Sebelumnya kamu sudah mempelajari materi tentang larutan asam basa. Kali ini akan dibahas mengenai materi yang masih berkaitan dengan larutan asam basa yaitu larutan penyangga (buffer), dimulai dari prinsip kerja larutan penyangga, pembuatan larutan penyangga, penentuan pH larutan penyangga, larutan penyangga dalam kehidupan, serta contoh soal larutan penyangga. Untuk lebih jelasnya kamu dapat membaca pembahasan berikut ini ya!
Daftar Isi
Pendahuluan dan Pengertian
Larutan penyangga (buffer) merupakan larutan yang dapat mempertahankan pH ketika ditambahkan sedikit asam atau basa, dan diencerkan. Larutan penyangga memang lah sangat penting dalam sistem kimia dan biologi. Dalam tubuh manusia, pH berbagai cairan berbeda antara satu dengan yang lainnya. Sebagai contoh pH darah adalah 7,4 sedangkan pH pada cairan lambung adalah 1,5. Nilai – nilai pH tersebut sangat penting untuk fungsi enzim dan keseimbangan tekanan osmotik, sehingga dikendalikan oleh sistem penyangga.
Baca juga: Titrasi Asam Basa
Larutan Penyangga Berdasarkan Komponen
- Larutan penyangga asam
Terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasinya.
- Larutan penyangga basa
Terdiri dari basa lemah dengan asam konjugasinya.
Prinsip Kerja Larutan Penyangga
Prinsip kerja larutan penyangga yang dapat mempertahankan pH adalah di dalam larutan penyangga terdapat komponen asam yang dapat menetralkan penambahan ion OH dan komponen basa yang dapat menetralkan penambahan ion H+. Asam dan basa yang menjadi komponen larutan penyangga haruslah yang tidak akan saling menetralkan satu sama lain, yaitu pasangan asam basa konjugasi. Contoh:
Larutan penyangga dengan komponen asam dan basa konjugasi:
HA(aq) ⇌ H+(aq) + A–(aq)
Dari persamaan di atas, dapat disimpulkan bahwa pH ditentukan oleh Ka asam lemah yang merupakan komponen larutan penyangga serta perbandingan konsentrasi dari pasangan asam basa konjugasi.
Jika ion OH (larutan basa) ditambahkan ke dalam larutan penyangga di atas, maka ion OH tersebut akan bereaksi dengan komponen asam larutan penyangga sehingga pH larutan akan relatif tetap.
OH–(aq) + HA(aq) →H2O(l) + A–(aq)
Jika ion H+ ditambahkan ke dalam larutan penyangga di atas, maka ion H+ akan bereaksi dengan komponen basa larutan penyangga sehingga pH larutan akan relative tetap.
H+(aq) + A–(aq) →HA(aq)
Pembuatan Larutan Penyangga
Larutan Penyangga Asam
Larutan penyangga asam dapat dibuat dengan mencampurkan asam lemah dan basa konjugasinya (dari garam). Selain itu, dapat pula dilakukan dengan mereaksikan asam lemah berlebih dengan basa kuat.
Larutan Penyangga Basa
Larutan penyangga basa dapat dibuat dengan mereaksikan basa lemah dan asam konjugasinya (dari garam). Selain itu dapat pula dilakukan dengan mereaksikan basa lemah berlebih dengan basa kuat.
Penentuan pH Larutan Penyangga
Larutan Penyangga Asam
Larutan penyangga dengan komponen asam lemah HA dan basa konjugasi A–.
HA(aq) ⇌ H+(aq) + A–(aq)
2. Larutan Penyangga Basa
Larutan penyangga dengan komponen basa lemah MOH dan basa konjugasi M+.
MOH(aq) ⇌ M+(aq) + OH–(aq)
Larutan Penyangga Dalam Kehidupan
Darah merupakan salah satu contoh larutan penyangga dalam kehidupan. Darah manusia memiliki pH normal7,35 – 7,45. Jika pH berada di luar rentang tersebut, maka akan mengakibatkan gangguan pada stabilitas membran sel, struktur protein, dan aktivitas enzim. Bahkan jika pH berada di bawah 6,8 dan di atas 7,8 dapat mengakibatkan terjadinya kematian.
Sistem penyangga utama yang mengontrol pH darah adalah asam karbonat (H2CO3) dan ion bikarbonat HCO3–) yang merupakan basa konjugasinya (brown, 2012).
Reaksi kesetimbangan dalam sistem penyangga pada darah yaitu:
H2CO3(aq) ⇌ HCO3–(aq) + H+(aq) ⇌ H2O(l) + CO2(g)
Contoh Soal Larutan Penyangga
Berikut contoh soal larutan penyangga!
1. Berapakah pH dari larutan suatu sistem penyangga yang mengandung 0,5 M CH3COOH dan 0,5 M CH3COO–? (Ka CH3COOH = 1,8 x 10-5) ?
Jawaban:
pH = -log [H+]
pH = -log (1,8 x 10-5)
pH = 4,74
2. Berapakah pH dari larutan suatu sistem penyangga yang mengandung 0,3 M NH3 dan 0,3 M NH4Cl? (Kb NH3 = 1 x 10-5) ?
Jawaban:
pOH = -log [OH–]
pOH = -log (1 x 10-5)
pOH = 5
pH larutan:
pH = 14 – pOH
pH = 14 – 5 = 9
Baca juga: Hidrolisis Garam
Pemahaman Akhir
Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang mampu mempertahankan pHnya stabil ketika ditambahkan sedikit asam atau basa, serta saat diencerkan. Larutan penyangga ini memiliki peran penting dalam sistem kimia dan biologi. Di dalam tubuh manusia, berbagai cairan memiliki pH yang berbeda, dan keseimbangan pH ini diatur oleh sistem penyangga untuk mendukung fungsi enzim dan tekanan osmotik yang optimal.
Larutan penyangga dapat dibedakan menjadi dua jenis berdasarkan komponennya, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari basa lemah dan asam konjugasinya.
Prinsip kerja larutan penyangga terletak pada keberadaan komponen asam dan basa konjugasi di dalam larutan. Ketika ditambahkan ion OH- (dari larutan basa), komponen asam larutan penyangga akan menetralkan ion tersebut sehingga pH larutan tetap stabil. Sebaliknya, jika ditambahkan ion H+ (dari larutan asam), komponen basa larutan penyangga akan menetralkan ion tersebut sehingga pH larutan tetap relatif konstan.
Larutan penyangga dapat dibuat dengan mencampurkan asam lemah dan basa konjugasinya atau dengan mereaksikan asam lemah berlebih dengan basa kuat untuk larutan penyangga asam. Sementara itu, untuk larutan penyangga basa dapat dibuat dengan mencampurkan basa lemah dan asam konjugasinya atau dengan mereaksikan basa lemah berlebih dengan asam kuat.
Dalam kehidupan sehari-hari, contoh larutan penyangga dapat ditemukan dalam darah manusia. Darah memiliki pH normal antara 7,35 hingga 7,45. Penyangga utama dalam darah adalah asam karbonat (H2CO3) dan ion bikarbonat (HCO3-), yang bekerja bersama untuk menjaga pH darah tetap stabil.
Dengan memahami larutan penyangga dan bagaimana ia berfungsi dalam mengatur pH, kita dapat lebih memahami berbagai proses biologis dan kimia yang terjadi dalam tubuh dan lingkungan sekitar. Melalui pemahaman ini, kita dapat mengaplikasikan pengetahuan tentang larutan penyangga dalam berbagai bidang kehidupan dan ilmu pengetahuan.
Demikianlah pembahasan mengenai larutan penyangga. Semoga pembahasannya berfamfaat dan dapat menambah pengetahuanmu.
Referensi:
Brown, Theodore L. (2011). Chemistry the Central of Science 12th Edition.Pearson Prentince Hall.
Utami, Budi, dkk. (2009). Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
