Saturday, 11 April 2015

Larutan Penyangga


Jika ke dalam air murni ditambahkan asam atau basa meskipun dalam jumlah yang sedikit, harga pH dapat berubah secara drastis. Sebagaimana kita ketahui bahwa air murni mempunyai pH = 7. Penambahan 0,001 mol HCl (1 mL HCl 1 M) ke dalam 1 liter air murni akan menghasilkan ion H+ sebanyak 10–3 M, sehingga pH turun menjadi 3. Di lain pihak, penambahan 0,001 mol NaOH (40 mg NaOH) ke dalam 1 liter air murni akan menghasilkan ion OH sebanyak 10–3 M, sehingga pH naik menjadi 11. Jadi, air murni tidak mampu menyangga atau mempertahankan pH terhadap penambahan asam maupun basa.
 Sekarang jika HCl yang sama (1 mL HCl 1 M) ditambahkan ke dalam 1 liter air laut, ternyata perubahan pH-nya jauh lebih kecil, yaitu dari 8,2 menjadi 7,6. Larutan seperti air laut ini, yaitu larutan yang mampu mempertahankan nilai pH tertentu disebut larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar.
A. Komponen Larutan Penyangga
Larutan penyangga dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa.
  • Larutan penyangga asam mengandung suatu asam lemah (HA) dengan basa konjugasinya (A). Contoh:
CH3COOH + NaCH3COO (komponen buffer: CH3COOH dan CH3COO)
  • Larutan penyangga basa mengandung basa lemah (B) dengan asam konjugasinya (BH+).      Contoh:
NH3 + NH4Cl (komponen bufer: NH3 dan NH4+)
Contoh:
Menentukan Larutan Penyangga
Periksalah apakah campuran larutan berikut bersifat penyangga atau tidak?
a. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan Ca(CH3COO)2 0,1 M
b. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan NaOH 0,2 M
c. 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M + 50 mL larutan NaOH 0,1 M
Jawab:
a. Campuran dari 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan Ca(CH3COO)2 0,1M bersifat penyangga karena mengandung asam lemah (CH3COOH) dan basa konjugasinya, yaitu ion CH3COO yang berasal dari Ca(CH3COO)2.
 b. Campuran dari 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan NaOH 0,2 M tidak bersifat penyangga karena CH3COOH tidak bersisa.

c. Campuran dari 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M bersifat penyangga karena CH3COOH akan bereaksi dengan sebagian ion OHdari NaOH membentuk ion CH3COO.

Jadi, dalam campuran terdapat 5 mmol CH3COOH (suatu asam lemah) dan 5 mmol ion CH3COO (basa konjugasi dari CH3COOH).
B. Menghitung pH Larutan Penyangga
1. 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).

Karena dalam satu larutan mengandung CH3COOH dan CH3COO, maka rumus di atas dapat ditulis:

dengan:
Ka = tetapan ionisasi asam lemah
a  = jumlah mol asam lemah
g  = jumlah mol basa konjugasi
2. 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).

Karena dalam satu larutan mengandung NH3 dan NH4+, maka rumus di atas dapat ditulis:
dengan:
Kb = tetapan ionisasi basa lemah
b  = jumlah mol basa lemah
g  = jumlah mol asam konjugasi
 Contoh:
Sebanyak 50 mL larutan NH3 0,1 M (Kb = 10–5) dicampur dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M. Hitunglah pH larutan tersebut!
Jawab:
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
C. Kegunaan Larutan Penyangga
Kebanyakan reaksi-reaksi biokimia dalam tubuh makhluk hidup hanya dapat berlangsung pada pH tertentu. Oleh karena itu, cairan tubuh harus merupakan larutan penyangga agar pH senantiasa konstan ketika metabolisme berlangsung. Dalam keadaan normal, pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah 7,35 – 7,5. Walaupun sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat, tetapi keadaan setimbang harus selalu dipertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam tersebut. Hal ini disebabkan karena penurunan pH sedikit saja menunjukkan keadaan sakit. Untuk itu tubuh kita mempunyai hal-hal berikut.
1. Sistem buffer, untuk mempertahankan pH tubuh agar tetap normal
2. Sistem pernapasan
Di sini dipakai buffer H2CO3/HCO3. Misalnya konsentrasi H3O+ dalam darah naik, berarti pH-nya turun.

Bila pH turun maka pusat pernapasan kita akan dirangsang, akibatnya kita bernapas lebih dalam sehingga kelebihan CO2 akan dikeluarkan melalui paru-paru. Sedangkan bila konsentrasi OH naik.

Karena kemampuan mengeluarkan CO2 ini, maka buffer H2CO3 dan HCO3 paling baik untuk tubuh.
3. Ginjal
Ginjal kita juga menolong untuk mengatur konsentrasi H3O+ dalam darah agar tetap konstan, dengan jalan mengeluarkan kelebihan asam melalui urine, sehingga pH urine dapat berada sekitar 4,8 – 7,0.
 Kegunaan larutan penyangga tidak hanya terbatas pada tubuh makhluk hidup. Reaksi-reaksi kimia di laboratorium dan di bidang industri juga banyak menggunakan larutan penyangga. Reaksi kimia tertentu ada yang harus berlangsung pada suasana asam atau suasana basa. Buah-buahan dalam kaleng perlu dibubuhi asam sitrat dan natrium sitrat untuk menjaga pH agar buah tidak mudah dirusak oleh bakteri.

0 komentar:

Post a Comment

bagus sangat membatu bagi kami
sering-seringlah enteri file yang baru
kami merasa senang dan bangga atas kebedradaan blog ini