahwa larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH sehingga tidak mengalami perubahan akibat penambahan air (pengenceran), sedikit asam, ataupun sedikit basa.
Prinsip Kerja Larutan Penyangga
Sebenarnya penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran pada larutan penyangga menimbulkan sedikit perubahan pH (tetapi perubahan pH sangat kecil) sehingga pH larutan dianggap tidak bertambah atau pH tetap pada kisarannya. Prinsip kerja larutan penyangga yang dapat mempertahankan harga pH pada kisarannya adalah sebagai berikut.
1. Larutan Penyangga Asam HA/A
-a. Jika ditambahkan sedikit asam kuat (H+)
Ion H+ dari asam kuat akan menaikkan konsentrasi H+ dalam larutan sehingga reaski kesetimbangan larutan terganggu, reaksi akan bergeser ke kiri. Akann tetapi, basa konjugasi (A-) akan menetralisasi H+ dan membentuk HA.
Akibatnya, pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H+ yang berarti, dan besarnya pH dapat dipertahankan pada kisarannya.
225
b. Jika ditambahkan sedikit basa kuat (OH-)
Gambar 1.3
Penambahan sedikit basa kuat ke dalam larutan penyangga
Ion OH- dari basa kuat akan bereaksi dengan H+ dalam larutan sehingga konsentrasi H+ menurun dan kesetimbangan larutan terganggu. Oleh karena itu, HA dalam larutan akan terionisasi membentuk H+ dan A-, reaksi kesetimbangan bergeser ke kanan.
Dengan demikian, pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H+ yang nyata, pH larutan dapat dipertahankan pada kisarannya. Asam lemah dapat menetralisasi penambahan sedikit basa (OH-).
c. Jika larutan penyangga diencerkan
Pengenceran larutan penyangga merupakan penambahan air (H2O) pada larutan. Air (H2O) akan mengalami reaski kesetimbangan menjadi H+ dan OH-. Akan tetapi, H2O yang terurai sangat sedikit sehingga penambahan konsentrasi H+ dan OH- sangat kecil dan dapat diabaikan.
226 2. Larutan Penyangga Basa B/BH
a. Penambahan sedikit asam kuat (H+)
Ion H+ dari asam kuat dapat bereaksi dengan OH- pada larutan sehingga konsentrasi OH- menurun dan reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Di sisi lain, basa lemah (B) dalam larutan akan bereaksi dengan H2O membentuk asam konjugasinya dan ion OH-.
Pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan pH yang nyata, besarnya pH dapat dipertahankan. Basa lemah dapat menetralkan penambahan sedikit asam (H+).
b. Penambahan sedikit basa kuat (OH-)
Adanya basa kuat (OH-) dapat meningkatkan konsentrasi OH -dalam larutan sehingga reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Namun demikian, adanya asam konjugasi (BH+) dapat menetralkan kehadiran OH- dan membentuk B dan H2O. Oleh karena itu, pada kesetimbangan tidak terdapat perubahan konsentrasi OH- yang nyata dan pH larutan dapat dipertahankan.
c. Penambahan air (pengenceran)
Penambahan H2O dalam larutan akan langsung terionisasi menjadi H+ dan OH-, tetapi konsentrasi H+ dan OH- hasil ionisasi sangat kecil sehingga dapat diabaikan.
221
Lampiran 03 b
BAHAN AJAR SISWA (BAS)