LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN KITA

A. Pengertian Larutan Penyangga

Tubuh manusia harus bisa mempertahankan derajat keasamannya (pH) agar bisa menjalankan fungsinya serta tidak membahayakan kesehatan. Diantaranya adalah pada reaksi pemecahan protein di dalam asam lambung oleh enzim peptidase yang akan berjalan dengan baik jika cairan lambung mempunyai pH=3. Oksigen dapat terikat dengan baik oleh butir-butir darah merah jika pH darah sekitar 6,1- 7. Untuk menjaga agar pH larutan tersebut berada pada kisaran angka tertentu (tetap) maka diperlukan suatu sistem yang dapat mempertahankan nilai pH, yakni larutan penyangga.

Larutan penyangga atau buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH tertentu terhadap usaha mengubah pH, seperti penambahan asam, basa, ataupun pengenceran.

Sebagai contoh : Darah mampu mempertahankan pH karena mengandung larutan penyangga dari Oksihemoglobin (HHbO₂) dan deoksihemoglobin / asam hemoglobin (HHb)

B. Jenis Larutan Penyangga dan Prinsip Kerjanya

I. Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga asam dapat mempertahankan pH < 7, tersusun atas campuran:

1) Asam lemah dan garamnya

Contoh: CH₃COOH dengan CH₃COONa

2) Asam lemah dan basa konjugasinya

Contoh: CH₃COOH dengan CH₃COO^–

Larutan penyangga asam dapat dibuat dengan mereaksikan asam lemah dengan basa kuat.

Reaksi tersebut akan menghasilkan garam atau basa konjugasi, menghabiskan basa kuat dan menyisakan asam lemah.

Contoh asam lemah dan basa konjugasinya adalah :

HCOOH dan HCOO^-

H₂CO₃ dan HCO₃^-

H₂PO₄^- dan HPO₄^2-

HF dan F^-

Contoh:

Larutan penyangga dari 100 mL H₂CO₃ 0,3 M dan 100 mL NaOH 0,1 M,

	H₂CO₃	+	NaOH	à	NaHCO₃	+	H₂O
M	30 mmol		10 mmol		–		–
R	10 mmol		10 mmol		10 mmol		10 mmol
St	20 mmol		–		10 mmol		10 mmol

Cara (Prinsip Kerja) larutan penyangga asam menjaga pH:

Dalam larutan tersebut, terdapat kesetimbangan kimia:

CH₃COOH(aq) ⇌ CH₃COO⁻(aq) + H⁺(aq)

1) Pada penambahan asam (penambahan H⁺), kesetimbangan bergeser ke kiri, asam bereaksi dengan basa membentuk asam lemah.

2) Pada penambahan basa (penambahan OH^-), kesetimbangan bergeser ke kanan, basa bereaksi dengan asam membentuk air.

3) Pada penambahan air (pengenceran), derajat ionisasi asam lemah CH₃COOH akan bertambah besar, yang berarti jumlah ion H⁺ dari ionisasi CH₃COOH juga bertambah. Akan tetapi, karena volume larutan juga bertambah, pengaruh penambahan konsentrasi H⁺ menjadi tidak berarti. Dengan demikian, nilai pH larutan tidak mengalami perubahan.

Larutan Pengangga

II. Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga basa dapat mempertahankan pH > 7, tersusun atas campuran:

1) Basa lemah dan garamnya

Contoh: NH₃ dengan NH₄Cl.

2) Basa lemah dan asam konjugasinya

Contoh: NH₃ dengan NH₄ ⁺

Larutan penyangga basa dapat dibuat dengan mereaksikan asam kuat dengan basa lemah.

Reaksi tersebut akan menghasilkan garam atau asam konjugasi, menghabiskan asam kuat dan menyisakan basa lemah.

Contoh:

Larutan penyangga dari 250 mL NH₃ 0,1 M dan 100 mL HCl 0,1 M,

	NH₃	+	HCl	à	NH₄Cl
M	25 mmol		10 mmol		–
R	10 mmol		10 mmol		10 mmol
St	15 mmol		–		10 mmol

Cara larutan penyangga basa menjaga pH:

Dalam larutan tersebut, terdapat kesetimbangan kimia:

NH₄OH(aq) ⇌ NH₄⁺(aq) + OH^-(aq)

1) Pada penambahan asam (penambahan H+), kesetimbangan bergeser ke kanan, asam bereaksi dengan basa membentuk asam lemah.

2) Pada penambahan basa (penambahan OH-), kesetimbangan bergeser ke kiri, basa bereaksi dengan asam membentuk air.

3) Pada penambahan air (pengenceran), derajat ionisasi basa lemah akan bertambah besar, yang berarti jumlah OH– dari ionisasi NH₃ bertambah. Akan tetapi, karena volume larutan juga bertambah, pengaruh penambahan konsentrasi OH– menjadi tidak berarti. Dengan demikian, nilai pH larutan tidak mengalami perubahan.

C. Perhitungan pH Larutan Penyangga

1) Menghitung Konsentrasi H⁺ dalam larutan penyangga asam:

Keterangan:

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Ma = Molaritas asam lemah

Mg= Molaritas basa konjugasinya

na = Jumlah mol asam lemah

ng= Jumlah mol basa konjugasinya

Contoh:

100 mL larutan penyangga mengandung 10 mmol H₂S dan HS^-.(Ka H₂S = 1 x 10^-6).

Tentukan pH larutan:

a. pH larutan penyangga

[H⁺] = 10^-6 x = 10^-6

pH = –log10^-6

pH = 6

b. Jika ditambahkan HCl 0,1 M 2 mL

Asam akan bereaksi dengan HS^-(basa),

HS^-(aq) + H⁺(aq) à H₂S(aq)

M : 10 mmol 0,2 mmol 10 mmol

R : 0,2 mmol 0,2 mmol 0,2 mmol

S : 9,8 mmol – 10,2 mmol

[H⁺] = 10^-6 x = 1,04 x 10^-6

pH = –log1,04 x 10^-6

pH = 5,98

c. Jika ditetesi KOH 0,1 M 3 mL

Basa akan bereaksi dengan H₂S (asam),

H₂S(aq) + OH^-(aq) à HS^-(aq) + H₂O(l)

M : 10 mmol 0,3 mmol 10 mmol

R : 0,3 mmol 0,3 mmol 0,3 mmol 0,3 mmol

S : 9,7 mmol – 10,3 mmol 0,3 mmol

[H⁺] = 10^-6 x = 9,4 x 10^-7

pH = –log 9,4 x 10^-7

pH = 6,02

2) Menghitung Konsentrasi OH^-dalam larutan penyangga basa:

Keterangan:

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Mb = Molaritas basa lemah

Mg= Molaritas asam konjugasinya/garam

nb = Jumlah mol basa lemah

ng= Jumlah mol asam konjugasinya

Contoh:

100 mL larutan penyangga mengandung NH₃ dan NH₄Cl yang keduanya 0,1 M. (Kb NH₃ = 10^-5). Tentukan pH larutan:

a. pH larutan penyangga

[OH^-] = 10^-5 x = 10^-5

pOH = –log10^-5 = 5

pH =14-POH = 9

b. Jika ditambahkan HCl 0,1 M 3 mL

Asam akan bereaksi dengan NH₃ (basa),

NH3(aq) + H+(aq) à NH4 +(aq)

10 mmol

0,3 mmol

10 mmol

0,3 mmol

9,7 mmol

–

10,3 mmol

[OH^-] = 10^-5 x = 1,06 x 10^-5

pOH = –log1,06 x 10^-5 = 4,97

pH = 14 – POH = 9,03

c. Jika ditetesi KOH 0,1 M 4 mL

Basa akan bereaksi dengan NH₄⁺ (asam konjugasi),

NH₄ ⁺(aq)+OH^-(aq) à NH₃ (aq) + H₂O(l)

M 10 mmol 0,4 mmol 10 mmol

R 0,4 mmol 0,4 mmol 0,4 mmol 0,4 mmol

S 9,6 mmol – 10,4 mmol 0,4 mmol

[OH^-] = 10^-5 x = 9,23 x 10^-6

pOH = –log 9,23 x 10^-6 = 5,03

pH = 14 – POH = 8,97

Dari Contoh diatas maka :

Langkah-langkah Menghitung pH Larutan Penyangga

1.     Tentukanlah mol asam atau basa lemah

2.     Tentukanlah mol asam atau basa konjugasi (garam)

3.     Hitunglah ion H⁺ atau ion OH^-

4.     Hitunglah pH

D. Fungsi dan Peran Larutan Penyangga dalam Kehidupan

Peran Larutan penyangga dalam kehidupan sehari – hari biasanya digunakan dalam hal – hal yang berkaitan dengan :

1) Analisis zat kimia dan biokimia

2) Laboratorium bakteriologi

3) Kultur jaringan

4) Obat tablet dan cair

5) Cocok tanam hidroponik

Fungsi Larutan penyangga dalam tubuh manusia yaitu berfungsi menjaga keseimbangan pH tubuh, terdapat pada cairan intrasel dan cairan ekstrasel (misalnya darah dan air liur).

Macam-macam larutan penyangga dalam tubuh:

1) Penyangga fosfat tersusun atas H₂PO₄^- dan HPO₄^2- dan berada pada seluruh cairan tubuh.

Pada penurunan pH tubuh

HPO₄^2-(aq) + H⁺(aq) à H₂PO₄^-(aq)

Pada kenaikan pH tubuh

H₂PO₄^-(aq) + OH^-(aq) à HPO₄^-2(aq) + H₂O(l)

2) Penyangga karbonat tersusun atas H₂CO₃ dan HCO₃^- dan berada pada darah.

Pada penurunan pH tubuh

HCO₃^-(aq) + H⁺(aq) à H₂CO₃(aq)

Pada kenaikan pH tubuh

H₂CO₃(aq) + OH^-(aq) à HCO₃^-(aq) + H₂O(l)

3) Penyangga hemoglobin tersusun atas HHb dan HbO₂ dan berada pada darah.

Kesetimbangan hemoglobin

HHb(aq) + O₂(aq) ⇌ HbO₂(aq) + H⁺(aq)

Tanpa larutan penyangga, tubuh manusia dapat mengalami asidosis dan alkalosis yang menyebabkan kerusakan jaringan dan organ.

Asidosis adalah penurunan pH darah yang disebabkan oleh metabolisme tubuh yang terlalu tinggi karena diabetes mellitus, penyakit ginjal, diare, dan konsumsi makanan berprotein berlebihan.

Alkalosis adalah peningkatan pH darah yang disebabkan hiperventilasi karena sedikitnya kadar oksigen di lingkungan, dan gas karbondioksida yang dilepas terlalu banyak.

Sekian Uraian singkat materi tentang Larutan Penyangga atau Buffer atau Dappar yang bisa disampaikan pada kesempatan ini semoga dapat melengkapi khasanah informasi anda semua, dan segala masukkan tentang kekurangannya silahkan tulis dikolom komentar.