LARUTAN PENYANGGA

Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat.

Larutan penyangga tersusun dari asam lemah dengan basa konjugatnya atau oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi di antara kedua komponen penyusun ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi.

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 asam konjugasinya (BH+), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa.

Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:

• 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 natriumNa), kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.

• 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

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 pH-nya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:

Larutan penyangga asam

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- 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 CH3COO- membentuk molekul CH3COOH.

CH3COO-(aq) + H+(aq) → CH3COOH(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 (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO- dan air.

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

Larutan penyangga basa

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)

Perhitungan pH Larutan Penyangga

Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H+] = Ka x a/valxg

atau

pH = p Ka - log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol basa konjugasi

Larutan penyangga basa

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH-] = Kb x b/valxg

atau

pH = p Kb - log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol asam konjugasi

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. Pada obat tetes mata mempunyai pH yang sama dengan cairan tubuh kita, agar tidak menimbulkan efek samping.

INDIKATOR

·         Larutan asam memiliki pH kurang dari 7

·         Larutan basa memiliki pH lebih dari 7

·         Larutan Netral pH = 7

·         pH dapat ditentukan dengan menggunakan indicator universal atau dengan pH meter.

·         Batas-batas pH ketika indicator mengalami perubahan warna disebut Trayek Perubahan Warna. Trayek Perubahan Warna warna lakmus adalah 5,5 – 8,8.

·         Trayek Perubahan Warna Beberapa Indikator

INDIKATOR	Trayek Perubahan Warna	Perubahan Warna
Metil Jingga	2.9 – 4.0	Merah º Kuning
Meril Merah	4.2 – 6.3	Merah º Kuning
Bromtimol biru	6.0 – 7.6	Kuning º Biru
Fenolftalein	8.3 – 10.0	Tidak berwarna º Merah

·         Kertas Lakmus

·         Kertas Lakmus merah menjadi biru dalam larutan basa dan lakmus biru menjadi merah dalam larutan asam.

·         Lakmus berwarna merah dalam larutan dengan rentang pH sampai 5,5.

·         lakmus berwarna biru dalam larutan mulai pada pH = 8,8.

·         Pada larutan dengan pH 5,5 sampai 8,8 warna lakmus merupakan kombinasi warna merah dan biru.

·         Menghitung pH Larutan Asam dan Basa

·         Asam Kuat

·         [H⁺] = M x Valensi Asam

·         Asam Kuat mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [H⁺] diketahui :

·         Asam Lemah

·         [H⁺] = eKa x M = a x M

·         Asam Lemah tidak mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [H⁺] diketahui :

·         Dimana :

·         Ka = Tetapan ionisasi asam

·         M = Konsentrasi asam

·         a = Derajat ionisasi

·         Basa Kuat

·         [OH⁺] = M x Valensi Basa

·         Basa Kuat mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [OH⁺] diketahui :

·         Basa Lemah

·         Basa Lemah tidak mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [OH⁺] diketahui :

·         [OH⁺] = eKb x M = a x M

·         Kb = Tetapan ionisasi basa

·         M = Konsentrasi basa

·         a = Derajat ionisasi

·         Jika tetapan Ionisasi asam (Ka) terdiri dari dua yaitu Ka₁ dan Ka₂, maka harga Ka merupakan hasil perkalian dari Ka₁ dan Ka₂ seperti :

·         Asam Poliprotik

·         Ka Asam diprotik Ka = Ka₁ . Ka₂

·         Ka Asam triprotik Ka = Ka₁ . Ka₂ . Ka₃

·         Tetapan Ionisasi Asam (Ka) dan Basa (Kb) Monoprotik

Nama	Rumus Kimia	Tetapan Ionisasi
Asam Benzoat	C6H5COOH	6.7 x 10-6
Asam Florida	HF	6.7 x 10-10
Asam Sianida	HCN	6.7 x 10-8
Asam Nitrit	HNO2	6.7 x 10-4
Asam Asetat	CH3COOH	6.7 x 10-5
Asam Laktat	HC3H5O3	6.7 x 10-4
Asam Format	HCOOH	6.7 x 10-4
Amonia	NH3	6.7 x 10-5
Hidrasin	H2H4	6.7 x 10-6
Hidroksiamin	NH2OH	6.7 x 10-6
Anilin	C6H6NH2	6.7 x 10-10

·         Tetapan Ionisasi Asam (Ka) dan Basa (Kb) Monoprotik

Nama	Rumus Kimia	Tetapan Ionisasi
		Ka1	Ka2
Asam Sulfat	H2SO4	Sangat Besar	1.2 x 10-2
Asam Karbonat	H2CO3	4.3 x 10-7	5.6 x 10-11
Asam Sulfit	H2SO3	1.5 x 10-2	1.0 x 10-7
Asam Askorbat	H2C6H3O3	7. 9 x 10-5	1.6 x 10-12

·         Indikator Asam Basa

·         Zat yang bersifat asam basa banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari. Yaitu :

·         ý Asam Sitrat

·         ý Vitamin C tidak lain dari asam Askorbat

·         ý Asam Asesat yaitu cuka

·         ý Asam karonat memberikan rasa segar dalam minuman ringan.

·         ý Asam Sulfat untuk akumular

·         Contoh Basa :

·         ý Amoniak untuk pelarut disinfektan

·         ý Soda api (natrium Hidroksida) untuk membersihkan cairan bak cuci

·         ý Alumunium Hidrosida dan Magnesium Hidrosida untuk membuat obat nyeri lambung

·         Sifat-sifat Asam :

·         ý Rasanya asam

·         ý Korosif (bersifat merusak)

·         ý Merubah warna lakmus biru menjadi merah

·         Sifat-sifat Basa :

·         ý Rasanya pahit

·         ý Kaustik (bersifat licin)

·         ý Merubah warna lakmus merah menjadi biru

·         Tabel Indikator untuk menunjukan Asam dan Basa

Nama Indikator	Warna dalam Larutan
	Asam	Basa
Lakmus Merah	Merah	Biru
Lakmus Biru	Merah	Biru
Fenolftalein	Tidak berwarna	Merah
Fenol Merah	Kuning	Merah
Metil Merah	Merah	Kuning
Metil Kuning	Merah	Kuning
Metil Jingga	Merah	Jingga Kuning

·         Asam Kuat atau Basa Kuat : asam atau basa yang dalam air sebagian besar atau seluruh molekulnya terurai menjadi ion-ion

·         Asam Lemah atau Basa Lemah : asam atau basa yang dalam air sebagian kecil molekulnya terurai menjadi ion-ion