LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)

LARUTAN PENYANGGA

(BUFFER)

Larutan penyangga

• Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang pH-nya praktis

tidak berubah walaupun kepadanya ditambahkan sedikit asam, sedikit

basa, atau bila larutan diencerkan. • Larutan penyangga mengandung

campuran asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya.

Larutan penyangga dibedakan atas 2 : • larutan penyangga asam yang

mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7)

• larutan penyangga basa yang

mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7).

Larutan penyangga asam

• Larutan penyangga asam merupakan

campuran _{asam lemah dengan basa}

konjugasi (garam)nya. • Contoh :

• Larutan buffernya campuran CH₃COOH (asam lemah) dan CH₃COO- _{(garam atau}

Larutan penyangga basa

• Larutan penyangga basa merupakan

campuran _{basa lemah dengan asam}

konjugasi (garam)nya. • Contoh :

• Larutan buffernya campuran NH₃ (basa lemah) dan NH₄+ _{(garam atau asam}

Cara kerja buffer asam

• Contoh larutan penyangga asam: CH₃COOH dan CH₃COO

-• Dalam larutan terjadi kesetimbangan : CH₃COOH  CH₃COO- _{+ H}+

• Penambahan asam : akan menggeser kesetimbangan ke kiri, ion H+ _yang

ditambahkan akan bereaksi dengan CH₃COO- _{membentuk CH}

3COOH ;

CH₃COO- _{+ H}+ _{ CH}

• Penambahan basa : ion OH- _dari

basa akan bereaksi dengan ion H+

membentuk air, sehingga

kesetimbangan bergeser ke kanan dan konsentrasi ion H+ _dapat

dipertahankan. Jadi basa yang

ditambahkan akan praktis bereaksi

dengan CH₃COOH membentuk

CH₃COO- _{dan air :}

CH₃COOH + OH- _{ CH}

Cara kerja buffer basa

• Contoh larutan penyangga basa : NH₃ dan NH₄+

• Dalam larutan kesetimbangan :

NH₃ + H₂O  NH₄+ _{+ OH}

-• Penambahan asam : Asam yang ditambahkan bereaksi dengan NH₃ membentuk NH₄+_.

NH₃ + H+ _{ NH} 4+

• Penambahan basa : penambahan basa akan menggeser

kesetimbangan ke kiri sehingga konsentrasi ion OH- _dapat

dipertahankan. Basa yang

ditambahkan bereaksi dengan asam (dalam hal ini NH₄+_{) membentuk}

basa (NH₃) dan air.

NH₄+ _{+ OH}- _{ NH}

Latihan

• Bagaimana cara kerja larutan buffer H₂CO₃ -HCO₃- _{dalam menjaga pH darah tetap 7,4 ?}

Menghitung pH larutan buffer

• pH larutan penyangga bergantung pada K_a asam lemah atau K_b basa

lemah serta perbandingan konsentrasi asam dengan konsentrasi basa

konjugasi atau konsentrasi basa

dengan asam konjugasi dalam larutan tersebut.

Larutan penyangga asam

• Misalnya larutan penyangga CH₃COOH dan NaCH₃COO. Asam asetat akan terurai sesuai reaksi :

CH₃COOH  CH₃COO- _{+ H}+

dengan Ka = tetapan ionisasi asam lemah a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol garam (basa konjugasi)

a [H ] K x _a g   a pH pK - log _a g 

Contoh soal

Contoh :

pH larutan penyangga yang dibuat dari 50 ml CH₃COOH 0,1 M dengan 50 ml

NaCH₃COO 0,1 M (Ka CH₃COOH = 1,8 x 10-5₎

adalah :

• mol CH₃COOH = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol

• mol NaCH₃COO = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol

Larutan penyangga basa

dengan Kb = tetapan ionisasi basa lemah b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol garam (asam konjugasi)

b [OH ] K x _b g  

pOH pK - log

_b

b

g



Contoh soal

Contoh :

pH larutan penyangga yang dibuat dari 50 ml NH₃ 0,1 M dengan 50 ml NH₄Cl 0,1 M (Kb NH₃ = 1,8 x 10-5₎

adalah :

• mol NH₃ = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol • mol NH₄Cl = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol • pH = 14 – pOH = 14 – (5 – log 1,8) = 9+log 1,8

Kapasitas (daya penahan) larutan

penyangga

• Kapasitas atau daya penahan larutan

penyangga bergantung pada _jumlah

mol dan perbandingan mol dari komponen penyangga.

• Jumlah mol komponen penyangga

Makin banyak jumlah mol komponen penyangga, makin besar kemampuan mempertahankan pH.

• Perbandingan mol komponen penyangga

Perbandingan mol antara

komponen-komponen suatu larutan penyangga sebaiknya antara 0,1

hingga 10. Di luar perbandingan

tersebut maka sifat penyangganya akan berkurang

• Contoh : Perbandingan konsentrasi HCO₃- _{terhadap H}

2CO3 yang

diperlukan untuk menjadikan pH = 7,4 adalah 20:1.

Fungsi larutan penyangga

• Larutan penyangga digunakan dalam kimia

analitik, biokimia, bakteriologi, fotografi industri kulit dan zat warna.

• Cairan tubuh, baik intrasel maupun cairan luar sel, merupakan larutan penyangga.

• Sistem penyangga yang utama dalam cairan intrasel adalah pasangan asam basa konjugasi H₂PO₄- _{– HPO}

42 :

HPO₄2-_{(aq) + H}+_{(aq) H}

2PO4-(aq)

H₂PO₄-_{(aq) + OH}-_{(aq) HPO}

42-(aq) + H2O(l)

 

 

• Sistem penyangga cairan luar sel

(darah) adalah pasangan asam basa konjugasi H₂CO₃ – HCO₃-_{. Larutan}

penyangga tersebut menjaga pH darah hampir konstan, yaitu sekitar 7,4.

H₂CO₃(aq) + OH-_{(aq) HCO}

3-(aq) + H2O(l)

HCO₃-_{(aq) + H}+_{(aq) H}

2CO3(aq)

• Apabila mekanisme pengaturan pH darah gagal, terjadi penurunan pH

(

asidosis)

atau peningkatan pH ke atas 7,8 (

alkalosis

)

   

Latihan

• Larutan 25 ml CH₃COOH 0,2 M (Ka = 10-5_{) dicampurkan dengan 25 ml NaOH}

0,1 M, maka harga pH larutan yang terjadi …

Homework

• Ke dalam larutan basa lemah LOH

ditambahkan padatan L₂SO₄ sehingga konsentrasi LOH 0,1 M dan konsentrasi L₂SO₄ 0,05 M. Bila Kb LOH = 10-5 _maka

Jawab :

• Campuran LOH (basa lemah) dan L₂SO₄

(garamnya) merupakan larutan buffer basa. • Mol basa = M x V = 0,1 x V = 0,1 mol, misal V =1 • Mol garam = M x V x valensi = 0,05 x V x 2 = 0,1

mol • pOH = 5, sehingga pH = 14 – 5 = 9

b

₅

0,1

₅

[OH ] Kb x

10

x

10

g

2x0,05



_

_



_



Latihan

• Untuk membuat larutan penyangga

yang mempunyai pH = 4, ke dalam 100 ml larutan CH₃COOH 0,5 M (Ka = 10-5₎

harus ditambahkan larutan

Homework

• 100 mL HCOOH 0,01 M dicampur dengan 100 mL HCOONa 0,005 M. Campuran tersebut ditambahkan air sehingga volumenya 500 mL. Jika Ka HCOOH adalah 1,8 x 10-4_{, hitung pH}

Homework

• Ke dalam 100 ml larutan NH₃ 0,1 M

ditambahkan 100 ml larutan (NH₄)₂SO₄ 0,1 M. Kemudian ke dalam campuran ditambah lagi 20 ml larutan HCl 0,1 M. pH larutan menjadi … (log 9 = 0,95, log 7,7 = 0,89; Kb = 1,8 x 10-5₎

• Campuran NH₃ dan (NH₄)₂SO₄ merupakan larutan buffer basa.

• = = 9 x 10-6

• pOH = 6 – log 9, sehingga pH = 14 – (6 – log 9) = 8 + log 9 = 8,95

• setelah ditambahkan 20 ml HCl 0,1 M :

mol HCl (H+_{) = 20 ml x 0,1 mmol/ml = 2 mmol}

reaksi yang terjadi setelah penambahan :

NH₃ + H+  _NH 4+

Mula 10 mmol 2 mmol 20 mmol Reaksi 2 mmol 2 mmol 2 mmol Akhir 8 mmol - 22 mmol

b [OH ] Kb x g   ₅ (100mlx0,1mmol/L) 1,8x10 x 2x(100mlx0,1mmol/L) 

• = = 6,72 x 10-6

• pOH = 6 – log 6,72, sehingga pH = 14 – (6 – log 6,72) = 8 + log 6,72 = 8,83 b [OH ] Kb x g   1,8x105x 8 22