Larutan Penyangga (Buffer)

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!

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

1. Larutan penyangga asam

Terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasinya.

2. 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 K_a 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

1. 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.

2. 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

1. 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^–? (K_a  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? (K_b  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

Demikianlah pembahasan mengenai larutan penyangga. Semoga pembahasannya berfamfaat dan dapat menambah pengetahuanmu.

Referensi:

Brown, Theodore L. (2011). Chemistry the Central of Science 12^th Edition.Pearson Prentince Hall.

Utami, Budi, dkk. (2009). Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.