Buffer Asam dan Basa, Rumus Menentukan, Contoh Soal, Pembahasan, Kimia - Sebelumnya, pelajarilah terlebih dahulu materi tentang jenis larutan penyangga.
A. Larutan Penyangga Asam
Marilah kita tinjau larutan yang mengandung campuran asam lemah dengan basa konjugasinya, misalnya CH3COOH dengan CH3COO–. Kita ketahui bahwa hampir semua ion CH3COO– dalam
larutan berasal dari garam sebab CH3COOH hanya sedikit sekali yang terionisasi (James E.
Brady, 1990).
CH3COOH D CH3COO– + H+
Ka =
[H+] = K a .
–log [H+] = –log K a – log
pH = pKa – log
Karena dalam satu larutan mengandung CH3COOH dan CH3COO–, maka rumus di atas dapat
ditulis :
pH = pKa – log
dengan :
Ka = tetapan ionisasi asam lemah
a = jumlah mol asam lemah g = jumlah mol basa konjugasi B. Larutan Penyangga Basa
Sekarang marilah kita tinjau larutan yang mengandung basa lemah dengan asam konjugasinya. Misalnya, NH3 dan NH4+ yang berasal dari garam (James E. Brady, 1990).
NH3 + H2O D NH4+ + OH–
[OH–] = K b .
–log [OH–] = – log K
b – log
pOH = pKb – log
Karena dalam satu larutan mengandung NH3 dan NH4+, maka rumus di atas dapat di tulis :
pOH = pKb – log dengan :
Kb = tetapan ionisasi basa lemah
b = jumlah mol basa lemah g = jumlah mol asam konjugasi
Contoh Soal Menghitung pH dan pOH Larutan Penyangga (Buffer) 1 :
Sebanyak 50 mL larutan NH3 0,1 M (Kb = 10–5) dicampur dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M.
Hitunglah pH larutan tersebut! Jawaban :
50 mL NH3 0,1 M + 100 mL NH4Cl 0,5 M
mol NH3 = 50 mL × 0,1 mmol/mL = 5 mmol
mol NH4Cl = 100 mL × 0,5 mmol/mL = 50 mmol
pOH = pKb – log pOH = 5 – log pOH = 5 – log 0,1 pOH = 5 +1 = 5
pH = 14 – pOH = 14 – 6 = 8
Contoh Soal Mengukur pH dan pOH Larutan Penyangga (Buffer) 2 :
Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan 50 mL larutan CH3COOH
0,1 M dengan 50 mL larutan NaCH3COO 0,1 M. (Ka CH3COOH = 1,8 × 10–5)
50 mL CH3COOH 0,1 M + 50 mL NaCH3COO 0,1 M
mol CH3COOH = 50 mL × 0,1 mmol/mL= 5 mmol
mol NaCH3COO = 50 mL × 0,1 mmol/mL= 5 mmol
pH = pKa – log
pH = – log 1,8 × 10–5 – log
pH = – log 1,8 × 10–5
pH = 5 – log 1,8 = 4,75
Larutan penyangga atau larutan buffer merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari buffer ini seperti pH buffer hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam atau basa. Buffer yang bersifat asam memiliki pH kurang dari 7 sedangkan buffer basa memiliki pH lebih dari 7. Buffer yang bersifat asam biasanya terbuat dari asam lemah dan basa konjugatnya. Sedangkan buffer yang bersifat basa biasanya terbuat dari basa lemah dan asam konjugatnya.
Bila larutan penyangga berasal dari asam lemah dengan garamnya tercampur sedikit asam kuat, maka asam kuat akan bereaksi dengan garamnya sehingga asam kuat akan diubah menjadi garam (bersifat netral) dan asam lemah. Sifat asam kuatnya menjadi sangat kecil. Bila ditambah sedikit basa kuat maka basa kuat ini menjadi sangat kecil, karena bereaksi dengan asamnya. Bila ditambah sedikit asam, komponen buffer yang bersifat basa akan mengikat ion H+ sehingga jumlah ion H+ tidak bertambah dan pH tidak menurun. Bila ditambahkan sedikt
basa, komponen buffer yang bersifat asam akan mengikat ion OH- sehingga jumlah ion OH- tidak
bertambah dan pH tidak meningkat. Buffer umumnya memiliki kapasitas penyangga dengan rentang 1 nilai pH diatas dan dibawah pH normal buffer tersebut.
Larutan dapar (buffer solution) merupakan nama lain dari penyangga (Purpasari, 2010). Larutan penyangga atau larutan buffer atau larutan dapar merupakan suatu larutan yang dapat menahan perubahan pH yang besar ketika ion – ion hidrogen atau hidroksida ditambahkan, atau ketika larutan itu diencerkan. Secara umum, larutan buffer mengandung pasangan asam – basa konjugat atau terdiri dari campuran asam lemah dengan garam yang mengandung anion yang sama dengan asam lemahnya, atau basa lemah dengan garam yang mengandung kation yang sama dengan basa lemahnya. Oleh karena mengandung komponen asam dan basa tersebut, larutan buffer dapat bereaksi dengan asam (ion H+) maupun dengan basa (ion OH-) apa saja yang
memasuki larutan. Oleh karena itu, penambahan sedikit asam ataupun sedikit basa ke dalam larutan buffer tidak mengubah pH-nya. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. (Underwood, A.L., 2002 ).
Mekanisme sebagai pendapar dapat digambarkan oleh larutan dapar asam asetat (CH3COOH)
dan natrium asetat (CH3COONa), bila ditambahkan basa (OH-) maka reaksi yang terjadi adalah
(Mirawati, 2011):
CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O
Bila yang ditambahkan dalam larutan adalah asam (H+) maka reaksi yang terjadi adalah :
Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar. Penambahan garam-garam netral ke dalam larutan dapar mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Temperatur juga berpengaruh terhadap larutan-larutan dapar. Kolthff dan Takelenburg menyatakan istilah koefisien temperatur pH yaitu perubahan pH akibat pengaruh temperatur. pH dapar asetat dijumpai meningkat dengan naiknya temperatur sedang pH dapar asam borat-natrium borat turun (Martin, 1990).
Cara menghitung jumlah bahan yang digunakan dalam pembuatan bahan adalah dengan menggunakan persamaan Henderson-Hasselbach sebagai berikut (Anonim, 2011) :
1. Asam lemah dengan basa konjugasinya
2. Basa lemah dengan basa konjugasinya (garamnya). Untuk asam :
pH = pKa+log garam/ asam Untuk basa :
pH= pKa+ log basa/garam
FUNGSI LARUTAN PENYANGGA DALAM BIDANG FARMASI
Buffer pada bidang farmasi banyak digunakan untuk menetralkan darah atau biasanya pada kasus keracunan. Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.
Perubahan pH pada larutan obat dapat merusak komposisi, fungsi, dan efektivitas obattersebut. Oleh karena itu, obat-obatan dalam bentuk larutan sering kali bertindak sebagai sistem penyangga bagi obat itu sendiri untuk mempertahankan kadar larutan obat tetap berada dalam trayek pH tertentu.
Larutan Penyangga pada Obat-Obatan : asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.
Larutan Penyangga - Jenis-jenis Larutan
Dalam kehidupan sehari-hari, kita bersinggungan dengan sesuatu nan sifatnya ilmiah dan alam. Larutan penyangga pun sama. Secara umum, terdapat 2 jenis larutan penyangga, yaitu larutan alami dan sintetis. Larutan alami ialah buffer nan terdapat dalam metabolisme tubuh makhluk hidup. Sedangkan larutan sintetis ialah buffer nan dibuat spesifik buat keperluan eksklusif seperti keperluan industri, farmasi, dan fotografi. Larutan alami seperti nan terdapat dalam darah dan air ludah.
Begitu hebatnya kreasi Tuhan YME, bahkan nan mengalir dalam tubuh manusia saja dijadikan-Nya larutan nan dapat menstabilkan sistem kerja metabolisme tubuh. Ph darah dalam tubuh manusia memiliki kisaran antara 7,35 hingga 7,45. Jika melebihi ph itu, maka darah akan menyebabkan organ tubuh menjadi rusak. Ph darah nan meningkat dapat mengakibatkan hiperventilasi, dimana jumlah karbondioksida nan dikeluarkan dari dalam darah menjadi lebih banyak dari biasanya.
Faktor pemicu terjadinya hiperventilasi ialah alkalosis respiratorik yaitu gangguan dalam pernafasan nan kemudian memunculkan rasa nyeri, kecemasan, demam, serta kadar oksigen dalam darah menurun hingga penggunaan aspirin nan berlebihan. Oleh sebab itu, dibutuhkan larutan nan bersifat asam.
Sementara itu, ph darah nan menurun diakibatkan darah terlalu banyak mengandung asam. Kondisi ini dinamakan asidosis metabolik. Dalam hal ini darah banyak mengandung karbondioksida sebab paru-paru berfungsi dengan kurang baik atau pernafasan menjadi lambat. Karbondioksida bisa dikendalikan dengan mengatur kedalaman dan kecepatan pernafasan. Masalah ph darah nan menurun ini biasa terjadi pada mereka nan menderita gangguan paru-paru, seperti asma, emfisema pneumonia atau radang paru-paru, bronchitis kronis, dan edema pulmoner atau paru-paru nan terendam banyak cairan. Dalam darah, larutan penyangga nan mempengaruhi diantaranya sebagai berikut.
1. Penyangga Fosfat
Buffer fosfat ini sangat diperlukan dalam mengatur ph darah di cairan intra sel. Penyangga fosfat merupakan campuran dihidrogen fosfat dengan monohidrogen fosfat. Dengan adanya penyangga fosfat ini, maka bisa membantu menahan ph darah tetap pada angka 7,4.
2. Penyangga Karbonat
Buffer karbonat ini merupakan campuran antara asam karbonat dan basa konjugasi bikarbonat. Larutan ini sangat krusial dalam mengendalikan darah terutama dalam kasus asidosis metabolik dimana produksi ion bikarbonat menjadi meningkat.
3. Penyangga Hemoglobin
Mulut harusnya memiliki ph sekitar 6,8. Larutan nan terdapat dalam air ludah bisa menjaganya tetap stabil dengan cara menetralkan asam nan berasal dari fermentasi sisa-sisa makanan. Asam tersebut bisa merusak gigi. Kandungan nan terdapat dalam air liur ialah larutan penyangga fosfat. Larutan sintetis biasa digunakan dalam bidang industri, farmasi, fotografi, dan hal nan berkaitan dengan biologi. Dalam global biologi, enzim bakteri memerlukan ph nan sinkron buat melakukan aktifitasnya. Begitu juga dengan tanaman nan ditanam menggunakan media tanam selain tanah. Tanaman hidroponik nan media tanamnya berupa air, tentu butuh ph eksklusif supaya ia tumbuh dengan baik, tak mudah rusak, dan layu.
Dalam global farmasi, larutan penyangga berfungsi menjaga stabilitas kadar ph dalam obat-obatan. Ph dalam larutan obat seringkali berubah sehingga menyebabkan rusaknya fungsi obat, menurunnya efektifitas obat, dan komposisi nan acak-acakan. Obat nan bentuknya berupa cairan kental jauh lebih baik sebab bisa menjadi larutan buat obat itu sendiri. Misalnya, obat tetes mata menggunakan larutan ini agar sinkron dengan ph air dalam mata manusia.
Berbeda dengan aspirin dimana terdapat asam asetilsalisilat nan dapat menyebabkan perubahan ph di perut menjadi asam. Maka seringkali terjadi penggumpalan darah dan pembentukan hormon dampak pemakaian obat penghilang rasa nyeri ini dalam waktu nan panjang. Dalam aspirin juga terdapat MgO nan berfungsi mengambil kelebihan asam. Dalam bidang industri, larutan ini sering digunakan dalam penanganan limbah, termin penyepuhan atau electroplating dan proses fotografi.
Larutan Penyangga - Kegunaannya dalam Kehidupan Sehari-hari
Selain mengenal jenis-jenis larutan penyangga, Anda pun kiranya perlu mengetahui apasaha manfaat larutan tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Dalam keseharian, larutan ini sangat bermanfaat buat hal-hal sebagai berikut.
1. Menjaga kadar ph cairan dalam organ tubuh, terutama pada ginjal. Pada ginjal terjadi ekskresi ion H+ dari asam dihidrogen fosfat dengan basa monohidrogen fosfat.
2. Menjaga ph plasma darah supaya stabil berada pada kisaran 7,45. Larutan ini terjadi antara ion HCO3+ dan Na+.
3. Menjaga kadar asam basa pada makanan olahan nan dikemas dalam kaleng. Kadar ph nan terjaga membuat makanan kaleng tersebut jadi tak mudah rusak. Larutan penyangga ialah antara asam benzoate dan natrium benzoate.
5. Asam sitrat sebagai larutan penyangga pada buah. Fungsi asam sitrat ini ialah sebagai bahan pengawet nan alami dan kondusif serta buat menambah rasa masam pada makanan dan minuman olahan. Asam sitrat pada siklus metabolisme pada hampir setiap makhluk hayati nan berfungsi sebagai zat antioksidan. Asam sitrat dalam global industri sering dipakai dalam pembuatan zat pembersih permukaan barang-barang rumah tangga.
6. Larutan penyangga nan berfungsi menstabilkan kadar ph juga dapat membantu kerja enzim sebagai katalis dalam tubuh manusia. Enzim nantinya akan membantu laju reaksi kimia pada suhu eksklusif dalam metabolisme manusia.
7. Natrium asetat merupakan larutan penyangga nan bisa menetralkan asam sulfat dari buangan pabrik berupa limbah. Kegunaan lainnya dalam global industri ialah sebagai penyangga bersama-sama dengan asam klorida.
8. Sodium cacodylate ialah larutan nan dipakai dalam pelaksanaan mikroskop elektron. Ph nan baik buat alat dalam global medis dan biologi ini berada pada kisaran 5 ,0 - 7,4. 9. Larutan penyangga juga sangat krusial dalam pengolahan limbah dengan proses anaerob.
Proses anaerob sendiri melalui tiga termin yaitu proses hidrolisis, proses pembentukan asam, dan proses pembentukan metana. Dalam proses pembentukan metana, penambahan buffer dimanfaatkan agar ph-nya tetap 7.
Larutan Buffer / Larutan Penyangga dalam tubuh
Kali ini saya akan ngepost hasil tugas sekolah saya tentang Larutan Buffer / Larutan eenyangga aala tuuuh anusiab Ini hasil gauungan searching saya ai uah google aengan ueuerapa proses eaitanb Nah ini!!!
Larutan penyangga, larutan aapar, atau uuffer aaalah larutan yang aigunakan untuk e pertahankan nilai pH tertentu agar tiaak uanyak ueruuah sela a reaksi ki ia uerlangsungb Reaksi ki ia yang terjaai ai aala tuuuh anusia erupakan reaksi enzi atis, yaitu reaksi yang eliuatkan enzi seuagai katalisb Aktivitas Enzi seuagai katalis aala siste hiaup sangatlah peka terhaaap peruuahan pHb Enzi seuagai katalis hanya aapat uekerja aengan uaik paaa pH tertentu (pH opti u nya)b Agar enzi tetap uekerja secara opti u , aiperlukan lingkungan reaksi aengan pH yang relative tetap, untuk itu aka aiperlukan larutan penyanggaberoses etauolis e secara terus enerus akan enghasilkan zat-zat uersifat asa , isalnyaasa laktat, asa fosfat, aan asa sulfat yang aiueuaskan aala jaringan tuuuhb eenyerapan zat akanan juga aapat enghasilkan zat-zat asa atau uasab Ini se ua aapat e pengaruhi pH aarahb Oleh karena itu aiaala setiap cairan tuuuh teraapat pasangan asa -uasa konjugasi yang uerfungsi seuagai larutan penyanggab Cairan tuuuh, uaik seuagai cairan intra sel (aala sel) aan cairan ekstra sel (luar sel) e erlukan syste penyangga terseuut untuk e pertahankan harga pH cairan terseuutb
enjaga pH aarah aaalah paru-paru aan ginjalb Konaisi ai ana pH aarah kurang aari 7,35 aiseuut asiaosis (penurunan pH aarah)b Faktor-faktor yang e pengaruhi terjaainya konaisi asiaosis antara lain penyakit jantung, penyakit ginjal, penyakit gula, aan aiare yang terus- enerus atau akanan uerkaaar protein tinggi aala jangka waktu la ab Keaaaan asiaosis se entara aapat terjaai karena olahraga intensif yang ailakukan terlalu la ab Seaangkan konaisi ai ana pH aarah leuih aari 7,45 aiseuut alkolosis (peningkatan pH aarah)b Konaisi ini aiseuaukan untah yang heuat, hiperventilasi (konaisi ketika uernafas terlalu cepat karena ce as atau histeris paaa ketinggian)b Suatu penelitian yang ailakukan terhaaap para penaaki gunung yang encapai puncak Everest (8b848 ) tanpa oksigen ta uahan enunjukkan pH aarah ereka ueraaa ai antara 7,7–7,8b Hiperventilasi aiperlukan untuk engatasi tekanan oksigen yang a at renaah (kira-kira 43 Hg) ai te pat setinggi itub
Walaupun seju lah uesar ion H+ selalu aaa seuagai hasil etauolis e
aari zat-zat, tetapi keaaaan seti uang harus selalu aipertahankan aengan jalan e uuang keleuihan asa terseuutb Hal ini aiseuaukan karena penurunan pH seaikit saja enunjukkan keaaaan sakitb
Fungsi Larutan Buffer paaa tuuuh Manusia
:
1b Larutan Buffer aala aarah
eaaa orang sehat, pH aarah tiaak pernah uerueaa 0,2 satuan aari pH nor al, yaitu 7,5b pH aarah tiaak uoleh turun aiuawah 7,0 ataupun naik aiatas 7,8 karena akan uerakiuat fatal uagi tuuuhb Untuk e pertahankannya, aarah e iliki ueuerapa larutan penyangga ala i yaitu eenyangga Karuonat, eenyangga He oglouin, eenyangga Fosfatb
ab eenyangga Karuonat
eenyangga karuonat uerasal aari ca puran asa karuonat (H2CO3)
aengan uasa konjugasi uikaruonat (HCO3-)b Reaksi keseti uangannya
aaalah:
HCO3- (aq) + H+ (aq) ⇄ H2CO3 (aq)
eeruanaingan olaritas HCO3- terhaaap H2CO3 yang aiperlukan untuk
Kaaar oksigen yang seaikit ai gunung aapat e uuat para penaaki uernafas leuih cepat, sehingga gas karuonaioksiaa yang ailepas terlalu uanyak, paaahal CO2aapat larut aala air enghasilkan H2CO3b Hal ini
engakiuatkan pH aarah akan naikb Konaisi alkalosis aapat engakiuatkan hiperventilasi (uernafas terlalu uerleuihan, kaaang-kaaang karena ce as aan histeris)b
ub eenyangga He oglouin
Oksigen erupakan zat uta a yang aiperlukan oleh sel tuuuh yang aiaapatkan elalui pernapasanb eaaa aarah, teraapat he oglouin yang aapat engikat oksigen untuk selanjutnya aiuawa ke seluruh sel tuuuhb Reaksi keseti uangan aari larutan penyangga oksi he oglouin aaalah:
HHu + O2 (g) ⇄ HbO2- + H+
eroauk uuangan aari tuuuh aaalah CO2- yang ai aala tuuuh uisa
e uentuk senyawa H2CO3 yang nantinya akan terurai enjaai H+ aan
HCO3-b eena uahan H+ aala tuuuh akan e pengaruhi pH, tetapi
he oglouin yang telah elepaskan O2 aapat engikat H+ aan e uentuk
asa he oglouin (HHu+)b Sehingga ion H+ yang ailepaskan paaa peruraian
H2CO3 erupakan asa yang aiproauksi oleh CO2 yang terlarut aala air
saat etauolis eb
cb eenyangga Fosfat
eenyangga fosfat erupakan penyangga yang ueraaa ai aala sel (cairan intrasel)b eenyangga fosfat aigunakan untuk e pertahankan pH aarahb eenyangga fosfat aapat e pertahankan pH aarah 7,4b eenyangga ini aaalah ca puran aari asa le ah H2eO4- aan uasa konjugasinya, yaitu
HeO42-b Jika aari proses etauolis e sel aihasilkan uanyak zat yang uersifat
asa , aka akan segera uereaksi aengan ion HeO4
2-HeO42- (aq) + H+ (aq) ⇄ H2eO4-(aq)
Dan jika proses etauolis sel enghasilkan senyawa yang uersifat uasa, aka ion OH- akan uereaksi aengan H2eO4-b
H2eO4- (aq) + OH- (aq) ⇄ HPO42- (aq) + H2O (aq)
Sehingga peruanaingan [H2eO4- ] / [HeO42-] selalu tetap aan akiuatnya
2b Menjaga pH paaa plas a aarah agar ueraaa paaa pH uerkisar 7,35 –
7,45
Yaitu aari ion HCO3- aengan ion Na+ b Apauila pH aarah leuih aari 7,45
akan engala i alkalosis, akiuatnya terjai hiperventilasi / uernapas uerleuihanb Apauila pH aarah kurang aari 7,35 akan engala i aciaosis akiuatnya jantung, ginjal, hati aan pencernaan akan terganggub
3b Menjaga pH cairan tuuuh agar ekskresi ion H+ paaa ginjal tiaak
terganggu
Yaitu asa aihiarogenposphat (H2eO4-) aengan uasa
onohiarogenposphat (HeO42-)
4b Air Luaah seuagai Larutan eenyangga
Larutan eenyangga H2eO4- / HeO42- ternyata juga aite ukan aala air
