LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI SEL DAN MOLEKU

LAPORAN PRAKTIKUM BIOLOGI SEL DAN MOLEKULER

Pembuatan Larutan Buffer

Kelompok :

Ruchyan Intani (13304241073) Nurul Endah R (13304241074) Ajeng Narulita Kusumas Tuti (13304244005) Lanna Murpi Pertiwi (13304244010) Yosi Titriasari Arumadewi (13304244014)

Pendidikan Biologi Internasional 2013

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

PEMBUATAN LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)

A. Tujuan

Membuat larutan penyangga Na-fosfat 0,2 M yang mempunyai pH 6,5 – 7,5.

B. Dasar Teori

1. 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 buffer merupakan campuran dari asam lemah dan basa konyugasinya maupun basa lemah dan asam konyugasinya. Sebagai contoh, campuran dari larutan CH3COOH (asam lemah) dan larutan CH3COONa (basa konjugasi) membentuk larutan buffer asam. Sedangkan salah satu contoh buffer basa yang sering digunakan di laboratorium adalah campuran dari larutan NH3 (basa lemah) dan NH4Cl (asam konjugasi).

Larutan buffer atau larutan penyangga adalah larutan yang terdiri dari asam lemah dan garamnya yang dapat mempertahankan dan menjaga pH. Dalam memilih buffer yang harus diperhatikan adalah pH optimum serta sifat biologisnya. Banyak jenis buffer yang mempunyai dampak terhadap sistem biologis, aktivitas enzim, serta substrat atau kofaktor. Sebagai contoh, buffer fosfat akan menghambat aktivitas dari beberapa metabolik enzim termasuk karboksilase, fumarase, dan phospoglukomutase. Barbitruate menghambat proses fosforilai ksidatif.

Buffer fosfat lebih murah jika dibandingkan degan buffer dari asam caccodlac dan tidak beracun. Sayangnya, molekul fosfat memiliki dampak negatif karena dapat bereaksi dengan reagen sitokimia atau garam yang mengandung organisme. Buffer asam caccodilac beracun karena mengandung arseik dan lebih mahal, namun tidak memiliki gugus yang reaktif dan sangat cocok digunakan untuk pH yang mendekati netral dengan bahan yang mengandung muatan positif yang dapat bereaksi dengan buffer fosfat.

Saat bekerja dengan beragai prosedur sitokimia, seringkali diperlukan mempersiapkan media inkubasi dengan pH tinngi atau rendah, sehingga diperlukan penggunaan buffer yang lain. Buffer yang lain akan menghasilkan gambar dengan kualitas lebih rendah daripada bufer fosfat dan asam cacodylat, tetapi kondisi pH diperlukan untuk beberapa reaksi yang diingikan membutuhkan jenis buffer yang lain. Buffer Tris misalnya, digunakan untuk konsentrasi pH tinggi sedangkan buffer asetat digunakan untuk kondisi pH rendah.

Semua larutan penyangga digunakan untuk menjaga pH yang diinginkan dan tonisitas dari larutan pada level yang dapat mencegah peristiwa plasmolisis atau pembengkakan sel dan jaringan.

Dalam mengatur pH larutan buffer, komponen pada buffer dan larutan fiksatif juga harus diperhatikan. Jika buffe sodium fosfat digunakan pada sel yang sebelumnya telah tumbuh pada medium yang mengandung garam, akan lebih sesuai jika mengginakan NaOH atau HCl untuk mengatur pH, karena ion baru akan diperkenalkan ke sistem. Selain itu, Senyawa yang digunakan akan bereaksi dengan ion clorida maka asam asetat adalah alternatif terbaik untuk pH yang lebih rendah.

2. SIFAT LARUTAN BUFFER

Larutan penyangga atau larutan buffer atau merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam kuat.

3. KOMPONEN LARUTAN BUFFER

Secara umum, larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

a. Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A-_{), campuran ini menghasilkan} larutan bersifat asam.

b. Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH+_{), campuran ini menghasilkan} larutan bersifat basa.

Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:

a) Larutan penyangga yang 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 natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.

b) Larutan penyangga yang 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.

4. CARA KERJA LARUTAN BUFFER

a. Larutan penyangga asam

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

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)

b. Larutan penyangga basa

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

1). Pada penambahan asam

NH3 (aq) + H+_{(aq) → NH4}+ _(aq)

2). 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)}

5. MENGHITUNG pH LARUTAN BUFFER a. Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ _dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

atau

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol basa konjugasi

b. Larutan penyangga basa

atau

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol asam konjugasi

Sedangkan mol dapat dihitung dengan rumus:

Dan Ka atau Kb dapat dihitung dengan rumus:

6. FUNGSI LARUTAN BUFFER

Adanya larutan penyangga 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 HPO4}2- _yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4.

7. MACAM-MACAM LARUTAN BUFFER a. Buffer asam caccodylat

Buffer cacodylate digunakan untuk pH fisiologi dan biasanya dibentuk dari garam sodium dan asam cacodylat dengan rumus kimia (CH3)3AsO2Na.  Bahan yang dibutuhkan dipersiapkan dua macam larutan. Larutan A adalam 0,2M sodium cacodylat. Untuk membuat 0,2M sodium cacodylat, larutkan 4,28g sodium cacodylat dalam 100 ml air suling dan atur pH hingga 7,2-7,4 dengan 0,1N HCl. Larutan B adalah 0,2N HCl dibuat dengan menambahkan 16,6 mL HCl kedalam 1L air suling. Untuk membuat larutan buffer, larutkan 50ml larutan A dengan larutan B kemudian tambahkan air suling hingga volumemencapai 100 ml. Volume larutan B bergantung pada pH yang diinginkan. Volume larutan B yang dibutuhkan untuk pH beberapa pH dapat dilihat pada tabel dibawah

b. Buffer Tris

Buffer Tris tidak dianjurkan sebaga salah satu buffer yang dignakan dalam membuat preparat mikroskop elektron, karena akan bereaksi dengan aldehid . Tetapi buffer ini merupakan iliha terbaik jika menginginkan pH

o Larutan A: 0,2 Tris (2,4g tris dalam 100 ml air)

o Larutan B: 0,1 HCL (1,8 mL 36-38% HCL dalam 100 mL air)

o Untuk mempersiapkan 0,05 M buffer tris pada pH yang spesifik, 25 larutan A ditambahkan pada larutan B. Volume larutan B dan pH dapat dilihat pada tabel dibawah. Kedua larutan kemudian dilarutkan dalam air suling hingga 100 ml.

pH yang diinginkan pada suhu ruang Volume larutan B (mL) 7,4

Buffer sodium asetat digunakan apabila diperlukan pada pH rendah.

 Bahan yang dibutuhkan: o Air Suling

 Prosedur :

o Menyiapkan larutan:

Larutan A: 0,2M sodium asetat (2,72g sodium asetat dalam 1L air) Larutan B: 0,2M asam asetat (1,2g asam asetat dalam 100 mL air) o Untuk mempersiapkan buffer asam asetat pada pH tertentu kedua

larutan dicampur dengan perbandingan yang dapat dilihat pada tabel dibawah.

pH yang diinginkan pada suhu ruang

Volume larutan A (mL) Volume larutan B (mL)

C. Alat dan Bahan 1. Alat

 Gelas beker 250 ml

 Gelas kimia 1000 m

 Gelas ukur 100 ml

 Kaca pengaduk

 Timbangan

 Pipet

 Spatula

 Lemari es

2. Bahan

 Na-fosfat monobasis NaH2PO4.H2O : 27,6 gram

 Na-fosfat dibasis Na2HPO4.7H2O : 53,6 gram

3. Cara Kerja

4.

Menghitung volume perbandingan monobasis dan dibasis yang akan dicampurkan yaitu Ph 6,5 dengan perbandingan monobasis sebanyak 69,4 ml dan dibasis sebanyak 30,6 ml. sedangkan untuk pH 7,5 monobasis sebanyak 18,7 ml dan dibasis sebanyak 81,3 ml.

Melarutkan Na-fosfat dibasis Na2HPO4.7H2O 53.6 gram dalam aquades hingga mencapai volume yang ditentukan dengan

menggunakan magnetic stir di dalamgelas kimia 1000ml

Menentukan pH yaitu pH 6,5 dan pH 7,5

Melarutkan Na-fosfat monobasis NaH2PO4.H2O 27.6 gram dalam aquades hingga mencapai volume 1liter dengan menggunakan

magnetic stir di dalam gelas kimia 1000 ml

Menimbang Na-fosfat dibasis Na2HPO4.7H2O 53.6 gram dengan menggunakan timbangan

D. Pembahasan

1. Perhitungan volume larutan :

a. Diketahui:

 Larutan natrium fosfat monobasis (NaH2PO4.H2O) (massa: 27,6g)

 Larutan natrium fosfat dibasis (Na2HPO4.7H2O) (massa: 52,6 g)

 Larutan buffer fosfat 0,2M Ditanya:

Volume larutan natrium fosfat monobasis dan natrium fosfat monobasis yang diperlukan untuk membuat larutn buffer dengan pH 6,5 dan 7,5

Jawab:

Asam lemah = NaH2PO4.H2O Garam = Na2HPO4.7H2O n=massa_{Mr M}= n

V(L)

Mol NaH2PO4.H2O = 27,6₁₃₉=0,2

Mol Na2HPO4.7H2O = 52,6₂₆₈=0,2

Jika telah sesuai dengan pH yang diinginkan, dimasukkan ke dalam lemari pendingin dengan menggunakan tabung erlemeyer

Konsentrasi NaH2PO4.H2O dalam 1 L larutan = 0,2₁ =0,2M

Konsentrasi Na2HPO4.7H2O dalam 1 L larutan = 0,2₁ =0,2M

a. Larutan buffer dengan pH 6,5 PH=-log [H+_] Na2HPO4.7H2O sama dengan perbandingan volume keduanya

Misal volume NaH2PO4.H2O = x dan volume Na2HPO4.7H2O = y maka: x Na2HPO4.7H2O yang dibutuhkan adalah 30,6 mL

b. Larutan buffer dengan pH 7,5 PH=-log [H+_]

[H+_{]= 10}-6,5

Misal volume NaH2PO4.H2O = x dan volume Na2HPO4.7H2O = y maka: x Na2HPO4.7H2O yang dibutuhkan adalah 81,3 mL

E. Kesimpulan

Larutan buffer atau penyangga Na-fosfat 0,2 M yang mempunyai pH 6,5 dan 7,5 dapat dibuat dengan perbandingan volume sebagai berikut :

Larutan buffer ke Volume NaH2PO4.H2O Volume Na2HPO4.7H2O pH

Pertama 69,4 mL 30,6 mL 6,5

DAFTAR PUSTAKA

Brown, Theodore L and H. Eugene Lemay. 1981. Chemistry The Central Science. 2nd _edition. New Jersey: Prentice Hall Inc.

Chayen, J. Bitensky dkk. 1969. A Guide to Practical Histochemistry. Philladelphia: Lippincott.

Dykstra, Michael J. 1993. A Manual of Applied Techniques for Biological Electron Microscope. New York: Plenum Pulishing Corporation.

Heslop, R.B. and P.L. Robinson. 1960. Anorganic Chemistry. New York: Elsevier Publishing Company.