BAB III
LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)
BAB 1. PRE-LAB
1. Apakah yang dimaksud dengan larutan penyangga?
Larutan buffer atau larutan penyangga adalah semua larutan yang pH-nya dapat dikatakan tetap, walaupun ditambahkan sedikit asam atau basa. Biasanya, larutan penyangga
mengandung asam lemah beserta basa lemah konjugasinya dalam konsentrasi yang hampir sama (Oxtoby, 2004).
2. Jelaskan prinsip kerja larutan penyangga!
Larutan penyangga berperan besar dalam mengontrol ion-ion dalam larutan sekaligus mempertahankan pH dalam proses biokimia dan fisiologis. Banyak proses kehidupan sensitif terhadap pH sehingga diperlukan sedikit pengaturan dalam interval konsetrasi H3O+ dan OH- (Oxtoby, 2004).
3. Sebutkan 3 jenis larutan penyangga!
Larutan penyangga salmiak adalah campuran dari larutan NH3 (basa lemah) dengan NH4OH (garam) (Troy, 2006).
Larutan penyangga asetat adalah larutan yang dibuat dengan cara mencampurkan asam asetat (CH3COOH) ke dalam larutan garamnya (CH3COONa) (Watson, 2012).
Larutan penyangga bikarbonat adalah sistem penyangga yang terdiri atas larutan air yang mengandung dua zat, yaitu asam karbonat (H2CO3) dan garam bikarbonat (NaHCO3). (Esvandiari, 2009).
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian dan Prinsip larutan bufffer
campuran basa lemah dan garam yang kationnya senama dengan basa lemah akan membentuk larutan penyangga. Berdasarkan Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry, larutan yang mengandung campuran dari pasangan asam lemah dan basa konjugasi atau basa lemah dan asam konjugasinya akan membentuk larutan penyangga. Prinsip larutan penyangga berdasarkan teori asam basa Arrhenius terbatas hanya untuk campuran asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya, sedangkan prinsip berdasarkan Bronsted-Lowry lebih umum, selain asam lemah dan garamnya, juga mencakup campuran garam dan garam (Sunarya, 2010).
2.2 Rumus penghitungan pH buffer asam dan basa
Campuran asam lemah dengan garamnya (basa konjugasi)
[H+] = Ka x mol asam
mol garam atau pH = pKa – log mol garammol asam
Campuran basa lemah dengan garamnya (asam konjugasinya)
[H+] = Kb x mol asam
mol garam atau pH = pKb – log mol garammol asam (Komarudin, 2010).
2.3 Jenis buffer
a. Buffer Salmiak
Larutan buffer salmiak dibuat dengan mencampurkan NH4Cl (garam) dengan NH4OH (basa) (Troy, 2006).
b. Buffer Asetat
Larutan buffer asetat dibuat dengan mencampurkan asam asetat (CH3COOH) ke dalam larutan garamnya (CH3COONa) (Watson, 2012).
2.4 Tinjauan Bahan a. HCl
logam untuk menghasilkan ledakkan gas hidrogen yang dapat menyebabkan kebakaran dan iritasi di mata dan membran mukosa (Craig, 2004).
b. NaOH
Natrium Hidroksida, atau yang dikenal juga sebagai soda api atau soda gosok berwarna putih, kuat dan padatannya mudah mencair di dalam air, alkohol, etanol dan gliserol (Craig, 2004).
c. NaCl
Natrium klorida adalah senyawa ionik sederhana berbentuk padatan rapuh dengan titik leleh 8010C (Sutresna, 2007).
d. CH3COONa
Garam natrium asetat terionisasi sempurna membentuk ion Na+ dan ion CH3COO-. Persamaan reaksi sebagai berikut.
CH3COONa (aq) ↔ Na+ + CH3COO- (aq) (Sunarya, 2010). e. CH3COOH
Asam asetat adalah asam lemah dan dalam larutan terionisasi sebagian membentuk kesetimbangan:
CH3COOH(aq) ↔ CH3COO- (aq) + H+ (aq) (Sunarya, 2010). f. NH3
Ammonium, NH3, termasuk ke dalam elektrolit lemah yang mana jenis zat terlarutnya berupa senyawa kovalen polar terurai sebagian, sangat mudah terurai dan lebih ringan daripada udara (Craig, 2004).
g. NH4Cl
Garam ini terbentuk dari hasil reaksi netralisasi antara NH3 dan HCl dan di dalam air terionisasi sempurna menghasilkan ion NH4+ dan Cl-.
NH3 (aq) + HCl(aq) ==> NaCl(aq) + H2O(l) Basa lemah asam kuat Netral
NH4Cl(aq) ==> NH4+(aq) + Cl-(aq) (Komarudin, 2010).
BAB 3. DIAGRAM ALIR
Dihidupkan alat
Dibilas elektroda dengan aquades
Dikeringkan dengan tisu
Dicelupkan dalam larutan pH 7
Dipilih mode kalibrasi
Ditunggu selama 1-2 menit sampai pembacaan pH stabil
Diangkat dan dibilas elektroda dengan aquades
Dikeringkan dengan tisu
Dilakukan hal yang sama untuk larutan pH 4,01 kemudian larutan pH 9,21
Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer
Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer NaCl 0,1 M
Disiapkan pH meter dan larutan pH 7,00; pH 4,01 dan 9,21
Hasil Diukur pH nya
Diambil @20 ml pada 3 gelas beker
Beker I Beker II Beker III
Dicampur Dicampur Dicampur
Di ukur pH-nya
Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer CH3COOH 0,1 M dan CH3COONa 0,1 M
Disiapkan 70 ml larutan NaCl 0,1 M
20 ml larutan NaCl 0,1 M 20 ml larutan NaCl 0,1 M 20 ml larutan NaCl 0,1 M
10 ml larutan HCl
0,01 M
10 ml larutan NaOH 0,01 M
20 ml larutan Aquades
70 ml larutan campuran
Hasil Di campur
Diukur pH-nya
Diambil @20 ml pada 3 gelas beker
Beker I Beker II Beker III
Dicampur Dicampur Dicampur
Di ukur pH-nya
Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer NH3 0,1 M dan NH4Cl 0,1 M
20 ml larutan campuran 20 ml larutan campuran 20 ml larutan campuran
10 ml larutan HCl
0,01 M
10 ml larutan NaOH 0,01 M
20 ml larutan Aquades
70 ml larutan campuran
Hasil Di campur
Diukur pH-nya
Diambil @20 ml pada 3 gelas beker
Beker I Beker II Beker III
Dicampur Dicampur Dicampur
Di ukur pH-nya
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Tulislah data hasil praktikum pada tabel berikut ini No Jenis
Buffer
Larutan
pH awal Penambahan
Asam/Basa pH akhir
pH Lakmu Larutan Jumlah pH Lakmu 20 ml larutan campuran 20 ml larutan campuran 20 ml larutan campuran
10 ml larutan HCl
0,01 M
10 ml larutan NaOH 0,01 M
meter s (ml) meter s
1 Garam NaCl 0,1 M 7,71 Merah
HCl 0,1 M 10 ml 1,14 Merah NaOH 0,1 M 10 ml 12,11 Biru Aquades 20 ml 8,45 Merah
2 Buffer
Aquades 20 ml 3,85 Merah
3 Buffer Aquades 20 ml 11,25 Biru
2. Apakah yang terjadi saat larutan penyangga ditambahkan sedikit asam atau basa? Jelaskan! pH larutan penyangga tidak akan berubah atau tetap mempertahankan pH-nya. Hal ini sesuai prinsip kerja larutan penyangga, yaitu ketika ion Hidrogen (H+) ditambahkan pada larutan penyangga, ion tersebut akan ternetralisasi oleh basa di dalam larutan penyangga. Begitu juga Ion hidroksida (OH-) akan ternetralisasi oleh asam.
3. Jelaskan bagaimana cara kerja pengukuran pH menggunakan pH meter!
Prinsip kerja pengukuran pH menggunakan pH meter adalah mengukur pH dari suatu cairan atau larutan melalui probe/elektrode yang terhubung ke meteran elektronik yang mengukur dan menampilkan pH.
Cara pemakaiannya : Menyiapkan larutan dengan pH 4,01; 7,00 dan 9,21. Menyalakan alat terlebih dahulu, lalu membilas elektrode menggunakan deionized water atau bisa juga menggunakan aquades, setelah itu mengeringkan elektrode dengan menggunakan tisu, pastikan pada saat mengeringkan atau mengelap satu arah. Mencelupkan elektrode ke dalam larutan dengan pH 7 lalu memilih mode kalibrasi, tunggu 1-2 menit hingga pembacaan pH stabil. Setelah stabil, mengangkat elektrode dan membilas menggunakan aquades kembali, mengeringkan dengan tisu dan mengulangi hal yang sama untuk larutan dengan pH 4,01 dan larutan dengan pH 9,21
4. Jelaskan bagaimana cara kerja pengukuran pH menggunakan kertas lakmus!
Cara pemakaiannya dengan meneteskan cairan dari larutan yang akan di uji pH-nya ke atas kertas lakmus atau dengan mencelupkan kertas lakmus ke dalam larutan yang akan di uji pH-nya tersebut.
5. Jelaskan salah satu contoh penggunaan larutan penyangga di ilmu pangan! Sebagai bahan pengawet pangan, seperti :
a. Asam Laktat : Diperoleh melalui proses fermentasi, Digunakan untuk proses pengemulsian produk pangan sehari-hari, dan pengembang di industri pangan.
b. Asam Asetat (Cuka) : Diperoleh melalui proses fermentasi secara sintesis, ditemukan di dalam cuka, dan digunakan dalam bidang pangan sebagai penambah rasa.
c. Asam Malat : Ditemukan di dalam buah pisang, apel, tomat dan minuman berenergi. Secara umum diproduksi secara industri dengan Maleat anhridrat sebagai bahan dasarnya
d. Asam Fumarat : Dikenal memiliki rasa yang kuat saat disajikan di dalam makanan sehingga sangat jarang penggunaannya dan memiliki tingkat kelarutan yang rendah di dalam air. Diproduksi dengan mensintesis asam maleat sebagai bahan dasarnya.
e. Asam Fosfat : Dalam bentuk garamnya berguna untuk bubuk pengembang, agen pengemulsi dan pemberi rasa untuk minuman bersoda tertentu
6. Sebanyak 50 mL larutan NH3 0,1 M (Kb = 10–5) dicampur dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M. Hitunglah pH larutan tersebut!
Pertama, mencari mol dari masing-masing larutan dengan menggunakan rumus molaritas,
MNH3 = Volume larutannNH3 MNH4Cl = Volume larutannNH4Cl
0,1 = nNH0,053 0,5 M = nNH0,13
nNH3 = 0,005 = 5 x 10-3 nNH4Cl = 0,05 = 5 x 10-2 Kedua, mencari [OH-] dari campuran tersebut dengan menggunakan rumus,
= 10-5 x0,005 CH3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan NaCH3COO 0,1 M. (KaCH3COOH = 1,8 × 10–5) Pertama, mencari mol dari masing-masing larutan dengan menggunakan rumus molaritas,
MCH3COOH = Volume larutannCH3COOH MCH3COONa = nCHVolume larutan3COONa
0,1 = nCH0,053COOH 0,1 M = nCH30,05COONa
nCH3COOH = 0,005 = 5 x 10-3 nCH3COOH = 0,005 = 5 x 10-3 Kedua, mencari [H+] dari campuran tersebut dengan menggunakan rumus,
[H+] = Ka x mol asamlemah
dengan menggunakan tisu, melakukan kegiatan yang sama untuk larutan dengan pH 4,01 dan pH 9,21
Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer
1. Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer NaCl 0,1 M
Pertama mengambil larutan NaCl 0,1 M sebanyak 70 ml menggunakan gelas ukur, lalu diukur pH-nya menggunakan pH meter yang telah dikalibrasi terlebih dahulu dan menggunakan indikator pH universal berupa kertas lakmus, selanjutnya 70 ml larutan NaCl 0,1 M dibagi ke dalam 3 gelas beker 100 ml dengan masing-masing gelas beker terisi 20 ml larutan NaCl 0,1 M. Gelas beker I ditambahkan HCl 0,1 M sebanyak 10 ml, lalu dicampurkan dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal. Gelas beker II ditambahkan NaOH 0,1 M sebanyak 10 ml, lalu dicampurkan dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal. Gelas beker III ditambahkan Aquades sebanyak 20 ml, lalu dicampurkan dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal.
2. Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer Asetat (CH3COOH 0,1 M + CH3COONa 0,1 M)
dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal.
3. Pembuatan dan Pengujian Larutan Buffer Salmiak (NH3 0,1 M + NH4Cl 0,1 M)
Pertama mengambil larutan NH3 0,1 M sebanyak 35 ml dan larutan NH4Cl 0,1 M sebanyak 35 ml menggunakan gelas ukur, setelah itu mencampurnya di dalam gelas beker 250 ml dengan cara diaduk, lalu diukur pH-nya menggunakan pH meter yang telah dikalibrasi terlebih dahulu dan menggunakan indikator pH universal berupa kertas lakmus, selanjutnya 70 ml larutan campuran tersebut dibagi ke dalam 3 gelas beker 100 ml dengan masing-masing gelas beker terisi 20 ml larutan campuran. Gelas beker I ditambahkan HCl 0,01 M sebanyak 10 ml, lalu dicampurkan dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal. Gelas beker II ditambahkan NaOH 0,01 M sebanyak 10 ml, lalu dicampurkan dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal. Gelas beker III ditambahkan Aquades sebanyak 20 ml, lalu dicampurkan dengan cara diaduk membentuk huruf w supaya terhomogenisasi secara sempurna, selanjutnya pH larutan di ukur menggunakan pH meter dan indikator pH universal.
BAB 6. FUNGSI REAGEN DAN ALAT
No. Alat dan Bahan Keterangan
1 Aquades
Bahan yang akan ditambahkan ke dalam gelas beker III larutan buffer NaCl, buffer asetat dan buffer salmiak.
2 Bulb Digunakan untuk menghisap larutan. Penggunanya di pasang di ujung pipet ukur.
4 CH3COONa 0,1 M
5 Gelas beker 100 ml dan 250 ml
Alat ini bukan alat pengukur (walaupun terdapat skala, namun ralatnya cukup besar). Digunakan untuk tempat larutan dan dapat juga untuk memanaskan larutan kimia. Untuk menguapkan solven/pelarut atau untuk memekatkan.
6 Gelas ukur
Digunakan untuk mengukur volume zat kimia dalam bentuk cair. Alat ini mempunyai skala, tersedia bermacam-macam ukuran. Tidak boleh digunakan untuk mengukur larutan/pelarut dalam kondisi panas. Perhatikan meniscus pada saat pembacaan skala.
7 HCl 0,01 M Bahan yang akan ditambahkan ke dalam gelas I larutan buffer NaCl, buffer asetat dan buffer salmiak. 8 NaCl 0,1 M Bahan utama dalam pembuatan larutan buffer NaCl.
9 NaOH 0,01 M Bahan yang akan ditambahkan ke dalam gelas beker II larutan buffer NaCl, buffer asetat dan buffer salmiak. 10 NH3 0,1 M
Bahan utama dalam pembuatan larutan buffer salmiak. 11 NH4Cl 0,1 M
12 Kertas lakmus Indikator pH universal.
13 Pipet tetes
Berupa pipa kecil terbuat dari plastik atau kaca dengan ujung bawahnya meruncing serta ujung atasnya ditutupi karet. Berguna untuk mengambil cairan dalam skala tetesan kecil.
14 Pengaduk gelas Digunakan untuk mengaduk larutan, campuran, atau mendekantir (memisahkan larutan dari padatan).
15 pH meter
Indikator pH modern yang mengukur pH dari suatu cairan melalui probe/elektrode yang terhubung ke meteran elektronik dan menampilkan pH
16 Pipet ukur 1 ml dan 10 ml
BAB 7. ANALISA HASIL
1. Analisa hasil pembuatan dan pengujian larutan NaCl 0,1 M
pH dari larutan NaCl 0,1 M saat di uji menggunakan pH meter adalah 7,71 dan kertas lakmus menunjukan tetap berwarna merah
1.1 20 ml NaCl 0,1 M + 10 ml HCl 0,01 M
pH = pH awal - log [GARAM]
[ASAM]
pH = 7,71 - log 0,00010,007
pH = 7,71 – 1,845
pH = 5,86 (Cairns, 2008)
1.2 20 ml NaCl 0,1 M + 10 ml NaOH 0,01 M
pH = pH awal + log [GARAM]
pH = 7,71 + log 0,00010,007
pH = 7,71 + 1,845
pH = 9,55 (Cairns, 2008)
1.3 20 ml NaCl 0,1 M + 20 ml Aquades
pH yang diperoleh dari pengenceran larutan buffer NaCl dengan penambahan aquades adalah 8,45 dan kertas lakmus tetap berwarna merah
2. Analisa hasil pembuatan dan pengujian larutan CH3COOH 0,1 M + CH3COONa
0,1 M
Rumus untuk mencari pH awal :
MCH3COOH = Volume larutannCH3COOH MCH3COONa =
nCH3COONa
1) Sebelum pencampuran, larutan penyangga asetat akan terionisasi membentuk ion CH3COO-, H+ dan Na+.
2) Penambahan HCl pada larutan penyangga asetat akan mengakibatkan jumlah ion H+ bertambah banyak.
3) Sehingga diperoleh persamaan
= 4,74 – log[1,8514] aquades adalah 3,85 dan kertas lakmus tetap berwarna merah
3. Analisa hasil pembuatan dan pengujian larutan NH3 0,1 M + NH4Cl 0,1 M
Rumus untuk mencari pH awal :
MNH3 = Volume larutannNH3 MNH4Cl = Volume larutannNH4Cl
0,1 = nNH0,0353 0,1 M = nNH0,0353
nNH3 = 0,0035 = 35 x 10-4 nNH4Cl = 0,0035 = 35 x 10-4 Kedua, mencari [OH-] dari campuran tersebut dengan menggunakan rumus,
pOH = 5 + log 0,00350,0035−+0,00010,0001
pOH = 5 + log 0,00360,0034
pOH = 5,02 maka pH = 8,88 (Cairns, 2008)
3.2 20 ml (NH3 0,1 M + NH4Cl 0,1 M) + 10 ml NaOH 0,01 M
1) Sebelum pencampuran, larutan penyangga asetat akan terionisasi membentuk ion CH3COO-, H+ dan Na+.
2) Penambahan HCl pada larutan penyangga asetat akan mengakibatkan jumlah ion H+ bertambah banyak.
3) Sehingga diperoleh persamaan
[OH+] = Kb x [BASA]
[GARAM]
[OH+] = 10-5 x0,0036 0,0035 [OH+]= 1,0285 4) pH = 9 – log[OH+]
= 9 – log[1,0285] = 9 – (-1,5451)
= 10,5451 (Salirawati, 2008)
3.3 20 ml (NH3 0,1 M + NH4Cl 0,1 M) + 20 ml Aquades
pH yang diperoleh dari pengenceran larutan buffer salmiak dengan penambahan aquades adalah 11,25 dan kertas lakmus berwarna biru
BAB 8. KESIMPULAN
ditambahkan sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan pH yang drastis sehingga tidak sesuai dengan prinsip dari larutan penyangga itu sendiri. pH meter adalah alat ukur pH modern yang menggunakan katode untuk mengukur pH yang terhubung ke neteran elektronik dan menampilkan pH
DAFTAR PUSTAKA
Craig, Bruce D, David S. Anderson. 2004. Handbook of Corrosion Data. New York: ASM International.
Cairns, Donald. 2008. Intisari Kimia Farmasi, Ed.2. Jakarta: EGC Esvandiari. 2009. KIMIA. Jakarta: PT. Niaga Swadaya.
Komarudin, Omang. 2010. Ringkasan Lengkap Kimia. Jakarta: Cmedia. Oxtoby, David W. 2004. Prisnip-2 Kimia Modern/1 Ed.4. Jakarta: Erlangga. Salirawati, Das. 2008. KIMIA. Bandung: Grasindo.
Komponen Nilai
Pre-test
Aktivitas
Sunarya, Yayan. 2010. Mudah dan Aktif Belajar Kimia. Bandung: PT. Grafindo Media Pratama.
Sutresna, Nana. 2007. KIMIA. Bandung: PT. Grafindo Media Pratama. Troy, David B. 2006. Remington. Philadelphia : Wolters Kluwer Health.
