Larutan Penyangga Buffer: Pengertian Prinsip Kerja Sifat Manfaat Jenis Cara Buat Contoh Soal Rumus Perhitungan pH 7,

Pengertian Larutan Penyangga. Larutan penyangga atau buffer solution adalah larutan yang berfungsi untuk mempertahankan pH meskipun ditambahkan sedikit asam, basa ataupun pengenceran.


Jenis Larutan Buffer

Larutan penyangga terdiri dari dua jenis buffer yaitu buffer asam dan buffer basa.

Larutan Buffer Asam

Buffer asam merupakan campuran asam lemah dengan garam atau basa konjugasi yang berasal dari basa kuat.

Contoh Larutan Penyangga Buffer Asam

Larutan penyangga asam mengandung suatu asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A). Larutan penyangga asam mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7),

Persamaan Reaksi Larutan Buffer Asam

Persamaan umum reaksi larutan buffer dapat dituliskan sebagai berikut:

HA(aq) = H+(aq) + A(aq)

HA = asam lemah

A = basa konjugasi

Contoh larutan penyangga asam adalah

CH3COOH dengan CH3COO.

H2CO3 dengan HCO3

H2PO4dengan HPO42–

NaH2PO4 dan Na2HPO4.

Rumus Konsentrasi Ion [H+] Larutan Buffer Asam

Nilai konsentrasi [H+] dalam larutan dapat ditentukan dengan menggunakan formala sebagai berikut,

[H+] = Ka x (mol asam/ mol garam)

Rumus pH Larutan Buffer Asam

Sedangkan pH larutannya dapat diperoleh dengan rumus yang diformulakan seperti berikut:

pH = – log[H+]

Larutan Buffer Basa

Buffer Basa  merupakan campuran antara basa lemah dengan garam atau asam konjugasi yang berasal dari asam kuat.

Contoh Larutan Penyangga Buffer Basa

Larutan penyangga basa mengandung basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH+). Larutan penyangga basa mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7).

Persamaan Reaksi Larutan Buffer Basa

Persamaan umum reaksi larutan penyangga basa  dapat dituliskan sebagai berikut.

B (aq) + H2O(l) = BH+(aq) + OH(aq)

B = basa lemah

BH+ = Asam konjugasi

Contoh larutan penyangga basa adalah

NH3 dengan  NH4+

NH4OH dengan NH4Cl

Rumus Konsentrasi Ion [OH] Larutan Buffer Basa

Besar Konsentrasi [OH] dalam larutannya dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yang diformulasikan seperti berikut.

[OH] = Kb x (mol basa/ mol garam)

Rumus pOH Larutan Buffer Basa

Sedangkan pOH larutan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus yang diformulasikan sebagai berikut:

pOH = – log[OH]

pH = 14 – pOH

sifat-larutan-penyangga
Rumus Sifat-Larutan-Penyangga Buffer Asam Basa

Prinsip Kerja Larutan Penyangga Buffer

Larutan penyangga asam lemah CH3COOH – CH3COO mengandung asam lemah CH3COOH dan basa konjugasi CH3COO.

Jika ditambah NaOH, maka ion OH hasil ionisasi NaOH akan dinetralisir oleh asam lemah CH3COOH. Sehingga pH tidak berubah. Reaksi penetralan ion OH oleh CH3COOH mengikuti persamaan reaksi berikut

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

Jika Asam  kuat HCl ditambahkan pada larutan penyangga tersebut, maka Ion H+ hasil ionisasi HCl akan dinetralisir oleh basa konjugasi CH3COO. Sehingga pH tidak berubah sesuai reaksi kimia berikut.

CH3COO (aq) + H+ (aq) → CH3COOH (aq)

Larutan penyangga akan mempertahankan pH pada kisarannya jika ditambahkan sedikit asam, sedikit basa, dan pengenceran.

Jika asam kuat (HCl) ditambahkan terlalu banyak, maka basa konjugasi CH3COO akan habis bereaksi. Begitu juga, jika basa kuat (NaOH) ditambahkan terlalu banyak, maka asam CH3COOH akan habis bereaksi.

Sebagi akibatnya larutan penyangga tidak dapat mempertahankan pH. Jadi, larutan penyangga mempunyai keterbatasan dalam menetralisir asam atau basa yang ditambahkan.

Sifat Sifat Larutan Penyangga Buffer

Adapun sifat-sifat larutan buffer diantaranya adalah sebagai berikut.

1). pH larutan buffer tidak berubah pada penambahan sedikit asam kuat atau sedikit basa kuat.

2). pH larutan buffer tidak berubah jika larutan diencerkan;

3). pH larutan buffer dapat berubah dengan penambahan asam kuat atau basa kuat yang relatif banyak. Apabila asam kuat atau basa kuat yang ditambahkan menghabiskan komponen larutan buffer, maka pH larutan akan berubah drastis.

3). Daya penyangga suatu larutan buffer tergantung pada konsentrasi atau jumlah mol komponennya, yaitu jumlah mol asam lemah dan basa konjugasinya atau jumlah mol basa lemah dan asam konjugasinya.

Manfaat Fungsi Larutan Penyangga Tubuh Manusia Dan Industri

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.

Kebanyangan cairan tubuh memiliki rentang nilai pH tertentu. Sebagai contoh, darah tubuh memiliki nilai pH 7,35 sampai dengan 7,45. Asam lambung memiliki pH 1 – 2 dan nilai pH kelenjar pancreas antara 7 – 8.

1). Larutan Penyangga Dalam Darah

Organ yang paling berperan untuk menjaga pH darah adalah paru paru dan ginjal.

Asidosis

Asidosis adalah suatu keadaan di mana pH darah kurang dari 7,35.

Faktor Penyebab Asidosis

Faktor- faktor yang mempengaruhi terjadinya kondisi asidosis antara lain penyakit jantung, penyakit ginjal, kencing manis, dan diare yang terus-menerus.

Alkolosis

Alkolosis adalah kondisi di mana pH darah lebih dari 7,45

Faktor Penyebab Alkolosis

Kondisi alkolosis disebabkan muntah yang hebat, hiperventilasi yaitu kondisi ketika bernafas terlalu cepat karena cemas atau histeris pada ketinggian.

Jenis Larutan Buffer Darah

Larutan buffer dalam darah yang berfungsi untuk menjaga pH darah stabil diantaraya adalah

a). Larutan Penyangga Hemoglobin Dalam Darah

Oksigen merupakan zat utama yang dibutuhkan oleh sel tubuh yang diperoleh melalui proses pernapasan. Di dalam darah oksigen diikat oleh hemoglobin dan O2 sangat sensitif terhadap pH.

Reaksi kesetimbangan antara hemoglobin dengan oksigen dapat dituliskan sebagai berikut.

HHb+ + O2 = H+ + HbO2

Campuran asam haemoglobin (HHb+) dan basa konjugasinya haemoglobin (Hb).

Produk buangan dari tubuh adalah CO2 yang di dalam tubuh bisa membentuk senyawa H2CO3 yang nantinya akan terurai menjadi H+ dan HCO3.

Penambahan H+ dalam tubuh akan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telah melepaskan O2 dapat mengikat H+ membentuk asam hemoglobin.

b). Larutan Buffer Karbonat Darah (H2CO3 dengan HCO3)

Darah memiliki keasaman yang relatif tetap, yaitu antara pH 7,0 –8,0. Keasaman yang tetap ini karena adanya larutan buffer karbonat.

Larutan buffer karbonat dalam darah mempunyai komposisi yang selalu tetap, sehingga mampu menjaga pH darah selalu stabil.

Organ yang paling berperan untuk menjaga pH darah adalah paruparu dan ginjal.

Reaksi Larutan Penyangga Darah

Reaksi larutan penyangga dalam darah dalam merespon hasil metabolisme tubuh adalah sebagai berikut

Jika metabolisme mengahasilkan penambahan suatu basa, maka ion OH yang dihasilkan akan bereaksi dengan asam bikarbonat (H2CO3) sesuai dengan reaksi berikut

H2CO3 + OH   = HCO3 + H2O

Jika proses metabolisme menghasilkan asam seperti asam laktat, asam fosfat, dan asam sulfat, maka asam- asam tesebut memasuki pembuluh darah membawa ion H+ yang dihasilkan dari asam tersebut.

Kemudian ion H+ akan diikat oleh ion HCO3 dan akan diubah menjadi H2CO3, sesuai dengan  reaksi berikut

H+ + HCO3 = H2CO3

Kemudian H2CO3 akan terurai membentuk CO2.

H2CO3 (aq) = H2O (aq) + CO2 (aq)

Reaksi reaksi larutan penyangga tersebut akan menghasilkan perbandingan konsentrasi karbonat dan bikarbonat selalu tetap, sehingga pH darah relatif tetap.

Perbandingan Molaritas HCO3 terhadap H2CO3

Perbandingan molaritas HCO3 terhadap H2CO3 yang diperlukan untuk mempertahankan pH darah 7,4 adalah 20:1.

c).  Larutan Buffer Fosfat Dalam Cairan Intrasel (H2PO4dengan HPO42–)

Cairan intrasel dalam tubuh makhluk hidup berperan sebagai media metabolisme. Cairan intrasel bersifat asam atau basa, sehingga dapat berubah menjadi asam atau basa.

Metabolisme dapat dipercepat oleh enzim. Enzim dapat bekerja secara optimal pada pH tertentu yang disebut dengan pH optimum.

pH cairan intrasel tetap optimum, dalam tubuh mahluk hidup karena terdapat larutan buffer fosfat.

Larutan buffer fosfat ini berasal dari asam lemah hydrogen-fosfat (HPO42–) dan basa konjugasinya dihydrogen-fostat (H2PO4).

Apabila proses metabolisme menghasilkan zat asam lebih banyak, maka asam tersebut akan bereaksi dengan ion HPO42– menurut reaksi:

HPO42– + H+ = H2PO4

Begitu pula sebaliknya, apabila proses metabolisme menghasilkan basa lebih banyak, maka basa tersebut akan bereaksi dengan ion H2PO4menurut reaksi:

H2PO4 + H+ = HPO42–

Reaksi reaksi di atas menyebabkan perbandingan antara HPO42– dengan H2PO4 tetap, sehingga harga pH pada cairan intrasel selalu tetap.

d). Larutan Buffer Asam Amino

Asam amino adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2).

Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion.

Apabila asam amino larut dalam air, maka gugus karboksilat akan melepaskan ion H+, sedangkan gugus amina akan menerima ion H+.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

–COOH = –COO+ H+

–NH2 + H+= –NH3+

Karena kedua gugus tersebut dapat membentuk ion positif (asam) dan membentuk ion negatif (basa), maka asam amino memiliki zwitter ion (besifat amfoter).

Apabila tubuh kelebihan asam, maka kelebihan ion H+ akan diikat oleh gugus basa, begitu pula sebaliknya.

Karena kelebihan asam atau basa dinetralkan oleh asam atau basa dari gugus asam amino, maka pH asam amino relatif bersifat tetap. Berikut struktur beberapa asam amino.

e). Larutan Penyangga Dalam Ginjal

Ginjal tubuh manusia berfugsi 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.

2). Larutan Penyangga Obat- Obatan Industri Farmasi

Dalam industri farmasi atau obat-obatan, banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali.

Obat penghilang rasa nyeri seperti aspirin mengandung asam asetilsalisilat sebagai penyangga. Beberapa merek aspirin juga ditambahkan zat untuk menetralisir kelebihan asam di perut, seperti penyangga MgO.

Obat suntik atau obat tetes mata, pH-nya harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. Obat tetes mata harus memiliki pH yang sama dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu pula obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah.

3). Larutan Penyangga Industri

Dalam industri, larutan penyangga digunakan untuk penanganan limbah. Larutan penyangga ditambahkan pada limbah untuk mempertahankan pH antara 5 – 7,5.

Larutan penyangga pada pH 5 – 7,5 digunakan untuk memisahkan materi organik pada limbah sehingga layak di buang ke perairan.

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.

Membuat Larutan Penyangga Asam Basa

Berikut adalah cara membuat larutan penyangga yang biasa dilakukan.

1). Membuat Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga asam yang dapat dibuat misalnya larutan yang berbasis asam lemah asetat CH3COOH dengan basa konjugasinya CH3COO.

Asam asetat (CH3COOH) di dalam air akan terionisasi sebesar α (derajat ionisasinya) sesuai reaksi berikut

CH3COOH (aq) = CH3COO (aq) + H+ (aq)

Unutk meningkatkan molaritas basa konjugasi CH3COO dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

a). Menambahkan garam seperti CH3COONa ke dalam asam lemah CH3COOH. Garam yang ditambahkan tersebut akan terionisasi menurut reaksi berikut.

CH3COONa (aq) → CH3COO (aq) + Na+ (aq)

b). Menambahkan basa kuat seperti NaOH ke dalam asam lemah CH3COOH berlebih. Reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.

CH3COOH (aq) + NaOH (aq) → Na+ (aq) + CH3COO (aq) + H2O (aq)

2). Membuat Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga basa yang dapat dibuat adalah berbasis basa lemah NH3 dengan asam konjugasi NH4+.

NH3 akan terionisasi sebesar α (derajat ionisasinya) di dalam air. Reaksi ionisasinya adalah

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

Besarnya molaritas asam konjugasi NH4+ dapat dinaikan dengan cara seperti berikut

a). Menambahkan garam seperti NH4Cl ke dalam asam lemah NH3. Garam tersebut akan terionisasi menurut reaksi berikut

NH4Cl(aq) → NH4+ (aq) + Cl (aq)

b). Menambahkan asam kuat seperti HCl ke dalam basa lemah NH3 berlebih. Reaksi yang terjadi adalah

NH3 (aq) + HCl (aq) → NH4+(aq) + Cl (aq)

1). Contoh Soal Perhitungan Larutan Penyangga Asam Lemah

Berapakah pH larutan penyangga yang terbuat dari asam lemah CH3COOH 0,3 M dan NaCH3COO 0,1 M, jika tetapan ionisasi asam Ka CH3COOH diketahui bernilai 1,8 x 10-5.

Diketahui

M [CH3COOH] = 0,3 M

M [NaCH3COO] = 0,1 M

Ka = 1,8 x 10-5.

Rumus Menghitung pH Larutan Penyangga

pH larutan penyangga dapat dirumuskan dengan menggunakan persamaan berikut

pH = pKa – log a/g

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol basa konjugasi

pH = – log (1,8 x 10-5) – log (0,3/0,1)

pH = 4,7447 – 0,4771

pH = 4,2676

Jadi, pH larutan penyangga adalah 4,2676

2). Contoh Soal Perhitungan pH Larutan Penyangga Basa NH3 dan NH4Cl

Sebanyak 25 mL larutan NH3 0,1 M (Kb = 10–5) dicampur dengan 50 mL larutan NH4Cl 0,5 M. Hitunglah pH larutan tersebut!

Reaksi Larutan Penyangganya

25 mL NH3 0,1 M + 50 mL NH4Cl 0,5 M

Menghitunga Konsentrasi Larutan Penyanggga Basa Lemah Dan Asam Konjugasi

Konsentrasi basa lemah dan asam konjugasi dinyatakan dalam mol yang dihitung dengan rumus berikut

mol (n) = V x M

V = volume larutan

M = molaritas, mol/liter

mol NH3 = 25 mL × 0,1 mmol/mL = 2,5 mmol

mol NH4Cl = 50 mL × 0,5 mmol/mL = 25 mmol

Rumus Menghitung pH Larutan Penyangga Basa Lemah Asam Konjugasi

pH larutan penyangga basa dapat dirumuskan dengan persamaan berikut

pH = 14 – pOH

Menghitung pOH Larutan Penyangga Basa Lemah Asam Konjugasi

pOH larutan penyangga dapat dihitung dengan rumus seperti berikut

pOH = pKb – log b/g

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol asam konjugasi

pOH = – log (10–5) – log 2,5/25

pOH = – log (10–5) – log 0,1

pOH = 5 + 1

pOH = 6

Sehingga pH larutan penyangga basa adalah

pH = 14 – 6

pH = 8

Jadi, pH larutan buffer basa adalah 8

3). Contoh Soal Perhitungan Larutan Penyangga Ditambah Sedikit Asam Lemah

Larutan buffer dibuat dari  500 mL CH3COOH 0,1 M dan 500 mL CH3COONa 0,1 M. Dengan harga Ka = 1,8 x10–5, tentukan besarnya:

a). pH campuran buffer

b). pH campuran setelah ditambah 10 mL CH3COOH 0,1 M

Diketahui

V CH3COOH = 500 mL

M [CH3COOH] = 0,1 M

V CH3COONa = 500 mL

M [CH3COONa] = 0,1 M

Ka = 1,8 x10–5

Rumus Menentukan Konsentrasi Ion Hidrogen Larutan Penyangga Asam

Konsentrasi asam lemah dan asam konjugasinya (garam) dihitung dengan cara berikut

mol CH3COOH = 500 x 0,1 = 50 mmol

mol CH3COONa = 500 x 0,1 = 50 mmol

maka konsentrasi ion hidrogenya adalah

[H+] = Ka [asam]/[garam] atau

[H+] = Ka [CH3COOH]/[CH3COONa]

[H+] = (1,8 x10–5) x (50/50)

[H+] = 1,8 x10–5

Rumus Menghitung pH Larutan Buffer Asam

pH larutan buffer asam dapat dinyatakan dengan rumus berikut

pH = – log [H+]

pH = – log1,8 x10–5

pH = 4,745

Jadi pH larutan buffer asam adalah 4,745

Menghitung Konsentrasi Ion Hidrogen Setelah Ditambah Asam Lemah

Konsentrasi ion hydrogen setelah ditambah 10 ml CH3COOH 0,1 M dapat dihitung dengan cara berikut:

mol penambahan CH3COOH = 10 x 0,1 = 1,0 mmol

mol mula-mula CH3COOH = 50 mmol

sehingga mol CH3COOH dalam campuran berubah  menjadi:

mol CH3COOH = 50 + 1 = 51 mmol

mol CH3COONa = 50 mmol (tetap)

Konsentrasi ion hidrogennya adalah

[H+] = Ka [CH3COOH]/[CH3COONa]

[H+] = (1,8 x10–5) x (51/50)

[H+] = 1,836 x10–5

Menghitung pH Larutan Penyangga Setelah Ditambah Asam Lemah

pH larutan penyangga setelah ditambah asam lemah dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut

pH = – log[H+]

pH = – log(1,836 x10–5)

pH = 4,7361

Jadi, pH larutan penyangga setelah ditambah asam lemah adalah 4,7361

5). Contoh Soal Perhitungan pH larutan Penyangga Asam Setelah Ditambah Basa Lemah

Campuran terdiri atas 200 mL CH3COOH 0,2 M dan 200 mL CH3COONa 0,2 M. Dengan harga Ka = 1,8 10–5, tentukan besarnya:

a). pH campuran buffer

c). pH campuran setelah ditambah 5 mL NH4OH 0,2 M

Diketahui:

V CH3COOH = 200 mL

V CH3COONa = 200 mL

M [CH3COOH] = 0,2 M

M [CH3COONa] = 0,2 M

Ka = 1,8 10–5

Rumus Menentukan Konsentrasi Ion Hidrogen Larutan Penyangga Asam

Konsentrasi asam lemah dan asam konjugasinya (garam) dihitung dengan cara berikut

mol CH3COOH = 200 x 0,2 = 40 mmol

mol CH3COONa = 200 x 0,2 = 40 mmol

maka konsentrasi ion hidrogenya adalah

[H+] = Ka [asam]/[garam] atau

[H+] = Ka [CH3COOH]/[CH3COONa]

[H+] = (1,8 x10–5) x (40/40)

[H+] = 1,8 x10–5

Rumus Menghitung pH Larutan Buffer Asam

pH larutan buffer asam dapat dinyatakan dengan rumus berikut

pH = – log [H+]

pH = – log1,8 x10–5

pH = 4,745

Jadi pH larutan buffer asam adalah 4,745

Menghitung Konsentrasi Ion Hidrogen Setelah Ditambah Basa Lemah

Konsentrasi ion hydrogen setelah ditambah 5 mL NH4OH 0,2 M dapat dihitung dengan cara berikut:

mol CH3COOH mula mula= 40 mmol

mol CH3COOmula mula = 40 mmol

mol NH4OH yang bereaksi

mol NH4OH = 5 mL x 0,2 M

mol NH4OH = 1 mmol

Reaksi Asam Lemah dan Basa Lemah Larutan Penyangga

CH3COOH + NH4OH → CH3COONH4 + H2O

m: 40            1

r  : 1              1                 1                        1

s  : 39            0                 1                        1

Dari reaksi di atas diketahui data data berikut

Dari 40 mol CH3COOH, yang beraksi dengan 1 mol NH4OH adalah 1 mol, sehingga sisanya adalah

jumlah mol CH3COOH yang bereaksi = 1 mol

sisa mol CH3COOH = 40 – 1 = 39 mol

1 mol CH3COOH yang bereaksi dengan 1 mol NH4OH menghasilkan 1 mol CH3COONH4, ini berarti menghasilkan 1 mol ion CH3COO sesuai reaksi ionisasi berikut

CH3COONH4 → CH3COO + NH4+

1 mol                   1 mol

Jadi dalam larutan bertambah 1 mol ion CH3COO, sehingga total ion ion CH3COO dalam larutan adalah

mol CH3COO = 40 + 1 = 41 mmol

Konsentrasi ion hidrogennya adalah

[H+] = Ka [CH3COOH]/[CH3COO]

[H+] = (1,8 x10–5) x (39/41)

[H+] = 1,7122 x10–5

Menghitung pH Larutan Penyangga Setelah Ditambah Basa Lemah

pH larutan penyangga setelah ditambah basa lemah dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut

pH = – log[H+]

pH = – log(1,7122 x10–5)

pH = 4,76

Jadi, pH larutan penyangga setelah ditambah basa lemah adalah 4,76

6). Contoh Soal Perhitungan Konsentrasi pH Larutan Buffer Diencerkan

Sebanyak 0,5 liter larutan buffer dibuat dengan mereaksikan asam lemah CH3COOH 0,05 M dengan CH3COONa 0,1 M. Kemudian larutan tersebut diencerkan dengan menambahkan akuades sebanyak 1,5 L. Jika Ka = 1,8 10–5, maka tentukan:

a). pH larutan buffer sebelum sebelum pengenceran atau sebelum ditambah akuades

b). pH larutan setelah pengenceran

Diketahui

V larutan = 0,5 Liter

M [CH3COOH] = 0,05 M

M [CH3COONa] = 0,1 M

Ka = 1,8 10–5

Menghitung Konsentrasi Ion H+ Larutan Buffer Sebelum Pengenceran

Konsentrasi ion hydrogen larutan buffer sebelum pengenceran dapat dinyatakan dengan persamaan berikut

[H+] = Ka [asam]/[garam] atau

H+] = Ka .[CH3COOH]/[ CH3COONa]

[H+] = (1,8 10–5) x (0,05/0,1)

[H+] = 9 x 10-6 M

Jadi, konsentrasi ion hydrogen larutan buffer adalah 9 x 10-6 M

Menghitung pH Larutan Penyangga Sebelum Pengenceran

pH larutan penyangga sebelum pengenceran dapat dirumuskan seperti berikut

pH = – log [H+]

pH = – log 9 x 10-6

pH = 5,0457

Jadi, pH larutan buffer sebelum pengenceran adalah pH = 5,0457

Cara Menghitung Konsesntrasi Ion Hidrogen Setelan Pengenceran

Konsentrasi ion hydrogen setelah pengenceran dapat dicari dengan cara menghitung perubahan konsentrasi CH3COOH dan konsentrasi CH3COONa terlebih dahulu seperti berikut:

Volume larutan sebelum diencerkan

V1 = 0,5 L

Volume setelah diencerkan

V2 = 0,5 L + 1,5 L = 2L

Rumus Pengenceran Larutan Buffer

Perubahan konsentrasi setelah pengenceran dapat ditentukan seperti berikut

V1 x M1 = V2 x M2 atau

M2 = (V1 x M1)/ V2 sehingga

Konsentrasi CH3COOH adalah

M [CH3COOH] = (V1 x M1)/ V2

M [CH3COOH] = (0,5 x 0,05)/2

M [CH3COOH] = 0,0125

Konsentrasi CH3COONa adalah

M [CH3COONa] = (V1 x M1)/ V2

M [CH3COONa] = (0,5 x 0,1)/2

M [CH3COONa] = 0,025 M

Rumus Konsentrasi Ion Hidrogen Setelah Pengenceran

Konsentrasi ion hydrogen setelah pengenceran dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut

[H+] = Ka [asam]/[garam]

[H+] = Ka [CH3COOH]/[ CH3COONa]

[H+] = 1,8 x 10-5 (0,0125/0,025)

[H+] = 9 x 10-6 M

Jadi konsentrasi ion hydrogen larutan buffer adalah 9 x 10-6 M

Rumus Menghitung pH Larutan Penyangga Setelah Pengenceran

pH larutan buffer setelah pengenceran dapat dihitung dengan rumus berikut

pH = – log [H+]

pH = – log(9 x 10-6)

pH = 5,0457

Jadi, perubahan pH sebelum dan setelah pengenceran adalah

pH = 5,0457– 5,0457

pH = 0,0

Pada kasus ini. pengenceran tidak menyebabkan perubahan pH larutan buffer

Fungsi Larutan Penyangga

Larutan penyangga Buffer memiliki keunggulan yang dapat dimanfaatkan untuk kehidupan sehari hari maupun keperluan industri. Addapun manfaat atau fungsi dari larutan penyangga diantarannya adalah:

  • Di dalam tubuh manusia, larutan penyangga berfungsi untuk menjaga pH darah, sehingga darah memiliki keasaman yang sesuai dengan karakteristik reaksi enzim.
  • Dalam kehidupan sehari – hari, larutan penyangga digunakan untuk menjaga pH makanan yang dikemas menggunakan kaleng. Sehingga makanan tidak mudah rusak oleh serangan bakteri.

7). Contoh Soal Ujian Perhitungan dan Pembahasan

Larutan penyangga dibuat dengan mencampurkan 50 ml larutan CH3COOH 0,1 M dengan 50 ml NaCH3COO  0,1M. Dengan Ka CH3COOH = 1,8 x 10-5, maka pH larutan tersebut adalah:

Pembahasan Jawaban Soal

Hitung jumlah mol masing – masing larutan.

50 ml CH3COOH 0,1 M + 50 ml NaCH3COO  0,1M

Jumlah mol CH3COOH adalah:

mol CH3COOH = 50 ml x 0,1 mmol/ml

mol CH3COOH = 5 mmol/ml

jumlah mol NaCH3COO  adalah

mol NaCH3COO  = 50 ml x 0,1 mmol/ml

mol NaCH3COO =  5 mmol

substitusi nilai-nilai yang ada dari soal maupun dari hasil perhitungan ke persamaan berikut:

[H+] = Ka x (mol asam/ mol garam)

[H+] = 1,8 x 10-5 x (5 mmol/ 5 mmol)

[H+] = 1,8 x 10-5

pH = – log [H+]

pH = – log (1,8 x 10-5)

pH = 5 – log1,8

Daftar Pustaka

  1. Syukri, S., 1999, “Kimia Dasar 2”, Jillid 2, Penerbit ITB, Bandung
  2. Chang, Raymond, 2004, “Kimia Dasar, Konsep -konsep Inti”, Edisi Ketiga, Jilid Satu, Penerbit, Erlangga, Jakarta.
  3. Brady, James, E,1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Satu, Binarupa Aksara, Jakarta,
  4. Sunarya, Yayan, 2014, “Kimia Dasar 1, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Ketiga, Yrama Widya, Bandung.
  5. Sunarya, Yayan, 2013, “Kimia Dasar 2, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Kedua, Yrama Widya, Bandung.
  6. Brady, James, E., 1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Dua, Binarupa Aksara, Jakarta.
  7. Ringkasan Rangkuman:  Prinsip larutan penyangga adalah adanya kesetimbangan antara asam lemah atau basa lemah dengan basa atau asam konjugatnya. Sistem kesetimbang ini dapat mempertahankan pH larutan penyangga.
  8. Persamaan untuk menentukan pH dan pOH larutan penyangga dirumuskan pertama kali oleh Henderson- Hasselbalch.
  9. pH larutan penyangga dikendalikan oleh perbandingan konsentrasi pasangan asam lemah dan basa konjugatnya dan tetapan ionisasi dari asam atau basa lemah.
  10. Penambahan sedikit asam atau basa kuat terhadap larutan penyangga tidak mengubah pH larutan penyangga secara signifikan.
  11. Prinsip kesetimbangan juga terdapat pada garam garam yang sukar larut dalam air. Garam-garam ini membentuk kesetimbangan di antara padatan dan ion-ion yang larut dengan konsentrasi sangat kecil.