LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)

LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)

Larutan penyangga Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang ph-nya praktis tidak berubah walaupun kepadanya ditambahkan sedikit asam, sedikit basa, atau bila larutan diencerkan. Larutan penyangga mengandung campuran asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya.

Larutan penyangga dibedakan atas 2 : larutan penyangga asam yang mempertahankan ph pada daerah asam (ph < 7) larutan penyangga basa yang mempertahankan ph pada daerah basa (ph > 7).

Larutan penyangga asam Larutan penyangga asam merupakan campuran asam lemah dengan basa konjugasi (garam)nya. Contoh : Larutan buffernya campuran CH 3 COOH (asam lemah) dan CH 3 COO - (garam atau basa konjugasi)

Larutan penyangga basa Larutan penyangga basa merupakan campuran basa lemah dengan asam konjugasi (garam)nya. Contoh : Larutan buffernya campuran NH 3 (basa lemah) dan NH 4+ (garam atau asam konjugasi)

Cara kerja buffer asam Contoh larutan penyangga asam: CH 3 COOH dan CH 3 COO - Dalam larutan terjadi kesetimbangan : CH 3 COOH CH 3 COO - + H + Penambahan asam : akan menggeser kesetimbangan ke kiri, ion H + yang ditambahkan akan bereaksi dengan CH 3 COO - membentuk CH 3 COOH ; CH 3 COO - + H + CH 3 COOH

Penambahan basa : ion OH - dari basa akan bereaksi dengan ion H + membentuk air, sehingga kesetimbangan bergeser ke kanan dan konsentrasi ion H + dapat dipertahankan. Jadi basa yang ditambahkan akan praktis bereaksi dengan CH 3 COOH membentuk CH 3 COO - dan air : CH 3 COOH + OH - CH 3 COO - + H 2 O

Cara kerja buffer basa Contoh larutan penyangga basa : NH 3 dan NH 4 + Dalam larutan kesetimbangan : NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH - Penambahan asam : Asam yang ditambahkan bereaksi dengan NH 3 membentuk NH 4+. NH 3 + H + NH 4 +

Penambahan basa : penambahan basa akan menggeser kesetimbangan ke kiri sehingga konsentrasi ion OH - dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan bereaksi dengan asam (dalam hal ini NH 4+ ) membentuk basa (NH 3 ) dan air. NH 4+ + OH - NH 3 + H 2 O

Latihan Bagaimana cara kerja larutan buffer H 2 CO 3 - HCO 3- dalam menjaga ph darah tetap 7,4?

Menghitung ph larutan buffer ph larutan penyangga bergantung pada K a asam lemah atau K b basa lemah serta perbandingan konsentrasi asam dengan konsentrasi basa konjugasi atau konsentrasi basa dengan asam konjugasi dalam larutan tersebut.

Larutan penyangga asam Misalnya larutan penyangga CH 3 COOH dan NaCH 3 COO. Asam asetat akan terurai sesuai reaksi : CH 3 COOH CH 3 COO - + H + a [H a ] K a x ph pk a - log g g dengan Ka = tetapan ionisasi asam lemah a = jumlah mol asam lemah g = jumlah mol garam (basa konjugasi)

Contoh soal Contoh : ph larutan penyangga yang dibuat dari 50 ml CH 3 COOH 0,1 M dengan 50 ml NaCH 3 COO 0,1 M (Ka CH 3 COOH = 1,8 x 10-5 ) adalah : mol CH 3 COOH = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol mol NaCH 3 COO = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol

Larutan penyangga basa [OH ] K b x b g poh pk b - log b g dengan Kb = tetapan ionisasi basa lemah b = jumlah mol basa lemah g = jumlah mol garam (asam konjugasi)

Contoh soal Contoh : ph larutan penyangga yang dibuat dari 50 ml NH 3 0,1 M dengan 50 ml NH 4 Cl 0,1 M (Kb NH 3 = 1,8 x 10-5 ) adalah : mol NH 3 = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol mol NH 4 Cl = V x M = 50 ml x 0,1 mmol/ml = 5 mmol ph = 14 poh = 14 (5 log 1,8) = 9+log 1,8

Kapasitas (daya penahan) larutan penyangga Kapasitas atau daya penahan larutan penyangga bergantung pada jumlah mol dan perbandingan mol dari komponen penyangga. Jumlah mol komponen penyangga Makin banyak jumlah mol komponen penyangga, makin besar kemampuan mempertahankan ph.

Perbandingan mol komponen penyangga Perbandingan mol antara komponen-komponen suatu larutan penyangga sebaiknya antara 0,1 hingga 10. Di luar perbandingan tersebut maka sifat penyangganya akan berkurang Contoh : Perbandingan konsentrasi HCO 3- terhadap H 2 CO 3 yang diperlukan untuk menjadikan ph = 7,4 adalah 20:1.

Fungsi larutan penyangga Larutan penyangga digunakan dalam kimia analitik, biokimia, bakteriologi, fotografi industri kulit dan zat warna. Cairan tubuh, baik intrasel maupun cairan luar sel, merupakan larutan penyangga. Sistem penyangga yang utama dalam cairan intrasel adalah pasangan asam basa konjugasi H 2 PO 4- HPO 42 : HPO 4 2- (aq) + H + (aq) H 2 PO 4- (aq) + OH - (aq) H 2 PO 4- (aq) HPO 4 2- (aq) + H 2 O(l)

Sistem penyangga cairan luar sel (darah) adalah pasangan asam basa konjugasi H 2 CO 3 HCO 3-. Larutan penyangga tersebut menjaga ph darah hampir konstan, yaitu sekitar 7,4. H 2 CO 3 (aq) + OH - (aq) HCO 3- (aq) + H + (aq) HCO 3- (aq) + H 2 O(l) H 2 CO 3 (aq) Apabila mekanisme pengaturan ph darah gagal, terjadi penurunan ph (asidosis) atau peningkatan ph ke atas 7,8 (alkalosis)

Latihan Larutan 25 ml CH 3 COOH 0,2 M (Ka = 10-5 ) dicampurkan dengan 25 ml NaOH 0,1 M, maka harga ph larutan yang terjadi

Homework Ke dalam larutan basa lemah LOH ditambahkan padatan L 2 SO 4 sehingga konsentrasi LOH 0,1 M dan konsentrasi L 2 SO 4 0,05 M. Bila Kb LOH = 10-5 maka ph campuran

Jawab : Campuran LOH (basa lemah) dan L 2 SO 4 (garamnya) merupakan larutan buffer basa. Mol basa = M x V = 0,1 x V = 0,1 mol, misal V =1 Mol garam = M x V x valensi = 0,05 x V x 2 = 0,1 mol b 5 0,1 [OH ] Kb x 10 x 10 5 g 2x0,05 poh = 5, sehingga ph = 14 5 = 9

Latihan Untuk membuat larutan penyangga yang mempunyai ph = 4, ke dalam 100 ml larutan CH 3 COOH 0,5 M (Ka = 10-5 ) harus ditambahkan larutan CH 3 COONa 0,5 M sebanyak ml

Homework 100 ml HCOOH 0,01 M dicampur dengan 100 ml HCOONa 0,005 M. Campuran tersebut ditambahkan air sehingga volumenya 500 ml. Jika Ka HCOOH adalah 1,8 x 10-4, hitung ph campuran!

Homework Ke dalam 100 ml larutan NH 3 0,1 M ditambahkan 100 ml larutan (NH 4 ) 2 SO 4 0,1 M. Kemudian ke dalam campuran ditambah lagi 20 ml larutan HCl 0,1 M. ph larutan menjadi (log 9 = 0,95, log 7,7 = 0,89; Kb = 1,8 x 10-5 )

Campuran NH 3 dan (NH 4 ) 2 SO 4 merupakan larutan buffer basa. b [OH ] Kb x g 5 (100mlx0,1mmol/L) 1,8x10 x 2x(100mlx0,1mmol/L) = = 9 x 10-6 poh = 6 log 9, sehingga ph = 14 (6 log 9) = 8 + log 9 = 8,95 setelah ditambahkan 20 ml HCl 0,1 M : mol HCl (H + ) = 20 ml x 0,1 mmol/ml = 2 mmol reaksi yang terjadi setelah penambahan : NH 3 + H + NH 4 + Mula 10 mmol 2 mmol 20 mmol Reaksi 2 mmol 2 mmol 2 mmol Akhir 8 mmol - 22 mmol

b 8 = 1,8x10 5 x = 6,72 x 10-6 22 [OH ] Kb x g poh = 6 log 6,72, sehingga ph = 14 (6 log 6,72) = 8 + log 6,72 = 8,83