Sunday, April 5, 2020

LARUTAN PENYANGGA


LARUTAN PENYANGGA

A.   Pengertian Larutan Penyangga
Larutan penyangga adalah suatu sistem larutan yang dapat mempertahankan nilai pH larutan agar tidak terjadi perubahan pH yang berarti oleh karena penambahan asam atau basa maupun pengenceran. Larutan ini disebut juga dengan larutan buffer atau dapar.
Dalam kehidupan sehari-hari, terdapat berbagai reaksi kimia yang merupakan reaksi asam basa. Sebagai contoh, reaksi beberapa enzim pencernaan dalam sistem biologis. Enzim pepsin yang berfungsi memecah protein dalam lambung hanya dapat bekerja optimal dalam suasana asam, yakni pada sekitar pH 2. Dengan kata lain, jika enzim berada pada kondisi pH yang jauh berbeda dari pH optimal tersebut, maka enzim dapat menjadi tidak aktif bahkan rusak. Oleh karena itu, perlu ada suatu sistem yang menjaga nilai pH di mana enzim tersebut bekerja. Sistem untuk mempertahankan nilai pH inilah yang disebut dengan larutan penyangga. Hal ini terjadi sebagaimana dalam larutan ini terdapat zat-zat terlarut bersifat “penahan” yang terdiri dari komponen asam dan basa. Komponen asam akan menahan kenaikan pH sedangkan komponen basa akan menahan penurunan pH.

B.   Fungsi Larutan Penyangga

Larutan penyangga banyak digunakan dalam analisis kimia, biokimia dan mikrobiologi. Selain itu, dalam bidang industri, juga banyak digunakan pada proses seperti fotografi, electroplating (penyepuhan), pembuatan bir, penyamakan kulit, sintesis zat warna, sintesis obat-obatan, maupun penanganan limbah.
Di dalam tubuh makhluk hidup juga terdapat larutan penyangga yang sangat berperan penting. Dalam keadaan normal, pH darah manusia yaitu 7,4. pH darah tidak boleh turun di bawah 7,0 ataupun naik di atas 7,8 karena akan berakibat fatal bagi tubuh. pH darah dipertahankan pada 7,4 oleh larutan penyangga karbonat-bikarbonat (H2CO3/HCO3−) dengan menjaga perbandingan konsentrasi [H2CO3] : [HCO3−] sama dengan 1 : 20. Selain itu, dalam cairan intra sel juga terdapat larutan penyangga dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat (H2PO4−/HPO42−). Larutan penyangga H2PO4−/HPO42− juga terdapat dalam air ludah, yang berfungsi untuk menjaga pH mulut sekitar 6,8 dengan menetralisir asam yang dihasilkan dari fermentasi sisa-sisa makanan yang dapat merusak gigi.

a.     Larutan penyangga asam

Dalam larutan buffer asam yang mengandung CH3COOH dan CH3COO−, terdapat kesetimbangan:
CH3COOH(aq) ⇌ CH3COO−(aq) + H+(aq)
Setelah disusun ulang, persamaan pH larutan di atas akan menjadi persamaan larutan penyangga yang dikenal sebagai persamaan Henderson – Hasselbalch sebagaimana persamaan berikut ini:
Jika a = jumlah mol asam lemah, g = jumlah mol basa konjugasi, dan V = volum larutan penyangga,

b.     Larutan penyangga basa

Dalam larutan buffer basa yang mengandung NH3 dan NH4+, terdapat kesetimbangan:
NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH−(aq)


Jika b = jumlah mol basa lemah, g = jumlah mol asam konjugasi, dan V = volum larutan penyangga,
C.   Prinsip Kerja Larutan Penyangga
Larutan penyangga mempertahankan pH berdasarkan prinsip kesetimbangan. Anda masih ingat apa yang mempengaruhi nilai pH?
Yaa…benar! Konsentrasi H+ untuk larutan yang bersifat asam dan konsentrasi OH– untuk larutan yang bersifat basa!!
Bagaimana nilai pH jika konsentrasi H+ dan OH– dalam larutan adalah tetap? Yaa..anda benar lagi! Nilai pH juga akan tetap!!
Nah..sekarang anda akan mempelajari bagaimana prinsp kerja larutan penyangga dalam mempertahankan pH! Konsentrasi!!
a.     Prinsip Kerja Larutan Penyangga Asam
(Misal: HNO2/NO2– yang dibuat dari campuran HNO2 dengan NaNO2)
Perhatikanlah gambar berikut!

a.     pH Larutan Penyangga

pH larutan penyangga tergantung oleh konsentrasi asam lemah/ basa lemah, konstanta kesetimbangan asam lemah/ basa lemah dan konsentrasi garamnya. Dalam suatu sistem larutan penyangga akan terdapat dua jenis reaksi yaitu reaksi kesetimbangan asam lemah/ basa lemah dan reaksi ionisasi garamnya.
1.     Menghitung pH Larutan Penyangga Asam

https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/1.png?w=390&h=190
Konstanta kesetimbangan asam lemah:
 https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/2.png?w=129&h=56
                                                                                         sehingga:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/3.png?w=129&h=59
                                                                                 maka:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/4.png?w=232&h=45
                                                                              dan diperoleh:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/5.png?w=154&h=34



2.     Menghitung pH Larutan Penyangga Basa

https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/6.png?w=416&h=193
Konstanta kesetimbangan basa lemah:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/7.png?w=155&h=57
                                                                                      sehingga:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/8.png?w=181&h=61
                                                                               maka:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/9.png?w=272&h=49
                                                          Sehingga diperoleh:
https://anggiwilianandini.files.wordpress.com/2011/05/10.png?w=182&h=71




D. Cara Menghitung pH dan pOH Larutan Penyangga 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+] = Ka . 
–log [H+] = –log Ka – log 
pH = pKa – log 

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

pH = pKa – log https://blogger.googleusercontent.com/img/proxy/AVvXsEj2XBUeDEuGfcUKzrH0OYXXGvlkxSF6S-9myMU0nUg2Nb1bSvBEQAZ6l9rp_0r3HIVaNcsgJiYyKUp9C3QYWe2XuWbmxVq1gmi6d7K9i6aR247aFopsUtkG4tMIdg_z9h41NF9ZHXimPOh9lMtYAOGjBpudZvjLwXY7R5pUUATVELtN=s0-d
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).
D.   Cara Membuat Larutan Penyangga
Larutan buffer selalu mengandung komponen asam dan basa, dengan asam serta basa konjugasi. Sehingga campuran itu mampu mengikat ion H+ sekaligus ion OH-. Sehingga pada penambahan sedikit asam kuat maupun basa kuat, tidak akan mengubah pH secara signifikan.
Campuran asam lemah dan garamnya (berasal dari asam lemah dan basa kuat), cara kerjanya bisa dilihat dari larutan buffer yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- yang mampu mengalami keseimbangan. Prosesnya adalah berikut ini:

a.     Pada Penambahan Asam

Ketika penambahan asam (H+) akan menggeser keseimbangan ke kiri. Yakni ketika ion H+ ditambah dan akan bereaksi terhadap ion CH3COO-. Alhasil kemudian terbentuk molekul CH3COOH.
CH3COO-(aq) + H+(aq)-> CH3COOH(aq)

b.    Pada Penambahan Basa

Bila basa ditambahkan, maka ion OH- dari basa akan bereaksi terhadap ion H+ dan membentuk air. Penambahan itu mampu mengakibatkan keseimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ tetap dipertahankan.
Jadi, penambahan basa itu akan mengakibatkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambah itu akan bereaksi terhadap asam CH3COOH dan membentuk ion CH3COO- dan air.
CH3COOH(aq) + OH-(aq)-> CH3COO-(aq) + H2O (l)

Sedangkan campuran basa lemah dan garamnya (berasal dari asam kuat dan basa lemah), cara kerjanya bisa dilihat dari larutan buffer yang mengandung NH3 dan NH4+. Prosesnya ada di bawah ini:


a.     Proses Penambahan Asam

Bila ditambah asam, ion H+ dari asam akan mengikat ion OH-. Ini akan mengakibatkan keseimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan.
Suatu sisi penambahan ini akan mengakibatkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukan ion OH-. Asam yang ditambah akan bereaksi dengan basa NH3 dan membentuk ion NH4+.
NH3(aq) + H+(aq)-> NH4+(aq)

b.    Pada Penambahan Basa

Bila basa ditambahkan, keseimbangan bergeser ke kiri sehingga konsentrasi ion OH- bisa dipertahankan. Basa yang ditambahkan bereaksi dengan komponen asam (NH4+) membentuk basa (NH3) dan air.
NH4(aq) + OH-(aq) -> NH3(aq) + H2O (l)


Posted by at

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Post Comments (Atom)