Home / Kimia / larutan penyangga

Larutan Penyangga

  • 8 min read
Loading...

Penulis : Ayu Nur Kholifah – Teknik Kimia FT ( Universitas Brawijaya )

Pengertian Larutan Penyangga

Larutan penyangga ialah suatu larutan yang mengandung konjugat lemah pasangan asam atau basa lemah yang tahan terhadap perubahan pH ketika asam kuat atau basa kuat ditambahkan sedikit. Dengan kata lain, larutan penyangga dapat mempertahankan pH larutan apabila ditambahkan dengan asam ataupun basa.

grafik perubahan pH
grafik perubahan pH

Gambar diatas menunjukkan grafik perubahan pH pada larutan penyangga (a) dan larutan bukan penyangga (b). Pada grafik (a) terlihat bahwa pH larutan konstan pada 4,7-4,8 hal itu sesuai dengan pengertian dari larutan penyangga itu sendiri yaitu apabila terjadi penambahan sedikit larutan asam kuat maupun basa kuat maka pH larutan penyangga tidak berubah.

Pada grafik (b) ditunjukkan pH relatif meningkat dikarenakan adanya penambahan larutan asam kuat atau basa kuat terlalu banyak sehingga larutan tidak dapat

Loading...
mempertahankan pH.

Daya tahan pH pada suatu larutan penyangga bergantung pada jumlah mol komponennya, yaitu jumlah mol asam lemah dan basa konjugasinya atau jumlah mol basa lemah dan asam konjugasinya.

Baca tulisan lain dari bacaboy

Fungsi larutan penyangga

Larutan penyangga terdapat dalam kehidupan sehari-hari kita, misalnya pada tubuh kita.

  • Pada tubuh, larutan penyangga digunakan untuk mempertahankan pH dalam darah pada 7,0-8,0 dimana pada pH tersebut darah relatif stabil karena kandungan asam karbonat dalam darah.
  • Bila metabolisme dalam darah menghasilkan basa, maka ion OH yang akan bereaksi dengan asam bikarbonat (H2CO3). Reaksinya sebagai berikut.

H2CO3 + OH ↔ HCO3 + H2O

  • Sedangkan, metabolisme menghasilkan asam, maka ion H+ yang akan diikat oleh ion HCO3. Reaksinya sebagai berikut

H+ + HCO3↔ H2CO3

  • Pada tubuh, larutan penyangga juga terdapat pada cairan intrasel (H2PO4 dengan HPO4). Cairan intrasel berfungsi sebagai media terjadinya metabolisme dengan menggunakan cairan asam/basa, sehingga pH nya dapat berubah sehingga dibutuhkan larutan penyangga untuk mempertahankan pH pada cairan intrasel, Larutan penyangga yang dibutuhkan yaitu larutan penyangga fosfat.
  • Selain itu, larutan penyangga dapat digunakan pada industri farmasi untuk obat-obatan.

Komponen Larutan Penyangga

Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga asam didefinisikan sebagai larutan yang dibuat dengan menggunakan asam lemah dan garam basa kuat. pH pada larutan penyangga asam kurang dari 7. Contoh larutan penyangga asam adalah asam asetat (CH3COOH) sebagai asam lemah yang kemudian ditambahkan dengan natrium asetat (CH3COONa) sebagai garam basa kuat, berikut mekanismenya:

CH3COOH ↔ CH3COO + H+

CH3COONa ↔ CH3COO+ Na+

  • Jika asam ditambahkan dalam buffer asam, ion H+ asam bereaksi dengan ion H3COO dan CH3COOH terbentuk. Karenanya pH asli dikembalikan.
  • Jika basa ditambahkan dalam buffer asam, ion OH dari basa bereaksi dengan ion H+ dan air terbentuk.
  • Selama pembentukan air, CH3COOH terionisasi untuk mengembalikan kesetimbangan ion H+. Oleh karenanya, pH asli dipulihkan dan ion H+ dipertahankan.
penambahan basa dengan volume
penambahan basa dengan volume

Gambar di atas menunjukkan penambahan basa dengan volume tertentu ke dalam larutan penyangga dan menyebabkan perubahan pH yang sangat besar pada larutan bukan penyangga. Dari kedua larutan penyangga, konsentrasi larutan penyangga yang lebih besar akan lebih mampu bertahan terhadap perubahan pH.

Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga basa didefinisikan sebagai larutan yang dibuat dengan basa lemah dan garam asam kuatnya. pH pada larutan penyangga basa lebih dari 7. Contoh larutan penyangga basa adalah larutan ammonium hidroksida (NH4OH) sebagai basa lemah dan ammonium klorida (NH4Cl) sebagai garam asam kuat, berikut mekanismenya:

NH4OH ↔ NH4+ + OH

NH4Cl ↔ NH4+ + Cl

  • Jika basa ditambahkan dalam buffer dasar, ion OH- dari basa bereaksi dengan ion NH4+ dan NH4OH terbentuk. Karenanya pH asli dikembalikan.
  • Jika asam ditambahkan dalam buffer dasar, ion H+ dari asam bereaksi dengan ion OH dan air terbentuk.
  • Selama pembentukan air, NH4OH terionisasi untuk mengembalikan kesetimbangan ion OH. Karenanya pH asli dipulihkan dan ion OH dipertahankan.

Rumus Menghitung pH Larutan Penyangga

Larutan Penyangga Asam

Untuk menentukan pH suatu larutan penyangga asam, harus terlebih dahulu diketahui jumlah konsentrasi dari larutan penyangga asam tersebut. Rumus untuk perhitungan konsentrasi larutan penyangga asam adalah sebagai berikut.

Rumus untuk perhitungan konsentrasi larutan penyangga asam

Rumus untuk menghitung pH dari suatu larutan penyangga asam adalah sebagai berikut.

Rumus untuk menghitung pH dari suatu larutan penyangga asam

dengan keterangan: Ka = Ketetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

bk = jumlah mol basa konjugasi

Larutan Penyangga Basa

Perhitungan untuk pH larutan penyangga basa serupa dengan perhitungan untuk larutan penyangga asam, hanya saja untuk konsentrasi larutan penyangga basa ditunjukkan oleh .

erhitungan untuk pH larutan penyangga basa

Untuk menentukan pH larutan penyangga basa, terlebih dahulu harus menentukan nilai pOH, dimana pOH adalah ukuran konsentrasi ion hidroksida .

Untuk menentukan pH larutan penyangga basa

dengan keterangan: Kb = ketetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

ak = jumlah mol asam konjugasi

setelah mendapatkan nilai pOH, nilai pH dari larutan penyangga basa dapat diketahui menggunakan rumus sebegai berikut.

rumus nilai pH dari larutan penyangga basa

dimana 14 merupakan jumlah pH secara keseluruhan dari suatu larutan asam dan basa.

Contoh Soal Latihan

  1. Buktikanlah apakah campuran berikut merupakan larutan penyangga atau bukan. Jika campuran merupakan larutan penyangga, tuliskan komponen penyangganya.

a. 50 mL H2SO4 0,1 M + 50 mL NH4OH 0,2 M

b. 50 mL CH3COOH 0,3 M + 50 mL NaOH 0,1 M

Jawab:

A.

 

H2SO4

+

2NH4OH

 

(NH4)2SO4

+

2H2O

Mula-mula

5 mmol

 

10 mmol

 

 

Reaksi

-5 mmol

 

-10 mmol

 

+5 mmol

 

+5 mmol

Loading...

Sisa

 

 

+5 mmol

 

+5 mmol

Dari stoikiometri tersebut, didapatkan bahwa pada campuran tersebut bukan larutan penyangga dikarenakan NH4OH atau basa lemah tidak bersisa.

B.

 

CH3COOH

+

NaOH

 

CH3COONa

+

H2O

Mula-mula

15 mmol

 

5 mmol

 

 

Reaksi

-5 mmol

 

-5 mmol

 

+5 mmol

 

+5 mmol

Sisa

10 mmol

 

 

+5 mmol

 

+5 mmol

Dari stoikiometri tersebut, didapatkan pada campuran masih terdapat CH3COOH (asam lemah) sebanyak 10 mmol dan CH3COONa (basa konjugasi) sebanyak 5 mmol, sedangkan NaOH tidak bersisa. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa campuran tersebut merupakan larutan penyangga dengan CH3COOH sebagai asam lemah dan CH3COONa sebagai basa konjugasinya.

2. Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan 50 mL larutan CH3COOH 0,2 M dengan 50 mL larutan CH3COONa 0,1 M. (Ka CH3COOH = 1,8 × 10–5).

Jawab:

50 mL CH3COOH 0,2 M + 50 mL CH3COONa 0,1 M

Tentukan terlebih dahulu masing-masing mol pada senyawa.

Mol CH3COOH (a) = 50 mL x 0,2 mmol/mL = 10 mmol

Mol CH3COONa (bk) = 50 mL x 0,1 mmol/mL = 5 mmol

3. Berapakah pH larutan yang terbuat dari 70 mL larutan NH3 0,1 M dan Kb NH3 = 10–5 dicampurkan dengan 100 mL larutan NH4 Cl 0,3 M. Hitunglah pH larutan tersebut!

Jawab:

70 mL NH3 0,1 M + 100 mL NH4Cl 0,3 M

Tentukan terlebih dahulu masing-masing mol pada senyawa.

Mol NH3 (b) = 70 mL x 0,1 mmol/mL = 7 mmol

Mol NH4Cl (ak) = 100 mL x 0,3 mmol/mL = 30 mmol

larutan penyangga 2

Dikarenakan campuran merupakan larutan penyangga basa, maka harus terlebih dahulu diketahui nilai pOH agar dapat menghitung pH.

4. Suatu asam lemah, HA 0,3 M memiliki pKa = 3,2 kemudian ditambahkan x mol NaA ke dalam 600 mL larutan HA menghasilkan pH larutan 4,5. Berapakah jumlah mol larutan NaA yang ditambahkan kedalah larutan?

Jawab:

600 mL HA 0,3 M + NaA

Mol HA = 600 mL x 0,3 mmol/mL = 180 mmol = 0,180 mol

larutan penyangga 1

Dimana bk merupakan jumlah mol NaA, sehingga didapatkan bahwa jumlah mol pada larutan NaA adalah 0,573 mol.

Daftar Pustaka

  • Harnanto, Ari., dan Ruminten. 2009. Kimia 2 untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  • Harvey, David. 2000. Modern Anaytical Chemistry. North America: The McGraw-Hill Companies.
  • Premono, Shidiq. 2009. Kimia SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
  • Quraishi, Ayaz. 2017. Master Key: Master Key Series Pharmaceutical Chemistry-I Diploma in Pharmacy Part I. India: Educreation Publishing.
  • Sunarya, Yayan., dan Setiabudi, Agus. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Bandung: Setia Purna Inves.
  • Utami, Budi., dkk. 2009. Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Program Ilmu Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

Baca juga:

Loading...