LARUTAN PENYANGGA
A. Sifat Larutan Penyangga
Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH tertentu terhadap usaha mengubah pH, seperti penambahan asam, basa, ataupun pengenceran. Dengan kata lain, pH larutan penyangga tidak akan berubah walaupun pada larutan tersebut ditambahkan sedikit asam kuat, basa kuat atau larutan tersebut diencerkan.
Suatu larutan yang bersifat asam atau basa memiliki nilai pH yang bergantung pada perbandingan konsentrasi ion H+dengan konsentrasi ion OH–dalam larutannya. Sedangkan larutan penyangga merupakan larutan yang mengandung suatu komponen asam dan komponen basa yang tidak saling bereaksi, sehingga larutan penyangga dapat bereaksi dengan ion H+maupun ion OH–.
A.1 Larutan Penyangga Asam
Larutan Penyangga yang bersifat asam dapat berupa asam lemah dengan basa konjugasinya, asam lemah berlebih dengan basa kuat, dan bisa berupa asam lemah dengan garamnya. Contoh campuran larutan yang bersifat sebagai penyangga asam adalah :
● CH3COOH + CH3COONa = asam lemah dengan garam.
● 100 mL CH3COOH 0,5 M + 100 NaOH 0,2 M = asam lemah berlebih dengan basa kuat.
● HCOOH + HCOO-= asam lemah dengan basa konjugasinya.
Untuk dapat lebih memahami jenis – jenis dari larutan penyangga asam, kita dapat melihat reaksi ionisasi penyangga asam lemah CH3COOH dalam suasana basa dan ion penyangga basa konjugasi CH3COO-dalam suasana asam.
● CH3COOH akan bereaksi jika ada penambahan ion OH-(basa) CH3COOH(aq)+ OH-(aq)→ CH3COO-(aq)+ H2O(l)(membentuk basa konjugasi)
● CH3COO‑akan bereaksi jika ada penambahan ion H+(asam) CH3COO‑(aq)+ H+(aq)→ CH3COOH(aq)(membentuk asam lemah)
Dapat disimpulkan bahwa penambahan sedikit asam dan basa, tidak akan mempengaruhi pH larutan sebelumnya. Hal ini disebabkan, setiap spesi penyusun larutan penyangga akan saling membentuk kembali ion – ion asam maupun basa untuk menstabilkan kondisi larutan sebelumnya.
Beberapa ciri – ciri yang dapat dirangkum dari sifat penyangga asam adalah sebagai berikut:
1. Tersusun dari komponen asam lemah sebagai komponen utamanya 2. Stabil di larutan dengan suasana asam (pH < 7)
3. Lebih banyak menghasilkan ion H+dalam larutannya
4. Penambahan larutan asam lainnya tidak akan mempengaruhi konsentrasi ion H+ dalam larutan
A.2 Larutan Penyangga Basa
Larutan Penyangga yang bersifat basa dapat berupa basa lemah dengan asam konjugasinya, basa lemah berlebih dengan asam kuat, dan bisa berupa basa lemah dengan garamnya. Contoh campuran larutan yang bersifat sebagai penyangga asam adalah :
● NH3+ NH4Cl = basa lemah dengan garam.
● 200 mL NH30,4 M + 100 HCl 0,1 M = basa lemah berlebih dengan asam kuat.
● NH3+ NH4-= basa lemah dengan asam konjugasinya.
Untuk dapat lebih memahami jenis – jenis dari larutan penyangga basa, kita dapat melihat reaksi ionisasi penyangga basa lemah NH3dalam suasana asam dan ion penyangga asam konjugasi NH4+dalam suasana basa.
● NH3akan bereaksi jika ada penambahan ion H+(asam) NH3 (aq)+ H+(aq)→ NH4+
(aq)(membentuk asam konjugasi)
● NH4+akan bereaksi jika ada penambahan ion OH-(basa) NH4‑
(aq)+ OH-(aq)→ NH3(aq)+ H2O(l)(membentuk basa lemah)
Dapat disimpulkan bahwa penambahan sedikit asam dan basa, tidak akan mempengaruhi pH larutan sebelumnya. Hal ini disebabkan, setiap spesi penyusun larutan penyangga akan saling membentuk kembali ion – ion asam maupun basa untuk menstabilkan kondisi larutan sebelumnya.
Beberapa ciri – ciri yang dapat dirangkum dari sifat penyangga basa adalah sebagai berikut:
1. Tersusun dari komponen basa lemah sebagai komponen utamanya 2. Stabil di larutan dengan suasana basa (pH > 7)
3. Lebih banyak menghasilkan ion OH-dalam larutannya
4. Penambahan larutan basa lainnya tidak akan mempengaruhi konsentrasi ion OH- dalam larutan
B. pH Larutan Penyangga
Penentuan pH larutan penyangga asam dapat diketahui jika konsentrasi ion H+atau ion OH- telah terhitung. Jika larutan penyangga bersifat asam, maka tetapan ionisasi Ka yang akan digunakan untuk penentuan konsentrasi ion H+. Jika larutan penyangga bersifat basa, maka tetapan ionisasi Kb yang akan digunakan untuk penentuan konsentrasi ion OH-.
pH = - log [H+] pOH = - log [OH-]
Berikut adalah rumus untuk menentukan konsentrasi ion H+dan ion OH -.
B.1 Penentuan Konsentrasi ion H+Larutan Penyangga Asam
Rumus : Keterangan :
Ka = tetapan ionisasi asam Contoh Soal :
pH larutan yang terbentuk dari campuran 10 mL larutan HCN 0,1 M dengan 10 NaCN 0,2 M adalah … (Ka = 1 × 10-5)
Jawab :
● Pertama – tama, tentukan terlebih dahulu mol masing – masing larutan, Mol HCN = M × V
Mol HCN = 0,1 M × 10 mL Mol HCN = 1 mmol
Mol NaCN = M × V
Mol NaCN = 0,2 M × 10 mL Mol NaCN = 2 mmol
● Kedua, masukan mol masing – masing larutan yang telah diketahui ke dalam rumus penyangga asam,
[H+] = 5 × 10-6M
● Ketiga , tentukan pH larutan pH = - log [H+]
pH = - log [5 × 10-6M]
pH = 6 – log 5
B.2 Penentuan Konsentrasi ion OH-Larutan Penyangga Basa
Rumus : Keterangan :
Kb = tetapan ionisasi basa Contoh Soal :
pH larutan yang terbentuk dari campuran 50 mL larutan NH30,1 M dengan 25 mL NH4Cl 0,2 M adalah … (Kb = 1 × 10-5)
Jawab :
● Pertama – tama, tentukan terlebih dahulu mol masing – masing larutan, Mol NH3= M × V
Mol NH3= 0,1 M × 50 mL Mol NH3= 5 mmol
Mol NH4Cl = M × V
Mol NH4Cl = 0,2 M × 25 mL Mol NH4Cl = 5 mmol
● Kedua, masukan mol masing – masing larutan yang telah diketahui ke dalam rumus penyangga asam,
[OH-] = 1 × 10-5M
● Ketiga , tentukan pH larutan pOH = - log [OH-]
pOH = - log [1 × 10-5M]
pOH = 5
pH = pKw – pOH
pH = 14 – 5 pH = 9
C. Peranan Larutan Penyangga dalam Tubuh Makhluk Hidup dan Industri
Beberapa manfaat larutan penyangga di tubuh manusia maupun dalam aplikasinya pada kehidupan manusia sehari – hari, dapat dijabarkan sebagai berikut.
C.1 Peranan Larutan Penyangga dalam Tubuh Makhluk Hidup 1. Cairan Intraseluler dalam Darah
Sistem penyangga yang utama dalam cairan intra sel adalah pasangan asam basa konjugasi dihidrogen fosfat dan mono hidrogen fosfat (H2PO4 – dan HPO4 2–). Sistem ini bereaksi dengan asam dan basa sebagai berikut :
HPO42-
(aq)+ H+(aq)↔ H2PO4- (aq)
H2PO4-
(aq)+ OH-(aq)↔ HPO42-
(aq)+ H2O(l)
2. Cairan Ekstraseluler dalam Darah
Pada cairan luar sel terdapat sistem penyangga pasangan asam basa konjugasi asam karbonat-bikarbonat (H2CO3 dan HCO3–). Sistem ini bereaksi dengan asam dan basa sebagai berikut :
HCO3-
(aq)+ H+(aq)↔ H2CO3(aq)
H2CO3(aq)+ OH-(aq)↔ HCO3-
(aq)+ H2O(l)
3. Penyangga Asam Hemoglobin
Hemoglobin yang terikat dengan oksigen, akan melepas oksigen dan membentuk hemoglobin kembali. Hal ini disebabkan karena sifat hemoglobin yang merupakan salah satu dari sistem penyangga dalam tubuh
HbO2(aq)→ Hb(aq)+ O2(g)
Hemoglobin yang bersifat amfoter dapat bereaksi dengan asam dari H2CO3
Hb(aq)+ H+(aq)→ HHb(aq)(asam hemoglobin)
Asam hemoglobin yang terbentuk, kemudian berikatan dengan oksigen kembali. Ion H+ yang dihasilkan akan berikatan dengan hemoglobin lainnya.
HHb(aq)+ O2(g)↔ HbO2-
(aq)+ H+(aq)
4. Penyangga dalam reaksi Enzim
Salah satunya adalah reaksi enzim peptidase yang akan bekerja dengan baik pada cairan lambung yang memiliki pH
5. Penyangga pada Cairan Air Liur
Air ludah dapat mempertahankan pH pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.
C.1 Peranan Larutan Penyangga dalam Industri 1. Manfaat Penyangga dalam Bidang Kosmetika
Salah satu manfaat penerapan larutan penyangga dalam bidang kosmetika adalah pembuatan toner wajah, sabun, dan shampoo.
2. Manfaat Penyangga dalam Bidang Pertanian
Penggunaan larutan penyangga diterapkan dalam pemberian pupuk tanaman dan pemilihan kualitas tanah untuk tumbuh kembang tanaman.
3. Manfaat Penyangga dalam Bidang Obat – obatan dan Kesehatan
Penerapan prinsip larutan penyangga dilakukan dalam pembuatan obat tetes mata, obat aspirin, dan pemberian obat dengan suntikan ke dalam aliran darah.
4. Manfaat Penyangga dalam Bidang Pengolahan Limbah
Penyangga ditambahkan dalam limbah cairan agar tetap memiliki pH yang konstan ketika dilepaskan ke lautan. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya pencemaran perairan.
Sumber :
Buku Aktif Belajar Kimia Kelas 11, Karya Erfan Priambodo, Nuryadi, dan Sutiman tahun 2009Buku Buku Kimia SMA Kelas XI, Karya Suwardi, dkk tahun 2009
http://p2k.unimus.ac.id/en1/3040-2937/Larutan-Penyangga_99660_p2k-unimus.html https://p2k.unkris.ac.id/id3/3065-2962/Larutan-Penyangga_99660_unkris_p2k-unkris.html
Download Materi Lainnya di KOCO Schools yuk!
Terimakasih sudah membaca rangkuman dari KOCO Schools. Kamu bisa membaca topik lainnya di Sumber Belajar KOCO Schools
Dan khusus untuk guru, Bapak dan Ibu bisa mendapatkan 10,000+ bank soal yang siap di bagikan ke siswa secara gratis dengan register di www.kocoschools.com
Kamu ada pertanyaan dan masukan? Silahkan kirimkan langsung pesan kamu melalui Whatsapp kami di nomor ini (081222275122) untuk mendapatkan bantuan.
