Siti Hanifah Nurjanah 240210130122IV.HASIL PENGAMATAN DAN
PEMBAHASANLarutan penyangga atau larutan buffer atau larutan dapar
merupakan suatu larutan yang dapat menahan perubahan pH yang besar
ketika ion ion hidrogen atau hidroksida ditambahkan, atau ketika
larutan itu diencerkan. Secara umum, larutan buffer mengandung
pasangan asam basa konjugat atau terdiri dari campuran asam lemah
dengan garam yang mengandung anion yang sama dengan asam lemahnya,
atau basa lemah dengan garam yang mengandung kation yang sama
dengan basa lemahnya. Oleh karena mengandung komponen asam dan basa
tersebut, larutan buffer dapat bereaksi dengan asam (ion H+) maupun
dengan basa (ion OH-) apa saja yang memasuki larutan. Oleh karena
itu, penambahan sedikit asam ataupun sedikit basa ke dalam larutan
buffer tidak mengubah pH-nya. Larutan penyangga dapat dibedakan
atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa (Day dan
Underwood, 2002).Setiap buffer memiliki kapasitas untuk
mempertahankan pHnya, kapasitas suatu penyangga merupakan ukuran
keefektifannya dalam perubahan pH pada penambahan asam atau basa.
Semakin besar konsentrasi asam dan basa konjugasinya, semakin besar
kapasitas penyangga. Kapasitas penyangga dapat didefinisikan secara
kuantitatif dengan jumlah mol basa kuat dibutuhkan untuk mengubah
pH 1 L larutan sebesar 1 pH satuan (Vogel, 1979). Asam dan basa
yang digunakan dalam praktikum kali ini merupakan asam kuat yaitu
HCl dan basa kuat yaitu NaOH.Tabel 1. Hasil Pengamatan Pembuatan
Larutan BufferKelompokpHVolume Asam (ml)Massa Garam (gram)pH
percobaan
1 M0,1 M
632,80570,07012,83,1
73,152,78850,098233,17
83,252,770,1233,203,28
93,352,750,153343,323,8
103,452,7240,191063,373,42
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014Pada praktikum kali ini
larutan buffer yang dibuat akan diuji kestabilannya terhadap
penambahan asam kuat (HCl) dan basa kuat (NaOH). Pembuatan larutan
buffer dilakukan mengikuti persamaan Henderson-Hasselbalch yaitu
:pH = PKa + log pOH = PKb + log Larutan buffer yang dibuat adalah
50 ml buffer asetat 1M dengan pH 3; 3,15; 3,25; 3,35; 3,45. Berikut
merupakan contoh perhitungan massa garam dan volume asam yang
dibutuhkan dalam pembuatan larutan buffer (kelompok 10) :Dik :pH =
3,45Volume buffer = 50 mlM = 1 MCH3COOH pKa = 4,76 = 1,05 gr/mlBM =
60CH3COONa BM = 82Dit : a) Massa CH3COONab) Volume CH3COOHJawab :pH
= pKa + log 3,45 = 4,76 + log -1,31 = log = 0,0489 = 0,0489x =
0,0489 0,0489 x1,0489 x = 0,0489x = 0,0466M CH3COONa = [G] =
0,0466M CH3COOH = 0,9534 = [A] = 1 0,0466 = 0,9534Massa CH3COONa
yang dibutuhkan :M = 0,0466 = n = 0,00233Massa CH3COONa= n x BM=
0,00233 x 82= 0,19106 gramVolume CH3COOH :M = 0,9534 = n =
0,04767Massa CH3COOH= n x BM= 0,04767 x 60= 2,8602 gramVolume
CH3COOH = v = v = 2,724 mlBerdasarkan prosedur, maka jumlah garam
dan asam yang telah diketahui kemudian dimasukkan ke dalam beaker
glass dan dikocok hingga homogen. Selanjutnya pH dari larutan
tersebut diukur dengan menggunakan pH-meter. Pada hasil pengamatan
diatas terlihat bahwa terjadi perubahan pH walaupun kecil. pH
larutan buffer dengan konsentrasi 1M lebih kecil dibanding
konsentrasi 0,1 M. Derajat keasaman atau pH suatu larutan penyangga
ditentukan oleh komponen-komponennya.Jika suatu campuran tersebut
diencerkan maka harga perbandingan komponen-komponen tersebut tidak
berubah sehingga pH larutan penyangga juga praktis tidak berubah.
Akan tetapi pada praktiknya, jika dilakukan pengenceran yang
terlalu besar, misalnya 1 L larutan penyangga diencerkan dengan 1
drum air (kira kira 200 L), tentu pH akan berubah. Pengenceran yang
kurang dari 10 kali volume semula, pH larutan penyangga dianggap
tidak mengalami perubahan (Rohimah, 2012). Perbedaan yang terjadi
pada pH larutan buffer tersebut dapat disebabkan karena beberapa
faktor, antara lain kelarutan zat, konsentrasi larutan,
standarisasi zat, atau karena pH meter yang tidak stabil. Kelarutan
suatu zat dapat mempengaruhi pH larutan tersebut, hal ini karena
kelarutan zat dapat berpengaruh kepada kadar atau konsentrasi suatu
larutan. Jika suatu zat tidak larut sempurna maka larutan tersebut
akan bersifat lebih asam atau lebih basa sehingga pH yang
dihasilkan tidak akurat. Konsentrasi larutan yang tidak sama dapat
mempengaruhi pH atau dapat terjadi karena larutan yang digunakan
bukan larutan baku atau larutan standar. Selain itu, dipengaruhi
karena pH meter yang digunakan tidak stabil sehingga nilai yang
dihasilkan tidak akurat. Setelah diukur pH, larutan buffer tersebut
diuji kestabilannya dengan melakukan penambahan NaOH (0,1 M dan 1
M) serta HCl (0,1 M dan 1 M).NaOH (Natrium Hidroksida) berwarna
putih atau praktis putih, massa melebur, berbentuk pelet, serpihan
atau batang atau bentuk lain. Sangat basa, keras, rapuh dan
menunjukkan pecahan hablur. Bila dibiarkan di udara akan cepat
menyerap karbondioksida dan lembab. Kelarutan mudah larut dalam air
dan dalam etanol tetapi tidak larut dalam eter. Titik leleh 318C
serta titik didih 1390C. Hidratnya mengandung 7; 5; 3,5; 3; 2 dan 1
molekul air (Daintith, 2005). NaOH membentuk basa kuat bila
dilarutkan dalam air, NaOH murni merupakan padatan berwarna putih,
densitas NaOH adalah 2,1 . Senyawa ini sangat mudah terionisasi
membentuk ion natrium dan hidroksida (Keenan dkk, 1989). Natrium
hidroksida (NaOH) merupakan basa kuat yang menerima proton dari
Na+. Basa ini mengandung unsur dari golongan alkali, yakni Natrium
(Na+). Ciri lain dari golongan alkali adalah reduktor kuat dan
mampu mereduksi asam, mudah larut dalam air, merupakan penghantar
arus listrik yang baik dan panas, urutan kereaktifannya meningkat
seiring dengan bertambahnya berta atom (Linggih dan Wibowo, 1988).
NaOH biasanya digunakan sebagai pelarut disebabkan kegunaan dan
efektifitasnya sangat banyak antara lain untuk menetralkan asam.
NaOH sangat Reaktif dalam bereaksi dengan lautan asam, ekses yang
melebihi keperluan netralisasi akan bereaksi dengan material
fospatida.Hidrogen klorida (HCl) adalah asam monoprotik, yang
berarti bahwa ia dapat berdisosiasi melepaskan satu H+ hanya
sekali. Dalam larutan asam klorida, H+ ini bergabung dengan molekul
air membentuk ion hidronium, H3O+.HCl + H2O H3O+ + ClIon lain yang
terbentuk adalah ion klorida, Cl. Asam klorida oleh karenanya dapat
digunakan untuk membuat garam klorida, seperti natrium klorida.
Asam klorida adalah asam kuat karena ia berdisosiasi penuh dalam
air (Lide, 1981). Penambahan asam kuat pada setiap sistem buffer
ini akan menghasilkan garam netral dan asam lemah. Dengan
menghasilkan asam yang tidak mudah terdisosiasi, buffer bermakna
menurunkan peningkatan konsentrasi ion hidrogen bebas bila
dibandingkan dengan reaksi tanpa buffer (Samik, 2000).Tabel 1.
Hasil Pengamatan Pengujian Kestabilan Larutan BufferKELpH
PercobaanPengujian Kestabilan% Kestabilan
1M0,1 M1 M0,1 M1 M0,1 M
NaOHHClNaOHHClNaOHHClNaOHHCl
6.2,83,12,952,93,153,1399,64396,42999,38799,032
7.33,173,133,103,203,1895,66796,66799,05499,685
8.3,323,283,233,213,213,3999,06399,68898,78099,695
9.3,323,383,433,333,333,3996,68799,69899,40899,704
10.3,373,423,393,283,283,4399,40697,32999,12399,708
Sumber : Dokumentasi Pribadi, 2014Pengujian kestabilan larutan
buffer dihitung menggunakan rumus persen kestabilan yaitu : %
kestabilan = x 100 %Berikut merupakan contoh perhitungan persen
kestabilan larutan buffer kelompok 10:1. Penambahan NaOH 1 M%
kestabilan= x 100 %= 99,406 %2. Penambahan HCl 1 M% kestabilan= x
100 %= 97,329 %3. Penambahan NaOH 0,1 M% kestabilan= x 100 %=
99,123 %4. Penambahan HCl 0,1 M% kestabilan= x 100 %= 99,708
%Menurut Syukri (1999), larutan buffer juga mempunyai kapasitas
buffer (yang biasa disebut indeks buffer atau intensitas buffer).
Kapasitas buffer merupakan suatu ukuran kemampuan buffer untuk
mempertahankan pHnya yang konstan apabila ditambahkan asam kuat
atau basa kuat. Kapasitas buffer bergantung pada jumlah asam-garam
atau basa-garam yang terkandung di dalamnya. Apabila jumlahnya
besar, pergeseran kesetimbangan ke kanan maupun ke kiri dapat
berlangsung banyak untuk mengimbangi asam kuat atau basa kuat yang
ditambahkan. Sehingga dapat disebut kapasitas buffernya besar.
Sebaliknya apabila jumlah asam-garam atau basa-garam itu kecil,
dapat menyebabkan pergeseran kesetimbangan ke kanan dan ke kiri
berlangsung sedikit. Sehingga dapat dikatakan kapasitas buffernya
kecil. Suatu buffer dapat menahan perubahan [H+] sebanyak 100x
semula. Perubahan pH yang diizinkan hanyalah sekitar 2. Ka atau Kb
adalah konstanta, maka suatu buffer hanya efektif pada daerah pH
tertentu yang disebut rentang daerah buffer. Sesungguhnya
penambahan asam/basa pada suatu buffer akan mengubah pH-nya, namun
perubahan itu sangatlah kecil dan dapat diabaikan. Namun, jika
jumlah asam/basa yang ditambahkan makin banyak, maka perubahan
pH-nya tak dapat diabaikan lagi. Mekanisme kerja buffer yaitu
menggunakan prinsip reaksi netralisasi. Jumlah asam atau basa yang
dapat dinetralkan suatu buffer sebelum pH larutan berubah disebut
kapasitas buffer .Berdasarkan tabel diatas persen kestabilan
larutan buffer yang ditambah asam (HCl) lebih stabil dibanding yang
ditambah basa (NaOH). Selain itu, penambahan asam atau basa dengan
konsentrasi 0,1 M lebih stabil dibanding konsenrasi 1 M. Menurut
Rohimah (2012), jika ke dalam larutan penyangga ditambahkan sedikit
asam, asam tersebut akan bereaksi dengan zat yang bersifat basa.
Begitu juga sebaliknya, iika ditambahkan sedikit basa, basa
tersebut akan bereaksi dengan zat yang bersifat asam. Perhatikan
larutan penyangga yang terbentuk dari campuran asam lemah CH3COOH
dan basa konjugasinya CH3COO-. 1. Penambahan asamJika ke dalam
campuran tersebut ditambahkan sedikit asam HCl, akan terjadi reaksi
berikut :CH3COO-(aq) + HCl(aq) CH3COOH(aq) + Cl-(aq) Berdasarkan
reaksi ini berarti jumlah basa konjugasinya (ion CH3COO-) akan
berkurang dan asam lemah CH3COOH akan bertambah. Penambahan asam ke
dalam larutan penyangga akan menurunkan konsentrasi basa konjugasi
dan meningkatkan konsentrasi asam. Perubahan ini tidak dapat
menyebabkan perubahan pH yang besar.2. Penambahan BasaJika kedalam
campuran tersebut ditambahkan sedikit basa NaOH, akan terjadi
reaksi berikut :CH3COOH(aq) + NaOH(aq) CH3COO-(aq) + Na+ (aq) +
H2O(l) Berdasarkan reaksi tersebut, berarti jumlah asam lemah
CH3COOH akan berkurang dan basa konjugasinya akan bertambah.
Perubahan ini tidak menyebabkan perubahan pH yang besar.
Gambar 1. Larutan penyangga yang terdiri atas campuran asam
lemah dan basa konjugasinya (HX dan X-) (Rohimah, 2012)Berdasarkan
gambar di atas, ketika ditambahkan basa, konsentrasi HX menurun dan
konsentrasi X- meningkat. Sedangkan ketika ditambahkan asam,
konsentrasi X- menurun dan konsentrasi HX meningkat (Rohimah,
2012).Larutan penyangga atau buffer memiliki berbagai kegunaan
diantaranya digunakan dalam : 1. Analisis zat kimia dan biokimia 2.
Laboratorium bakteriologi 3. Kultur jaringan 4. Obat tablet dan
cair 5. Cocok tanam hidroponik Larutan penyangga terdapat dalam
tubuh manusia yang berfungsi menjadi keseimbangan pH tubuh,
terdapat pada cairan intrasel dan cairan ekstrasel. 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. Macam-macam larutan penyangga dalam tubuh :
1) Penyangga fosfat tersusun atas H2PO4- dan HPO42- dan berada pada
seluruh cairan tubuh. Buffer fosfat adalah buffer netral dengan
kisaran pH 7. Pada makhluk hidup, buffer fosfat umumnya terdapat
pada sitoplasma sel. Buffer fosfat dapat dibuat dengan menggunakan
monosodium fosfat (NaH2PO4) dan basa konjugatnya yaitu disodium
fosfat (Na2HPO4). Sistem buffer fosfat serupa dengan sistem buffer
bikarbonat. Garam natrium dari dihidrogen fosfat dan monohidrogen
fosfat masing-masing akan berperan sebagai asam lemah dan basa
lemah. Buffer fosfat terutama mempertahankan pH fluida intraseluler
dan tubulus ginjal sehingga tidak akan mempertahankan pH darah,
namun merupakan buffer yang penting untuk urin (Retno, 2008).
Larutan penyangga fosfat di luar sel hanya sedikit jumlahnya
tetapipenting sebagai penyangga urin yang memiliki kisaran pH yang
lebar,yakni 4,5 8,5. Apabila terjadi perubahan pH darah secara
berlebhan,maka ginjal memainkan peranan penting untuk mengatasinya.
Larutan penyangga fosfat dalam air ludah menetralisir asam
yangterbentuk dari fermentasi sisa makanan dan menjaga pH mulut ~
6,8.2) Penyangga karbonat tersusun atas H2CO3 dan HCO3- dan berada
pada darah. Larutan penyangga karbonat berada dalam darah dengan
perbandinganH2CO3/HCO3- sekitar 1 : 20 untuk dapat mempertahankan
pH darah ~ 7,4.3) Penyangga hemoglobin tersusun atas HHb dan HbO2
dan berada pada darah. Hemoglobin berfungsi mengontrol pH darah
pada kisaran 7,35 7,45. Hemoglobin mengikat O2 yang diperoleh dari
pernapasan dan berada dalamkesetimbangan dengan oksihemoglobin.
Upaya mengubah pH darah terjadi dari proses metabolisme di mana
produkbuangnya yakni CO2 akan membentuk H2CO3 yang terurai menjadi
H+ danHCO3-. Kenaikan konsentrasi H+ ini akan dinetralisir oleh
komponenoksihemoglobin.
V.KESIMPULAN
1. Larutan buffer yaitu larutan yang dapat mempertahankan nilai
pH apabila larutan tersebut ditambahkan sejumlah asam atau basa
maupun diencerkan dengan menambah sejumlah volume air.1. Larutan
buffer merupakan campuran dari asam lemah dan basa konyugasinya
maupun basa lemah dan asam konjugasinya.1. Larutan buffer yang
dibuat mengikuti persamaan Henderson-Hasellbalch.1. Perbedaan
volume asam dan massa garam dalam pembuatan mempengaruhi pH larutan
buffer1. Mekanisme kerja larutan buffer adalah prinsip reaksi
netralisasi1. Perbedaan konsentrasi mempengaruhi kestabilan
DAFTAR PUSTAKA
Daintith, J. 2005.Kamus Lengkap Kimia. Erlangga. Jakarta
Day, R.A dan A.L.Underwood. 2002. Analisis kimia Kuantitatif.
Penerjemah : Iis Sopyan. Erlangga. Jakarta
Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., dan Wood, J.H. 1989. Ilmu Kimia
untukUniversitas : Edisi Keenam. Erlangga. Jakarta
Lide, David. 1981. CRC Handbook of Chemistry and Physics : Edisi
Ke-61. Crs press. Jakarta
Linggih, S. R dan P. Wibowo. 1988. Ringkasan Kimia. Ganeca
Exact. Bandung
Retno, Indah. 2008. Prinsip-prinsip Sains untuk Keperawatan.
Erlangga. Jakarta
Rohimah, Evi. 2012. Prinsip Kerja larutan Penyangga. Terdapat di
http://nurul.kimia.upi.edu/arsipkuliah/web2012/1002436/prinsip.html
(diakses pada 15 September 2014)
Samik, Wahab. 2000. Ilmu Kesehatan Anak. Penerbit Buku
Kedokteran EGC. Jakarta
Syukri. 1999. Kimia Dasar 2. ITB. Bandung
Vogel. 1979. Textbook of Macro and Semimicro Qualitative
Inorganic Analysis Fifth Edition. Longman Group. New York
JAWABAN PERTANYAAN
1. What volume of glacial acetic acid (17.6) and what weight of
sodium acetate (MW = 82) would be required to make 100 ml of 0,2 M
buffer, pH 3,9 (pKa = 4,8)? Buffer 100 ml 0,2 M, pH 3,9 (pKa =
4,8)Diketahui: [CH3COOH] = 17,6 M Mr CH3COONa = 82 Dibuat buffer
100 ml, 0,2 M pH = 3,9 & pKa = 4,8Ditanya : Volume CH3COOH dan
Massa CH3COONa ?Jawab: pH = pKa + log 3,9 = 4,8 + log 0,9 = log =
0,1259 = 0,1259x = 0,0252 0,1259x1,1259x = 0,0252x = 0,0224 M M
CH3COONa = [G] = 0,0244M CH3COOH = [A] = 1 0,0224 = 0,1776Volume
CH3COOH :V1M1 = V2M2100 x 0,1776 = 17,6 V2V2 = 1,0091 mlMassa
CH3COONa :[CH3COONa] = Massa = 0,0224 x 82 x 0,1Massa = 0,1837
gram
2. What weight of monobasic potassium phosphate (KH2PO4, MW =
136) and dibasic potassium phosphate (K2HPO4, MW = 174) are
required to make 100 ml of 0,2 M buffer, pH 6,5 .Buffer 100 ml 0,2
M, pH 6,5 (pKa = 6,8)Diketahui : Mr KH2PO4 = 136 (Asam) Mr K2HPO4 =
174 (Basa Konjugat) Dibuat buffer 100 ml, 0,2 M pH = 6,5 & pKa
= 6,8Ditanya : Massa KH2PO4 dan Massa K2HPO4?Jawab : pH = pKa + log
6,5 = 6,8 + log 0,3 = log = 0,5012x = 0,1002 0,5012x1,5012 x =
0,1002x = 0,0667 M (Basa Konjugat)0,2 x = 0,2 0,0667 = 0,1333 M
(Asam)Massa KH2PO4 :[KH2PO4] = 0,1333 = Massa = 0,1333 x 136 x
0,1Massa = 1,8129 gramMassa K2HPO4 :[K2HPO4] = 0,0667 = Massa =
0,0667 x 174 x 0,1Massa = 1,1606 gram
3. What weight of monobasic potassium phosphate (KH2PO4, MW =
136) and dibasic sodium phosphate (Na2HPO4, MW = 142) are required
to make 100 ml of 0,2 M buffer, pH 6,5.Buffer 100 ml 0,2 M, pH 6,5
(pKa = 6,8)Diketahui : Mr KH2PO4 = 136 (Asam) Mr Na2HPO4 = 142
(Basa Konjugat) Dibuat buffer 100 ml, 0,2 M pH = 6,5 & pKa =
6,8Ditanya : Massa KH2PO4 dan Massa Na2HPO4?Jawab: pH = pKa + log
6,5 = 6,8 + log 0,3 = log = 0,5012x = 0,1002 0,5012x1,5012 x =
0,1002x = 0,0667 M (Basa Konjugat)0,2 x = 0,2 0,0667 = 0,1333 M
(Asam)Massa KH2PO4 :[KH2PO4] = 0,1333 = Massa = 0,1333 x 136 x
0,1Massa = 1,8129 gramMassa K2HPO4 :[K2HPO4] = 0,0667 = Massa =
0,0667 x 174 x 0,1Massa = 1,1606 gramMassa Na2HPO4 :[Na2HPO4] =
0,0667 = Massa = 0,0667 x 142 x 0,1Massa = 0,9471 gram
4. What weight of sodium carbonate (Na2CO3, MW = 106) and sodium
bicarbonate (NaHCO3, MW = 84) are required to make 100 ml of 0,2 M
buffer, pH 10,2 (pKa = 9,8).Buffer 100 ml 0,2 M, pH 10,2 (pKa =
9,8) Diketahui : Mr Na2CO3 = 106 (Basa Konjugat) Mr NaHCO3 = 84
(Asam) Dibuat buffer 100 ml, 0,2 M pH = 10,2 & pKa = 9,8Ditanya
: Massa Na2CO3 dan Massa NaHCO3 ?Jawab : pH = pKa + log 10,2 = 9,8
+ log 0,4 = log = 2,5119x = 0,5024 2,5119 x3,5119 x = 0,5024x =
0,1431 M (basa konjugat)0,2 - 0,1431 = 0,0569 (asam)Massa NaHCO3
:[NaHCO3] = 0,0569 = Massa = 0,0569 x 84 x 0,1Massa = 0,4796
gramMassa Na2CO3 :[Na2CO3] = 0,1431 = Massa = 0,1431 x 106 x
0,1Massa = 1,5169 gram
5. How would you prepare 100 ml of 0,01 M acetate buffer, pH
4,5; given a solution of 0,2 M buffer at pH 4,5 ?Diketahui : Buffer
Asetat 100 ml, 0,01 M, pH = 4,5Ditanya : Volume Buffer Asetat
dengan konsentrasi 0,2 M, pH = 4,5 ?Jawab : V1M1 = V2M2 100 x 0,01
= 0,2 V2 V2 = 5 ml (Buffer Asetat)
6. What is the pH of a solution containing 0,15 M potassium
acetate and 0,3 M acetic acid (pKa = 4,8)?Diketahui : [CH3COOK] =
0,15 M [CH3COOH] = 0,3 M Dibuat buffer pKa = 4,8Ditanya : pH Buffer
?Jawab: pH = pKa + log pH = 4,8 + log pH = 4,8 + log(0,5) pH = 4,8
0,3010 pH = 4,4989 ~ 4,5
