Larutan Dapar
Dapar adalah senyawa-senyawa atau campuran senyawa yang dapat meniadakan perubahan pH terhadap penambahan sedikit asam atau basa. Peniadaan perubahan pH tersebut dikenal sebagai aksi dapar. Bila ke dalam air atau larutan natrium klorida ditambahkan sedikit asam atau basa kuat, pH larutan akan berubah. Sistem semacam ini dikatakan tidak bereaksi dapar.
Larutan Penyangga atau buffer atau dapar 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.
Kombinasi asam lemah dengan basa konjugasinya yaitu garamnya, atau basa lemah dengan asam konjugasinya bertindak sebagai dapar.
Persamaan Dapar
Efek ion sejenis dan persamaan dapar untuk asam lemah dan garamnya. pH dari suatu larutan dapar dan perubahan pH larutan akibat penambahan asam atau basa dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dapar. Pernyataan ini berkembang dengan menganggap adanya pengaruh garam pada ionisasi asam lemah apabila garam dan asam memiliki ion sejenis.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar.
Penambahan garam-garam netral ke dalam larutan dapar mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Perubahan kekuatan ion dan pH dapar dapat pula disebabkan oleh pengenceran. Penambahan air dalam jumlah cukup, jika tidak mengubah pH dapat mengakibatkan penyimpangan positif atau negative sekalipun kecil sekali, karena air selain dapat mengubah nilai koefisien keaktifan ia juga dapat bertindak sebagai asam lemah atau basa lemah. Bates menyatakan hal ini secara kuantitatif dengan istilah nilai pengenceran, yaitu perubahan pH yang terjadi akibat pengenceran larutan dapar hingga menjadi ½ kali kekuatan mula-mula.
Temperatur juga berpengaruh terhadap larutan-larutan dapar. Kolthoff dan Tekelenburg menyatakan istilah koefisien temperature pH yaitu perubahan pH akibat pengaruh temperatur. pH dapar asetat dijumpai meningkat dengan naiknya temperatur, sedang pH dapar asam borat-natrium borat turun.
Kapasitas Dapar
Besarnya penahanan perubahan pH oleh dapar disebut kapasitas β atau efisiensi dapar,
indeks dapar dan nilai dapar. Van Slyke memperkenalkan konsep kapasitas dapar dan
mendefinisikannya sebagai perbandingan pertambahan basa kuat (atau asam) dengan sedikit perubahan pH yang terjadi karena penambahan basa itu.
(Martin, 1990) Larutan Dapar dan Penetapan pH
Larutan dapar dapat dibuat dari pereaksi berikut, menggunakan air bebas karbondioksida P. Jika pereaksi terbentuk hablur, kecuali asam borat, sebelum digunakan lebih dahulu dikeringkan pada suhu 110 sampai 120selama 1 jam. Larutan dapar disimpan dalam wadah tertutup rapat, dari kaca bebas alkali, tidak lebih lama
dari 3bulan. Jika terjadi kekeruhan atau telah memperlihatkan tanda kemunduran tidak boleh digunakan.
Larutan dapar dengan pH antara 1,1 hingga 10,0 dapat dibuat menurut susunan yang sesuai seperti tertera pada daftar. Harga pH harus dapat memberikan reproduktibilitas ±0,02 unit pada suhu 25.
Larutan yang digunakan untuk pembuatan larutan dapar Asam klorida 0,2 N dan natrium hidroksida 0,2 N dibuat yang tertera pada larutan titer. Kalium biftolat 0,2 M larutkan 40,846 g kalium biftalat P dalam air bebas karbondioksida dan encerkan hingga 1000,0 ml .Kalium dihidrogenfosfat 0,2 M larutkan 27,218 g kalium dihidrogenfosfat P dalam air bebas karbondioksida dan encerkan sampai 1000 ml. Asam borat 0,2 M + kalium klorida 0,2 M larutkan 12,366 g asam borat P dan 14,991 g kalium klorida P dalam air bebas karbondioksida dan encerkan sampai 1000,0 ml. Kalium klorida 0,2 M larutkan 14,991 g kalium klorida P dalam air bebas karbondioksida dan encerkan sampai 1000,0 ml.
Penetapan pH
pH adalah suatu bilangan yang menyatakan keasaman atau kebasaan suatu zat yang larut dalam air. Penetapan umumnya dilakukan secara potensiometri untuk penetapan yang tidak memerlukan ketelitian tinggi dapat dilakukan secara kolorimetri dengan menggunakan indikator.
Baku skala pH, skala pH hanya berlaku untuk larutan air pada suhu antara 10 dan 30 dan mempunyai ketelitian dalam batas 0,005. Untuk larutan yang mengandung zat pengoksidasi atau bahan lain yang sangat reaktif, ketelitian tersebut tidak selalu dapat tercapai. Penetapan pH dilakukan dengan cara potensiometri dan kolorimetri, semua larutan untuk penetapan pH menggunakan air bebas karbondioksida.
Cara Potensiometri pengukuran pH dengan menggunakan electrode kaca saring lebih mudah daripadamenggunakan electrode hydrogen, terutama untuk larutan yang mengandung zat pengoksidasi, ketelitian dalam batas 0,005 dan penetapan ulang dengan ketelitian yang sama, umumnya dapat dicapai dengan electrode hydrogen, yang dengan electrode kaca jarang tercapai dan pada pH kurang dari 2 akan lebih dari 10 tidak pernah tercapai. Jika digunakan electrode pendek harga pH berbanding lurus dengan gaya gerak listrik yang diukur. Jika menggunakan electrode kaca harus ditera menggunakan 2 larutan baku yang mempunyai harga pH dekat dan sebaiknya harga pH larutan terletak diantara harga pH kedua larutan baku.
Cara Kolorimetri. Cara indicator kertas teteskan 1 tetes larutan uji pada kertasi ndicator. Untuk larutan yang mengandung alcohol basahi dahulu kertas indicator dengan air.
(Anonim,1979)
Suatu larutan jika ditambahkan asam akan turun pHnya karena memperbesar konsentrasi H+. Sebaliknya bila ditambahkan basa akan menaikkan pH karena meningkatkankonsentrasi OH- . Seterusnya, suatu larutan asam/basa bila ditambahkan air akan mengubah pH karena konsentrasi asam basanya akan menggecil. Ada larutan yang ditambah sedikit asam atau basa atau air tidak akan mengubah Ph.
Ada 2 cara dalam pembuatan larutan penyangga (dapar), yaitu: A. Campuran asam lemah dengan garamnya.
HNO2 dengan NaNO2
CH3COOH dengan CH3COOK B. Campuran basa lemah dengan garamnya.
NH4OH dengan NH4Cl N2H5OH dengan N2H5NO3
(Syukri, 1999) Kekuatan Ionik
Dalam larutan encer dari senyawa non elektrolit, aktivitas dan konsentrasi dianggap identik, karena gaya elektrostatik tidak memberi deviasi (penyimpangan) yang besar dari kondisi ideal. Elektrolit lemah tunggal dalam larutan juga demikian, karena jumlah ion sedikit, gaya elektrostatik dapat diabaikan, sehingga perbedaan konsentrasi ion dan aktivitas tidak diperhitungkan.
Kekuatan ionik merupakan hal penting yang harus diperhitungkan dalam biokimia. Pada studi efek PH terhadap aksi biologis, variasi konsentrasi garam dalam larutan dapar dapat memberikan hasil yang bias, kecuali jika larutan dapar dibuat dengan kekuatan ionik yang konstan pada tiap eksperimen. Selain itu, kekuatan ionik juga berpengaruh terhadapa kesetimbangan ionik, kelarutan obat dan stabilitas obat.
µ = ½ (C1Z1 + C2Z2 + C3Z3 .... CjZj) Atau,dengan notasi: µ = ½ ∑ CjZj2 dengan : C : konsetrasi (mol/liter) Z : vaensi
Untuk asam lemah µ =
(anonim, 2011)
C. Alat dan Bahan Alat : 1. Gelas beker 2. Stirer magnetik 3. Neraca analitik 4. pH stik
5. Pipet 6. Buret 7. Labu takar 8. Gelas ukur 9. Sendok tanduk Bahan :
1. Asam lemah (KH2PO4) 2. Garamnya (K2HPO4) 3. Air bebas CO2
D. Metode Kerja
- Cara Kerja Skematis.
Dipilih asam lemah (KH2PO4) dengan pKa=7,21 yang mendekati pH dapar=6,90 yang akan dibuat
Dihitung perbandingan asam lemah dan garamnya yang diperlukan untuk pembuatan dapar dengan pH = 6,9
Ditimbang bahan-bahan yang diperlukan dari perhitungan
Dilarutkan bahan-bahan pembuat dapar dalam sebagian air bebas CO2 Dicek pH larutan dengan pH stik
Ditambahkan larutan NaOH (karena asam) Dicatat volume NaOH yang ditambahkan
Dihitung kekuatan ionik dapar tersebut Dipindahkan larutan ke labu takar Diencerkan hingga volume yang dikehendaki Dicek pH akhir larutan dapar yang telah dibuat - Analisis Cara Kerja
1. Dipilih pKa yang mendekati pH dapar yang akan dibuat karena hal ini akan menyebabkan dapar yang dibuat mempunyai kapasitas dapar maksimum.
2. Dihitung perbandingan asam lemah dan garamnya. Persamaan dapar cukup tepat jika digunakan untuk perhitungan pH dengan rentang 4 sampai dengan 10.
3. Ditimbang bahan-bahn yang diperlukan. Penimbangan dilakukan dengan teliti dan seksama agar diperoleh data yang akurat. Dan hasil akan diperoleh lebih sempurna. 4. Pada percobaan ini tidak digunakan pH meter tetapi menggunakan pH stik
dikarenakan pada saat kalibrasi pH meter tidak bekerja dengan baik.
5. Dilarutkan bahan-bahan pembuat dapar dalam sebagian air bebas CO2 karena jika memakai air yang tidak bebas CO2 maka akan terjadi reaksi :
CO2 + H20 H2CO3 (asam)
sehingga bisa mempengaruhi pH dalam larutan.
6. Dihitung kekuatan ionik larutan. Pada percobaan ini tidak diperluakan penambahan NaCl karena hasil perhitungan µ NaCl yang didapat negatif.
7. Diencerkan larutan sampai volume yang dikehendaki, berfungsi untuk mengecek pH yang sudah diencerkan.
E. Hasil dan Pembahasan - Hasil Percobaan
Jenis dapar : Dapar fosfat pH larutan dapar : 7
pKa komponen dapar : 7,21 Konsentrasi : 0,2 M Volume : 250 mL Kekuatan ionik : 0,1
Bobot asam (KH2PO4) : 4,21 gram Bobot garam (K2HPO4) : 4,35 gram Vol. Penambahan NaOH : 204 mL Vol. Penambahan HCl : -- Perhitungan pH = pKa + log 7 = 7,21 + log 0,21 = log [K2HPO4] = 1,62 [KH2PO4] Dihitung penimbangan 0,2 M = [K2HPO4] + [KH2PO4] 0,2 M = 1,616 [KH2PO4] + [KH2PO4]
0,2 M = 1,616 [KH2PO4] [KH2PO4] = 0,1237 M
[K2HPO4] = 0,2 M – 0,1237 M = 0,0763 M
Jumlah (gram) KH2PO4 = [KH2PO4] x vol. Lrtn dapar x BM [KH2PO4] = 0,1237 x 0,25 L x 136,09
= 4,21gram
Jumlah (gram) K2HPO4 = [K2HPO4] x vol. Lrtn dapar x BM [K2HPO4] = 0,0763 x 0,25 x 174 = 3,32 gram KH2PO4 K+ + H2PO4-µ KH2PO4 = = = = 2,76929 x 10-9 K2HPO4 2K+ + HPO42-µ K2HPO4 = ½ [(2 x 0,0763 x 12) + (1 x 0,0763 x 22)] = 0,2289 NaOH = V1. M1 =V2. M2 204 mL. MNaOH = 250 mL. 0,2 M MNaOH = 0,245 M NaOH Na+ + OH µ NaOH = ½ [(0,245 x 12) + (0,245 x 12)] =0,245 µ total = 2,76929 x 10-9+ 0,2289 + 0,245 = 0,4799 µ NaCl = 0,2 - 0,4799 = - 0,2739
(tidak perlu penambahan NaCl karena hasil µ NaCl yang didapat hasilnya negatif)
- Pembahasan
Tujuan percobaan kali ini adalah agar praktikan dapat membuat larutan dapar dengan pH dan kekuatan ionik tertentu. Larutan dapar disebut juga dengan larutan buffer atau larutan penyangga, yaitu senyawa-senyawa atau campuran senyawa baik asam lemah dengan basa konjugatnya, maupun basa lemah dengan asam konjugatnya yang mempunyai sifat dapat meniadakan perubahan pH.
Pada percobaan ini dipilih asam fosfat sebagai asam lemah karena pKanya 7,21 paling mendekati pH dapar 7,00 bila dibanding asam lemah lainnya sehingga dapar yang dibuat mempunyai kapasitas yang maksimal. Langkah pertama pembuatan dapar menghitung konsentrasi asam dan garam, digunakan rumus :
pH = pKa + log (untuk asam lemah) Reaksinya:
KH2PO4 K2HPO4 + H+ (asam lemah) (garam)
Rumus digunakan karena pHnya berada pada rentang 4-10 sehingga perhitungan yang dihasilkan akan cukup akurat. Dari perhitungan, ditimbang bahan KH2PO4= 4,21 gram dan K2HPO4 = 4,35 gram.
Setelah semua bahan ditimbang, zat-zat tersebut dilarutkan dalam 250 mL air bebas CO2, tapi pertama-tama digunakan dulu 100 mL, hingga semua larut. Air yang dipakai adalah air bebas CO2, didapat dari air biasa yang dimasak sampai mendidih, kemudian waktu pendinginan atau penyimpanan harus dalam keadaan tertutup agar CO2 tidak masuk, hal ini bertujuan agar tidak berpengaruh terhadap reaksi larutan yang dibuat karena bila CO2 bereaksi dengan H2O menghasilkan H2CO3 (asam) yang dapat mempengaruhi pH larutan. Kemudian pH dicek dengan pH stik karena pH meter tidak berfungsi dengan baik saat dikalibrasi.
Setelah dicek dengan pH stik ternyata kurang dari (7,00) maka ditambahkan NaOH, penambahan NaOH dilakukan secara seksama yaitu menggunakan buret, ditambahkan tetes demi tetes. NaOH yang dipakai sebanyak 204 mL. Penambahan NaOH, volumenya dicatat digunakan untuk menghitung kekuatan ionik larutan. Kekuatan ionik didefinisikan sebagai hubungan interaksi antar ion dengan koefisien keaktifan. Persamaannya :
µ=½(c1z12+c2z22+c3z32...cjzj2)
dan persamaan reaksi tiap zat antara ion pembentuknya adalah NaOH Na+ + OH
-KH2PO4 K+ + H2PO4-K2HPO4 2K+ +
Setelah dilakukan perhitungan ternyata kekuatan ionik total lebih dari 0,1 maka tidak perlu ditambahkan NaCl. Sesudah itu dipindahkan ke dalam labu takar dan diencerkan hingga volumenya 250 mL, kemudian dicek pHnya dengan pH stik. Dan pH akhirnya 7,35, dengan selisih pH 0,35 dari pH yang diinginkan yaitu 7,00. Dikarenakan pada percobaan menggunakan pH stik sehingga didapatkan hasil pengukuran pH yang kurang akurat.
F. Keimpulan
1. Larutan dapar berfungsi untuk meniadakan perubahan pH, terdiri dari asam/basa lemah dan garam kojugatnya.
2. Untuk membuat larutan dapar dengan pH 7,00 diperlukan asam lemah dengan pKa 7,21 atau yang mendekati pH dapar.
4. Dapar fosfat dibuat dari KH2PO4 (asam lemah) dan K2HPO4 (basa konjugatnya).
5. Penambahan NaOH berfungsi untuk menambah kebasaan pada larutan yang terlalu asam.
6. Bobot asam (KH2PO4) : 4,21 gram Bobot garam (K2HPO4) : 4,35 gram Volume penambahan NaOH : 204 mL 7. pH akhir adalah 7,35.
n
G. Daftar Pustaka
Anonim, 1979, Farmakope Indonesia Edisi 3 , Departemen Kesehatan RI, Jakarta Anonim,2012. Petunjuk Peaktikum Kimia Fisika. UMS : Surakarta.
Martin, Alfred, 1990, Farmasi Fisik, UI-Press, Jakarta
