Larutan Penyangga

Posted on

Larutan Penyangga (Buffer) – Materi tentang pengertian, jenis, fungsi, rumus, komponen dan contoh soal Larutan Penyangga yang dilengkapi dengan pembahasannya. Jika ingin memahaminya dengan jelas, silahkan kalian simak materinya dibawah ini gaes!

Larutan Penyangga
Larutan Penyangga

Pengertian Larutan Penyangga

Larutan penyangga (Buffer) adalah sistem larutan yang dapat mempertahankan sebuah nilai pH terhadap larutannya agar tidak terjadinya perubahan nilai pH yang dimaksudkan oleh karena penambahan dalam sebuah asam atau basa atau juga pengenceran. Larutan ini dapat disebut sebagai larutan buffer maupun dapar.

Pada kehidupan sehari-hari, ada berbagai reaksi kimia yang merupakan suatu reaksi asam basa. Misalnya, reaksi beberapa enzim pencernaan pada sebuah sistem biologis. Enzim pepsin yang memiliki fungsi memecah protein pada lambung hanya bisa bekerja secara optimal dengan suasana asam, yaitu pada sekitar pH 2.

Dengan kata lain, jika enzim berada dalam suatu kondisi pH yang jauh berbeda dengan pH optimal tersebut, maka enzim bisa menjadi tidak aktif mungkin dapat rusak. Maka dari itu, harus ada sistem yang menjaga nilai pH di mana enzim tersebut akan bekerja.

Sistem dalam mempertahankan nilai pH itulah disebut sebagai larutan penyangga. Hal ini bisa terjadi sebagaimana pada larutan ini ada zat-zat terlarut yang bersifat “penahan” terdiri dengan komponen asam dan basa. Komponen pada asam akan menahan kenaikan pH sedangkan untuk komponen basa akan menahan dalam penurunan pH.

Larutan penyangga ini merupakan suatu larutan yang terdiri berdasarkan dari:

  • Campuran asam lemah dengan garamnya.

Sebagai contoh: Campuran pada larutan CH3COOH (asam lemah) maupun larutan CH3COONa (basa konjugasi) dapat membentuk larutan buffer asam, menggunakan reaksi:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O .

  • Campuran basa lemah dengan garamnya.

Sebagai contoh: Campuran pada larutan NH4OH (basa lemah) maupun larutan NH4CL (asam konjugasi) dapat membentuk  larutan buffer basa, menggunakan reaksi:

NH4OH + HCl → NH4CL + H2O .

Komponen Larutan Penyangga 

1. Larutan penyangga Asam

Larutan satu ini akan dapat mempertahankan suatu nilai pH bersama dengan asamnya yakni (pH < 7). Ketika akan mendapatkan suatu larutan ini bisa dibuat mamakai asam lemah dan garamnya yang dimaksud dengan basa konjugasi terhadap asamnya.

Baca Juga :  Teori Asam Basa

Cara lainnya adalah dengan mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya bisa dicampurkan dengan jumlah berlebih atau lebih banyak. Campuran akan menghasilkan sebuah garam yang mempunyai kandungan basa konjugasi pada asam lemah yang bersangkutan. Secara umumnya basa kuat yang dipakai seperti kalium, barium, kalsium, natriumNa dan lain sebagainya.

Cara kerjanya bisa kita lihat dalam larutannya yang mengandung CH3COOH dan CH3COO yang telah mengalami proses kesetimbangan. Berikut prosesnya :

  • Pada Penambahan Asam

Pada penambahan asam (H+) dapat menggeser kesetimbangan ke sebelah kiri. Dimana ion H+ yang telah ditambahkan akan bereaksi bersama ion CH3COO untuk membentuk sebuah molekul CH3COOH.

CH3COO(aq) + H+(aq) → CH3COOH(aq)

  • Pada Penambahan Basa

Jika yang ditambahkan yaitu suatu basa, maka ion OH– pada basa itu akan bereaksi bersama  ion H+ untuk membentuk sebuah  air. Hal ini dapat menyebabkan kesetimbangan bergeser kesebelah kanan sehingga konsentrasi ion H+ bisa dipertahankan. Jadi, penambahan basa akan menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan pada ion H+. Basa yang ditambahkan itulah dapat bereaksi bersama asam CH3COOH yang membentuk ion CH3COO– dan juga air.

CH3COOH(aq) + OH(aq) → CH3COO(aq) + H2O(l)

2. Larutan Penyangga Basa

Larutan ini juga dapat mempertahankan suatu nilai pH dalam daerah basa  yaitu (pH > 7). Untuk mendapatkan sebuah larutan ini bisa dibuat pada basa lemah dan garam, yang garamnya tersebut berasal dari suatu asam kuat. Cara lainnya yakni dengan mencampurkan basa lemah bersama asam kuat yang dimana basa lemahnya dicampurkan secara berlebih atau lebih banyak.

Untuk cara kerjanya bisa kita lihat dalam larutannya yang mengandung NH3 dan NH4+ yang telah mengalami proses kesetimbangan. Berikut prosesnya :

  • Pada Penambahan Asam

Jika yang ditambahkan yaitu suatu asam, maka ion H+ pada asam akan mengikat sebuah ion OH. Hal tersebut dapat menyebabkan proses kesetimbangan bergeser sebelah ke kanan, sehingga dalam konsentrasi ion OH bisa dipertahankan. Kemudian itu penambahan ini dapat menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukan pada ion OH. Asam yang ditambahkan itulah akan bereaksi bersama basa NH3 yang membentuk ion NH4+.

NH3 (aq) + H+(aq) → NH4+ (aq)

  • Pada Penambahan Basa

Jika yang ditambahkan yaitu suatu basa, maka proses kesetimbangan bergeser ke sebelah kiri, sehingga pada konsentrasi ion OH bisa dipertahankan. Basa yang  akan ditambahkan itu bereaksi bersama komponen asam (NH4+), yang membentuk komponen basa (NH3) dan juga air.

Baca Juga :  Laju Reaksi

NH4+ (aq) + OH(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)

Cara Kerja Larutan Penyangga

Larutan penyangga mempunyai sebuah kandungan komponen asam maupun basa bersama dengan konjugasinya, sehingga dapat mengikat secara baik pada ion H+maupun ion OH. Sehingga penambahan sedikit dalam asam kuat maupun basa kuat tidak akan mengubah nilai pada suatu pH-nya secara signifikan.

Fungsi Larutan Penyangga

Larutan ini sering sekali dipakai untuk analisis kimia, biokimia bahkan mikrobiologi. Selain itu, pada bidang industri, banyak sekali digunakan pada proses seperti dalam hal fotografi, electroplating (penyepuhan), sintesis zat warna, sintesis obat-obatan, pembuatan bir, penyamakan kulit,  bahkan sampai dengan penanganan limbah.

Pada bagian tubuh makhluk hidup terdapat juga sebuah larutan penyangga yang sangat berperan penting sekali. Di keadaan normalnya, pH darah pada manusia berkisar 7,4. pH darah dan tidak boleh turun di bawah nilai 7,0 maupun naik di atas 7,8 karena dapat berakibat fatal untuk tubuh tersebut.

pH darah harus dipertahankan dalam 7,4 oleh sebuah larutan penyangga karbonat-bikarbonat (H2CO3/HCO3) dengan menjaga perbandingan konsentrasi tersebut [H2CO3] : [HCO3] sama seperti 1 : 20. Selain itu, untuk cairan intra sel juga ada sebuah larutan penyangga dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat (H2PO4/HPO42−).

Larutan penyangga H2PO4/HPO42− juga berada pada air ludah, yang berperan penting dalam menjaga pH mulut sekitar 6,8 dengan menetralisir asam yang akan dihasilkan hasil fermentasi sisa-sisa makanan yang bisa merusak gigi.

pH Larutan Penyangga

Larutan Penyangga Asam

Pada larutan buffer asam yang  mempunyai kandungan suatu CH3COOH dan CH3COO, terdapat kesetimbangan seperti berikut:

CH3COOH(aq) ⇌ CH3COO(aq) + H+(aq)

pH Larutan Penyangga

Apabila sudah disusun ulang, persamaan dalam pH larutan tersebut akan menjadi persamaan larutan penyangga yang sudah dikenal dengan nama persamaan Henderson – Hasselbalch yakni persamaannya sebagai berikut :

Baca Juga :  Laju Reaksi

pH = pK_a + log \frac{basa konjugasi}{asam lemah}

Apabila jika a = jumlah mol asam lemah, g = jumlah mol basa konjugasi, dan V = volum larutan penyangga,

Rumus pH Larutan Penyangga

Larutan Penyangga Basa

Pada larutan buffer basa yang mengandung suatu NH3 dan NH4+, terdapat kesetimbangan seperti berikut :

NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH(aq)

Larutan penyangga basa

Apabila jika b = jumlah mol basa lemah, g = jumlah mol asam konjugasi, dan V = volum larutan penyangga,

pH Larutan penyangga basa

Rumus Larutan Peyangga

Larutan Penyangga Asam

Bisa digunakan dengan tetapan ionisasi untuk menentukan konsentrasi ion H+ pada suatu larutan dengan rumus berikut ini :

Rumus Larutan penyangga asam

Larutan Penyangga Basa

Bisa digunakan dengan tetapan ionisasi untuk menentukan konsentrasi ion H+ pada suatu larutan dengan rumus berikut ini :

Rumus Larutan Peyangga basa

Contoh Soal Larutan Penyangga

Contoh Soal

Tentukanlah suatu pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan berikut ini:

a. 10 mL larutan CH3COOH 0,1 M bersama 10 mL larutan CH3COONa 1 M

b. 20 mL larutan CH3COOH 0,1 M bersama 10 mL larutan KOH 0,1 M

c. 40 mL larutan NH3 0,1 M bersama 4 mL larutan NH4Cl 0,1 M

Ka CH3COOH = 1 × 10−5; Kb NH3 = 1 × 10−5

Jawab:

a. Pada sebuah larutan penyangga dalam CH3COOH sebagai asam lemah beserta CH3COONa yang merupakan garam basa konjugasi

a = mol CH3COOH = 10 mL × 0,1 mmol/mL = 1 mmol

g = mol CH3COO = mol CH3COONa = 10 mL × 1 mmol/mL = 10 mmol

jawab a

b. 10 mL larutan basa kuat KOH 0,1 M (1 mmol KOH) akan dapat bereaksi dengan 20 mL larutan asam lemah CH3COOH 0,1 M (2 mmol CH3COOH) yang bisa menghasilkan air dan garam basa konjugasi CH3COOK.

CH3COOH(aq) + OH(aq)  ⇌  CH3COO(aq) + H2O(l)

jawab b

c. Larutan penyangga dalam NH3 sebagai basa lemah beserta NH4Cl sebagai garam asam konjugasi

b = mol NH3 = 40 mL × 0,1 mmol/mL = 4 mmol

g = mol NH4+ = mol NH4Cl = 4 mL × 0,1 mmol/mL = 0,4 mmol

jawab c

Demikian penjelasan materi Larutan Penyangga (Buffer) – Pengertian,Jenis,Fungsi,Rumus,Contoh Soal.  Semoga materi diatas bisa berguna untuk kita semua.
Artikel Terkait :