LARUTAN PENYANGGA EDO ADIANTO RAMADHAN XI. MIA 3
SMA NEGERI 1 SUMBER JL SUNAN MALIK IBRAHIM NO.4 SUMBER CIREBON 45611 2015
LARUTAN PENYANGGA
1. Landasan Teori Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang dapat menjaga (mempertahankan) pHnya dari penambahan asam, basa, maupun pengenceran oleh air. pH larutan buffer tidak berubah (konstan) setelah penambahan sejumlah asam, basa, maupun air. Larutan buffer mampu menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar. 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 basa konjugasinya (BH+), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa. Komponen larutan penyangga terbagi menjadi: 1. 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 natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain. 2. 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 (Adom, 2009 : 5). Larutan buffer atau larutan penyangga adalah larutan yang harga pH nya tidak berubah dengan penambahan sedikit asam, basa, atau air. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam mempertahankan pH pada daerah asam (pH <7 ), sedangkan larutan penyangga basa mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga asam mengandung suatu asam lemah dan basa konjugasi sedangkan ;larutan penyangga basa mengandung suatu basa lemah dan asaam konujugasi(Sunardi, 2006 : 34). Cara kerja larutan penyangga :
1
Telah disebutkan bahwa 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 pHnya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga: 1.
Larutan penyangga asam Contoh : CH3COOH dengan CH3COONa ; H2CO3 dengan NaHCO3 ; dan NaHCO3 dengan Na2CO3. Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung ; H2CO3 dan HCO3- 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 HCO3- membentuk molekul H2CO3. HCO3- (aq) + H+(aq) → H2CO3 (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 (H2CO3), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam H2CO3 membentuk ion HCO3- dan air. H2CO3 (aq) + OH-(aq) → HCO3- (aq) + H2O(l)
2. Larutan penyangga basa Contoh : NH4OH dengan NH4Cl. 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)
2
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) (Farx, 2011 : 2). Sifat-sifat larutan penyangga yaitu nilai Ka selalu tetap pada suhu tetap sedangkan [H+] bergantung pada [HA] dan [MA]. Berdasarkan eksperimen perbandingan [HA] dan [MA] berada dalam rentang dan mempunyai pH paling stabil jika [HA]/[MA] = 1, sehingga [H+] = Ka atau pH = pKa. PH larurtan penyangga baik asam maupun basa dapat ditulis : v Untuk asam [H+]
= Ka x
pH
= - Log ( Ka x ) = - Log Ka – Log
Atau : pH = pKa - Log v Untuk basa [OH-] = Kb x Atau : pOH
= pKb - Log
pH = 14 – pOH Dengan keterangan : Ka
= tetapan ionisasi asam lemah Kb
= tetapan ionisasi basa lemah
A
= jumlahmol asam lemah
b
= jumlah mol bas lemah
(Achmad, 2001 : 91). Larutan penyangga digunakan secara luas dalam kimia analitis, biokimia, bakteriologi, fotografi, industri kulit, dan zat warna.Terutama dalam biokimia dan bakteriologi diperlukan rentang pH tertentu yang sempit untuk mencapai hasil optimum. Kerja suatu enzim, tumbuhnya kultur bakteri, dan proses biokimia lainnya sangat sensitif terhadap perubahan pH. Cairan tubuh, baik cairan intrasel maupun cairan luar sel merupakan larutan penyangga, yaitu pasangan dihidrogen fosfat-monohidrogenfosfat ( H2PO4- HPO42- ). Sistem reaksi ini bereaksi dengan asam dan basa (Michel, 2006 : 102 )
3
PRAKTIKUM LARUTAN PENYANGGA 1. Tujuan Mengetahui kebenaran larutan penyangga berdasarkan teori. Untuk mempelajari larutan buffer sederhana dan menghitung pH larutan buffer.
2. Alat dan Bahan Alat Labu erlemeyer 100 cm3 Pipet tetes Silinder ukur 50 cm3 Tabung reaksi sedang pH meter
Jumlah 2 buah 2 buah 2 buah 6 buah 1 buah
Bahan Larutan NaOH 0,1M 60ml. Larutan CH3COOH 20 ml. Aquades
3. Langkah kerja 1. Ambil dan siapkan semua alat dan bahan; 2. Pastikan semua peralatan dalam keadaan bersih dan tidak rusak; 3. Ambillah larutan NaOH 0,1 M dengan menggunakan gelas kimia, kemudian tuangkan ke dalam buret hingga mencapai garis 0 ml; 4. Encerkan cuka dengan cara mengambil 5 ml cuka ditambah dengan aquades 100 ml kemudian aduk. 5. Ambil 20 ml cuka yang sudah diencerkan kemudian tuangkan ke gelas kimia. 6. Catat pH awal larutan cuka yang sudah di encerkan. 7. Kemudian lakukan titrasi sebanyak 15 ml NaOH secara bertahap (per 1 ml) 8. Catat perubahan pH setiap penambahan 1 ml NaOH. 4. Hasil Praktikum Percobaan CH3COOH 0,15M 20 ml 1 20 ml 2 20 ml 3 20 ml 4 20 ml 5 20 ml 6 20 ml 7 20 ml 8 20 ml 9 20 ml 10 20 ml 11 20 ml 12 20 ml 13 20 ml 14 20 ml 15
NaOH 0,1M (ml) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
pH 3,9 4,7 5,7 10,8 11,3 11,6 11,8 12 12 12,1 12,1 12,2 12,2 12,2 12,2
4
Grafik kurva
pH
13 12.5 12 11.5 11 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
E
D C
B A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Larutan NaOH
5. Kesimpulan 1. Larutan penyangga adalah larutan yang terdiri dari campuran asam atau basa konjugasinya dan basa atau asam konjugasinya yang membuat larutan tersebut data mempertahankan pH-nya ketika ditambahkan dengan sejumlah asam, basa, maupun diencerkan. 2. Pengukuran menggunakan pH meter sebaiknya dicek terlebih dahulu dan benarbenar dalam keadaan bersih. 3. Pada grafik asam cuka dan NaOH mula-mula diawali dengan 3,9 pada volume 1 ml NaOH kemudian seterusnya pH naik seiring dengan naiknya NaOH. 4. Pada titik akhir titrasi ditandai dengan pH yang stabil pada volume NaOH tertentu 5. Setelah akhir titrasi ditandai dengan perubahan warna mera muda, pH 7 6. Asam garam menentukan efektivitas larutan penyangga perbandingan yang baik yakni 1:1 adalah larutan penyangga yang baik. 7. Berdasarkan grafik, B – C menunjukkan bahwa larutan penyangga asam lemah basa konjugasi.
5
