larutan buffer

Larutan Buffer (Larutan Penyangga)

 

Larutan buffer

Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang dapat menjaga (mempertahankan) pHnya dari penambahan asam, basa, maupun pengenceran oleh air. pH larutan buffer tidak berubah (konstan) setelah penambahan sejumlah asam, basa, maupun air. Larutan buffer mampu menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar.
Komponen Larutan Penyangga
Secara umum,  larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:
·     Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.
·    Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH+), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa.
·       Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:
1.    Larutan penyangga yang bersifat asam
Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.
2.    Larutan penyangga yang bersifat basa
Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.

Cara kerja larutan penyangga
Pada bahasan sebelumnya telah disebutkan bahwa larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikatbaik ion H+ maupun ion OH. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pHnya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:
1.    Larutan penyangga asam
Contoh : CH3COOH dengan CH3COONa ; H2CO3 dengan NaHCO3 ; dan NaHCO3 dengan Na2CO3
Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung ; H2CO3dan HCO3 yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:
·       Pada penambahan asam
Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion HCO3 membentuk molekul H2CO3.
 HCO3 (aq+ H+(aq→ H2CO3 (aq)
·       Pada penambahan basa
Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH dari basa itu akan bereaksi dengan ion H+ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (H2CO3), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam H2CO3 membentuk ion HCO3 dan air.
 H2CO3 (aq) + OH(aq)  → HCO3 (aq)  +  H2O(l) 
2.  Larutan penyangga basa
     Contoh :  NH4OH dengan NH4Cl
Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:
·       Pada penambahan asam
Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukannya ion OH. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+.
NH3 (aq)  +  H+(aq)  →  NH4+ (aq)
·       Pada penambahan basa
Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air.
NH4+ (aq) +  OH(aq)  →  NH3 (aq)  +  H2O(l)

Fungsi Larutan Penyangga
Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh.
Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4 dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.

Lakukan kegiatan berikut!

Aktivitas siswa :

aktivitas buffer

Semua larutan yang dapat mempertahankan pH disebut larutan buffer. Sifat larutan buffer antara lain :  tidak berubah pH-nya meski diencerkan dan tidak berubah pH-nya meski ditambah sedikit asam atau basa. Pada gambar di atas, pH larutan A tidak berubah setelah

ditambah dengan larutan asam sehingga larutan A merupakan larutanBuffer, sedangkan larutan B bukan merupakan larutan Buffer karena pHnya berubah setelah penambahan larutan asam.

Campuran buffer dapat dibuat dari :

  • Campuran asam lemah dengan garamnya

Contoh :  CH3COOH dengan CH3COONa ; H2CO3 dengan NaHCO3 ; dan NaHCO3 dengan Na2CO3

  • Campuran basa lemah dengan garamnya

Contoh :  NH4OH dengan NH4Cl

Latihan :

Hitunglah pH dari 100 mL 0.001 larutan NH4OH, jika diketahui tetapan ionisasinya = 10-5!

Jawab :

jawab_buffer1

Cara perhitungan larutan buffer

Larutan buffer yang terdiri atas asam lemah dan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH < 7) digunakan rumus :

larutan buffer

di mana :

Ca =  [CH3COOH] konsentrasi asam lemah

Cg = [CH3COO]  konsentrasi ion garamnya

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Contoh :

  • Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 0.01 mol asam asetat dengan 0.1 mol natrium asetat dalam 1 liter larutan! Ka asam asetat = 10-5
  • Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 1 mol HCOOH dan 0.5 mol NaHCOO dalam 1 liter larutan!  Ka HCOOH = 1.77 x 10-4

Jawab :

  • jawab_buffer3

jawab_buffer4

Karena y relatif lebih kecil dibanding 1 dan 0.500, bentuk persamaan akan menjadi

larutan_buffer

di mana, Cb = [NH3] konsentrasi basa lemah

Cg =  [NH4+]  konsentrasi ion garamnya

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Contoh :

Hitung pH larutan yang dibuat dengan menambahkan 0.100 mol NH4Cl dan 0.200 mol NH3 ke dalam air dan mengencerkannya menjadi 1.000 L. Kb NH4+ = 5.6 x 10-5

Jawab :

nh

Konsentrasi awal (M)                           0,200            0.100                 ≈ 0

Konsentrasi akhir (M)                             – y               + y                    + y

Konsentrasi setimbang (M)                  0,200 – y       0.100 + y           y

Persamaan kesetimbangan

pers_setimbang

Ringkasan

Asam basa sebagai elektrolit. Definisi asam menurut Arhenius adalah suatu substansi yang menghasilkan ion H3O+ apabila dilarutkan dalam air. Asam Bronsted adalah donor proton, sedangkan basa Bronsted adalah aseptor proton. Asam Lewis adalah setiap spesi yang menerima pasangan elektron bebas dalam membentuk ikatan kovalen.

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: