KIMIA FISIK

I. LARUTAN

Biokimia adalah pelajaran mengenai komposisi dan perubahan (reaksi) kimia dalam zat hidup

(protoplasma). Dalam keadaan normal perubahan ini disebut fisiologis sedangkan dalam keadaan tidak

normal dinamakan patologis.

Protoplasma terdiri dari air, garam-garam anorganik dan senyawa organik. Air merupakan senyawaan yang

terpenting dalam jaringan. Air dalam jaringan dan cairan tubuh lain kebanyakan berada dalam keadaan

bebas (H2O), berarti zat-zat dapat larut didalamnya dan dapat keluar masuk dari darah ke jaringan. Sebagian

kecil dari air ini ada dalam bentuk koloid (hydrophyl) dan merupakan unsur (konstituen) tetap dari jaringan.

Pada umumnya makin aktif kerja suatu jaringan, scara fisiologis makin besar kadar airnya. Misalnya

jaringan otot 75 – 80 %, jaringan lemak 10 – 30 %.

Tubuh mempunyai mekanisme untuk menjaga dan mengontrol kadar air dalam jaringan. Bila ada kerusakan

dalam mekanisme ini maka berbagai keadaan patologis akan terjadi, misalnya dehidrasi, edema dan lain-

lain.

Unsur-unsur anorganik dan organik dalam jaringan :

Anorganik : - Kation : Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NH+

- Anion : Cl-, H2PO4-, HPO4

=, HCO3-, SO4

=

- Juga zat-zat : Fe, J, Cu, Zn, Mn, H2O, O2, CO2 dan lain-lain

Organik : - Karbohidrat, lipida, protein dan lain-lain

Berbagai jaringan mempunyai kadar unsur-unsur ini yang berbeda secara kualitatif dan kuantitatif. Karena

tiap sel mempunyai inti, maka ia harus mempunyai unsur inti sel secara umum. Contohnya sel adipose

(jaringan lemak), mempunyai kadar lemak yang besar tapi tetap mengandung protoplasma dan inti yang

sama dengan sel-sel dari jaringan mukosa usus, hanya saja ada bedanya karena yang satu bertugas

menyimpan lemak dan yang lain menghasilkan asam lambung.

Kesimpulannya : tubuh kita terdiri dari zat padat (50 %) dan zat cair (50 %).

Zat cair (cairan tubuh) sendiri terdiri dari bermacam-macam campuran, ada yang homogen, ada yang

heterogen.

Campuran homogen disebut larutan, misalnya : larutan NaCl

Campuran yang heterogen dapat berupa koloid, emulsi atau suspensi, misalnya : plasma darah kita adalah

suatu koloid. Dengan demikian sebagai mahasiswa kedokteran kita perlu mengenal hal ini.

1. Larutan adalah campuran yang homogen dari dua atau lebih macam zat : zat yang terlarut (solut) yang

berada dalam jumlah sedikit dan zat pelarut (solven) yang berjumlah lebih banyak.

Ada 2 macam larutan :

a. Elektrolit (menghantarkan arus listrik) misalnya : NaCl, KNO3

b. Nonelektrolit (tidak menghantarkan arus listrik) misalnya : glukosa, urea

2. Cara menyatakan konsentrasi

Semua reaksi kimia lebih mudah terjadi bila berbentuk larutan. Zat pelarut yang banyak dipakai air.

Ada 2 cara untuk menyatakan konsentrasi :

1

a. b/b % berat, molalita

(1) % berat = jumlah gram zat terlarut dalam 100 g larutan

berat zat terlarut = -------------------------------------------- x 100 %

berat zat terlarut + berat pelarut

(2) molalita (m) : jumlah mol zat terlarut dalam 1.000 g pelarut

b. b/v molarita, normalita

(1) molarita (M) : jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan, misalnya : NaCl 0,5 M, berarti

dalam 1 liter larutan ada 0,5 mol NaCl, bila Mr NaCl = 58,5, maka ada 0,5 x 58,5 g = 29,25

NaCl/L larutan.

Osmol = banyaknya renik/partikel per liter larutan, misalnya :

H2SO4 1 M 2 H+ + SO42

1 M = 3 Osmol

(2) normalita (N) : jumlah gram ekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan, jadi tergantung valensi,

misalnya :

- H2SO4 0,2 M = 0,4 N, larutan mengandung 0,4 g ekivalen (grek) H2SO4 /L

- HCl 1 M = 1 N

(3) Untuk larutan biologis, khusus ada satuannya :

(a) mg % = mg/100 ml = jumlah mg zat terlarut dalam 100 ml larutan

Contoh : Kadar darah A 150 mg, berarti tiap 100 ml darah A mengandung 150 mg

glukosa

(b) mEk/l = miliekivalen/l = jumlah miliekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan

Contoh : Kadar mineral Na darah si A = 140 mEk/l, berarti tiap liter darah A mengandung

140 mEk Na

(c) mcg/100 ml = mikrogram/100 ml = 103 mg/100 ml

Contoh : Kadar besi darah A = 150 mcg/100 ml, berarti tiap 100 ml darah A mengandung

150 mcg Fe = 1,5 x 101 mg Fe

Mengubah mEk ke mg, harus menyatakan valensi saolutnya :

Untuk Na Na+ valensinya satu

mEk Na = mili ekivalen Na = milimol Na

Tapi untuk Ca Ca2+, valensinya dua

mEk Ca = ½ milimol Ca

Jadi, misalnya :

- Kadar Na = 140 mEk/l = 14 mEk/100 ml = 14 milimol/100 ml

Bila BA Na = 11 14 x 11 = 154 mg/100 ml = 154 mg %

3. Larutan gas dalam cairan

Hampir semua gas dapat larut dalam cairan walaupun kadang-kadang yang larut hanya sedikit sehingga

dapat diabaikan. Karena air adalah solven yang paling banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari

maka yang akan dibicarakan adalah kelarutan gas dalam air. Jumlah gas yang akan larut dalam

sejumlah air tergantung dari 3 faktor:

a. Sifat gas termasuk sifat kimia.

2

b. Temperatur larutan termasuk sifat fisik.

c. Tekanan dari gas termasuk sifat fisik.

a. Sifat gas

Gas H2, O2 dan N2 hanya sedikit larutan dalam air karena sifat molekul-molekul gas-gas ini adalah

nonpolar sehingga molekul air yang bersifat polar hanya mempunyai sedikit daya tarik. Sebaliknya

gas HCl dan amoniak karena bersifat polar, jadi dapat bereaksi dengan molekul air, daya larutnya

besar. Dengan lain perkataan gas yang bereaksi dengan solvennya mempunyai kelarutan paling

besar.

Adanya zat-zat yang larut dalam air teristimewa elekrolit yang tak bereaksi dengan gasnya akan

merendahkan kelarutan gasnya, mungkin karena molekul-molekul solut yang larut itu akan

mengelilingi molekul air sehingga tinggal sedikit sisa molekul yang akan melarutkan gas.

Kemungkinan lain solut akan menaikkan tegangan permukaan air sehingga molekul gas akan

dilemparkan. Tetapi bila solutnya bereaksi secara kimia dengan gas maka kelarutan gas akan

bertambah.

Contoh :

Gas CO2 lebih banyak larut dalam larutan NaOH daripada dalam air murni karena CO2 bereaksi

dengan NaOH.

b. Temperatur larutan

Umumnya kelarutan gas akan berkurang dengan naiknya temperatur sehingga umumnya hampir

semua gas dapat dihilangkan dari larutan dengan jalan mendidihkan kecuali yang membentuk

campuran azeotrop. Bila kita menyatakan kelarutan gas dalam cairan harus dinyatakan temperatur

larutan sebab kelarutan berubah dengan berubahnya temperatur.

c. Desakan dari gas

Makin besar desakan gas pada permukaan cairan makin besar kelarutannya.

Hukum Henry “Massa dari gas yang larut dalam sejumlah cairan tertentu berbanding lurus

dengan desakan gas tersebut pada larutannya”.

Tetapi hukum ini tak berlaku bagi gas-gas yang mudah larut dalam air seperti HCl, NH3 dan lain-

lain. Sebab gas ini akan bereaksi dengan air dan berubah menjadi ion-ion, sedangkan Hukum

Henry hanya berlaku untuk molekul-molekul jadi hanya gas yang sedikit larut dalam air.

4. a. Kelarutan gas dalam darah

Salah satu fungsi yang penting dari darah adalah mengangkut oksigen dari paru-paru ke otot dan

CO2 dari otot ke paru-paru untuk dikeluarkan. Oksigen bereaksi secara fisik dengan hemoglobin

darah, karena itu kelarutan oksigen dalam darah lebih besar dari kelarutan oksigen dalam air. Bila

butir-butir darah merah dihilangkan berarti hemoglobinnya juga hilang, cairan darah bernama

plasma. Plasma darah mengandung bermacam-macam elektrolit yang tidak bereaksi dengan

oksigen akan merendahkan kelarutan oksigen. Jadi kelarutan oksigen dalam plasma darah lebih

rendah dari pada dalam air. Sebaliknya dalam plasma darah ada zat-zat yang bereaksi dengan CO 2

sehingga kelarutan CO2 dalam plasma lebih besar dari pada kelarutan dalam air. Afinitas gas CO

dengan hemoglobin > gas O2.

3

b. Kelarutan gas dalam air

Hukum Henry : Pada suhu tetap fraksi mol gas yang larut dalam larutan sebanding dengan tekanan

dari gas.

n

Fraksi mol gas = n = mol gas

n + N N= mol pelarut

Untuk gas yang sukar larut dalam air (misal : O2, H2, N2). N kecil dibanding N, sehingga dapat

diabaikan, maka rumus fraksi mol gas = n/N. Bila N kita buat konstan berarti jumlah n tergantung

dari tekanan gas, sehingga hukum Henry menjadi : masa dari gas berbanding lurus dengan tekanan

dari gas.

Bila suatu campuran gas berada dalam air, tiap macam gas akan larut seolah-olah ia berada sendiri

pada tekanan yang sesuai dengan tekanan parsialnya dalam larutan. Hukum Henry hanya berlaku

untuk gas-gas yang sukar larut dalam air. Gas seperti CO2 yang agak mudah larut dalam air ada

sedikit penyimpangan, tapi sangat kecil sehingga dianggap gas CO2 juga akan mengikuti hukum

Henry. Gas-gas yang mudah larut dalam air seperti amoniak menunjukkan penyimpangan hukum

Henry, tapi bila suhu dinaikkan penyimpangan makin kecil.

Kadang-kadang hukum Henry dapat juga berbunyi sebagai berikut : “Volume gas yang larut

dalam sejumlah volume solven diukur pada kondisi percobaan tak tergantung dari tekanan gas”.

Contoh : misalkan pada suhu percobaan gas CO2 mengikuti hukum Henry dan Boyle. Bila pada

suhu 20oC dan tekanan 1 atm CO2, 943 ml gas tersebut larut dalam 1 liter air, maka masa CO2 yang

larut adalah 1,7 g (Lihat tabel). Sedangkan pada 20oC dan 2 atm tekanan CO2 yang akan larut

adalah 3,4 g gas CO2 dalam 1 liter air. 3,4 g gas CO2 pada 2 atm ini akan mengisi volume yang

sama dengan 1,7 g gas pada 1 atm yaitu 943 ml. Bila suatu gas dilarutkan dalam air, maka

ruangan yang ada tak hanya mengandung gas tersebut tetapi juga mengandung uap air. Karena itu

untuk mengetahui tekanan parsial dari gas, tekanan total dikurangi dengan tekanan uap air pada

suhu tersebut.

Tabel 1. Kelarutan beberapa macam gas dalam air pada 0oC dan tekanan 1 atm

gas tersebut :

Nomor G a s Gas yang larut dalam 1 literDalam gram

1. Helium 14,872. Hidrogen 213. Nitrogen 23,94. Karbon monoksida 35,45. Oksigen 48,96. Karbon dioksida 1.7137. Ammonia 1.300.000

4

Cara-cara untuk menyatakan kelarutan dari gas :

a. Fraksi mol

Berdasarkan hukum Henry : fraksi mol suatu gas dalam larutan berbanding lurus dengan tekanan

gas tersebut, maka bila fraksi mol dari suatu gas dalam tekanan tertentu diketahui maka fraksi mol

dari gas tersebut dalam larutan pada tekanan lain dapat dihitung.

Contoh :

Hitung fraksi mol dari gas CO2 dalam air pada 0 o C dan tekanan CO 2 sebesar 2 atm bila pada

keadaan ini 6,72 g CO2 larut dalam 1 liter H2O (1000 g H2O).

6,72Jawab : mol CO2 = = 0,153 mol

44,0

1000 mol H2O = = 55,5 mol

18

0,153 fraksi mol CO2 = = 0,00274

0,153 + 55,5

Pada 0oC, 1 atm CO2 fraksi mol CO2 = ½ x 0,00274 = 0,00137

b. Koefisien kelarutan (S)

Cara ini dan cara koefisien absorpsi yang lebih sering digunakan.

Definisi : koefisien kelarutan (S) adalah perbandingan antara volume gas yang larut dan volume

dari solven, yang diukur pada konsidi percobaan.

Menurut hukum Henry volume gas yang larut pada kondisi percobaan tak tergantung dari tekanan

gas, karena itu S tak tergantung dari tekanan, tapi tergantung dari suhu.

Tabel 2. Harga dari koefisein kelarutan CO2 pada macam-macam suhu

Nomor KoefIsien kelarutan (S) Harga dari Koefisien kelarutan CO2

1. S0oC 1,713

2. S10oC 1,238

3. S20oC 0,943

4. S25oC 0,825

5. S30oC 0,738

6. S40oC 0,608

c. Koefisien absorpsi dari Bunsen ()

Definisi : “perbandingan antara volume yang diubah pada keadaan standar dari gas larut pada

tekanan 1 atm dengan volume dari pelarut”.

Volume dari gas yang diubah ke keadaan standar sebanding dengan mol dari gas tersebut. Menurut

hukum Henry jumlah mol dari gas yang larut sebanding dengan tekanan dari gas. Dengan

demikian bila kita mengetahui volume dari gas yang larut pada 1 atm dan diubah ke keadaan

standar, dapat dihitung volume dari gas yang larut yang diubah ke keadaan standar pada macam-

macam tekanan. Namun demikian harga dari koefisien absorpsi harus ditentukan dengan

percobaan pada bermacam-macam suhu.

5

Contoh :

Pada 20oC dan 1 atm CO2, 471,5 ml dari gas terseebut yang diukur pada kondisi percobaan larut

dalam 0,500 liter H2O.

0,4715 l

Jadi S20oC = = 0,0943

0,500 l

Bila jumlah gas ini diubah ke keadaan standar akan menempati :

471,5 ml x 273oK

= 439 ml sehingga

293oK

0,439 l20

oC = = 0,878

0,500 l

Hubungan antara S dan :

273T

oK = ST

oK

T

TST

oK = T

oK

273

Volume dari gas larut yang dikur pada kondisi percobaan tak tergantung dari tekanan gas

dinyatakan dengan rumus :

V = S v

V = Volume dari gas yang larut

S = Koefisien kelarutan pada suhu percobaan

v = Volume dari cairan (air)

Tabel 3. Harga-harga koefisien absorpsi dari beberapa gas pada bermacam-macam

suhu

CO CO2 O2 N2

0oC 0,0354 1,713 0,0489 0,0239

10oC 0,0282 1,194 0,0380 0,0196

20oC 0,0232 0,878 0,0310 0,0164

30oC 0,0200 0,665 0,0261 0,0138

40oC 0,0178 0,530 0,0231 0,0118

Volume dari gas larut yang diubah ke keadaan standar sebanding dengan desakan gas.

V = v p

V = Volume gas yang larut yang diubah ke keadaan standar

= Koefisien absorpsi pada suhu percobaan

v = Volume cairan

p = Tekanan gas dalam atm

6

Contoh 1 : Berapa volume dari gas CO2 yang dikukur pada kondisi percobaan akan larut dalam

700 ml air pada suhu 25oC dan tekanan 537 mmHg dari gas CO2 ? Diketahui S25o

C =

0,825

Jawab : V = S v = 0,825 x 700 = 578 ml

Contoh 2 : Berapa harga 25o

C dari CO2 ?

273 273Jawab : 25

oC = S25

oC x = 0,825 x = 0,756

T 298

Contoh 3 : Berapa volume CO2 yang diubah ke keadaan standar akan larut dalam 350 ml air pada

25oC dari tekanan 2,00 atm CO2 ? 25oC = 0,825

Jawab : V = v p = 0,756 x 350 ml x 2 = 529 ml.

Bila suatu campuran gas larut dalam air, jumlah tiap macam gas yang larut ditentukan oleh tekanan

parsial gas dalam campuran.

Contoh : Udara adalah suatu campuran yang terdiri dari N2 = 79 % v/v, O2 20,96 % v/v dan CO2

0,04 % v/v. Berapa volume dari masing-masing gas yang diubah keadaan standar yang

larut dalam 250 air yang berasal dari udara pada suhu 20oC dan tekanan 1 atm

(Dianggap tekanan uap air dalam udara tak ada).

Jawab : VN2 = 20o

C x V x pN2

= 0,0164 x 250 x 0,79 = 3,2 ml

VO2 = 20o

C x V x pO2

= 0,0310 x 250 x 0,2096 = 1,63 ml

VCO2 = 20oC x V x pCO2

= 0,878 x 250 x 0,0004 = 0,096 ml

d. Volume %

Definisi : jumlah volume dari gas yang diubah ke keadaan standar yang larut dalam 100 volume

cairan pada suhu dan tekanan yang diberikan.

Volume % = 100 x x p

Contoh : Berapa kelarutan karbon dioksida dalam air dalam volume % pada suhu 10 oC dan

tekanan CO2 1,50 atm

Jawab : Volume % = 100 x 10oC x pCO2

= 100 x 1,194 x 1,50 = 1,79

Kecenderungan dari gas untuk meninggalkan larutan adalah sebanding dengan konsentrasi gas

dalam larutan dan sama dengan tekanan parsial dari gas yang setimbang dengan larutannya.

Seperti diketahui istilah pernafasan dimaksud untuk pertukaran 2 macam gas O2 dan CO2 antara tubuh

dan sekitarnya.

Komposisi udara yang kita hirup sebagai berikut : O2 = 20,84 %; CO2 = 0,04 %; N2 = 78,62 %; H2O

0,5 %. Komposisi udara yang kita keluarkan : O2 berkurang 15 %; CO2 bertambah 5 %; N2 tetap.

7

25 % dari O2 yang dihirup masuk kedarah , digantikan oleh CO2 dalam jumlah yang sama yang

dikeluarkan darah.

Dalam campuran gas dalam udara, masing-masing gas akan mempunyai tekanan parsial sendiri.

Misalnya tekanan parsial O2 adalah 20 % dari tekanan total 760 mmHg. Tapi harus ada koreksi tekanan

uap air yaitu 47 mmHg pada 37oC. Tekanan udara kering total = 760 - 47 = 713 mm Hg, sehingga

tekanan parsial dalam paru-paru : O2 = 15 % x 713 = 107 mmHg

CO2 = 5 % x 713 = 36 mmHg

N2 = 79 % x 713 = 564 mmHg

Gas-gas ini larut dalam darah secara fisika dan jumlah gas yang larut dalam darah dapat dihitung

berdasarkan Hukum Henry dengan cara koefesien absorpsi dari Bunsen.

5. Sifat-sifat koligatif larutan

Yaitu sifat larutan yang hanya tergantung dari jumlah partikel zat (konsentrasi) yang ada dalam larutan

dan tidak tergantung dari jenis solutnya.

Sifat-sifat ini ialah :

a. Penurunan tekanan uap larutan

b. Penurunan titik beku larutan

c. Kenaikan titik didih larutan

d. Tekanan osmosa

Yang akan dibicarakan hanya tekanan osmosa.

Setiap larutan dengan suatu konsentrasi berarti mempuyai jumlah partikel solut tertentu akan

mempunyai tekanan osmosa tertentu sesuai dengan rumusnya = MRT

Tekanan osmosa suatu zat tergantung dari jumlah partikel zat tersebut dalam larutan. Jadi bila suatu zat

mempunyai molekul besar, misalnya : protein yang dalam larutan tak terurai menjadi partikel yang

kecil, maka tekanan osmosanya kecil, sebaliknya bila larutan elektrolit terurai mejadi partikel-

partikelkecil maka tekanan osmosanya besar.

Contoh :

a. Glukosa Glukosa

b. NaCl Na+ + Cl

c. CaCl2 Ca2+ + 2 Cl

Maka tekanan osmosa CaCl2 > NaCl > Glukosa

Bila ada 2 larutan dengan konsentrasi berbeda dihubungkan oleh suatu membran semipermeabel maka

akan terjadi osmosa.

Definisi dari osmosa : proses difusi pelarut melalui membran semipemeabel dari larutan dengan

konsentrasi rendah ke larutan dengan konsentrasi tinggi.

8

Pada sebuah pipa gelas yang di bawahnya dbungkus dengan suatu kantong kertas cellophane kita masukkan perlahan-lahan larutan gula dan kita letak kan dalam sebuah gelas piala.Gelas piala kita isi air murni. Molekul-molekul dari gula tak dapat berdifusi melalui membran, tapi molekul-molekul air dapat, molekul-molekul air akan berdifusi kedalam pipa, terlihat dengan naiknya air pada pipa. Difusi juga akan terjadi bila gelas piala mengandung larutan gula yang kadarnya lebih rendah daripada larutan gula dalam kantong

h Membran yang dapat dilalui zat pelarut tapi tak dapat dilalui oleh

zat terlarut dinamakan membran semi permeabel.Membran (selaput)semi per- Larutan gula miabel Air .

Membran semipermeabel yang hanya dapat dilalui pelarut (solven) tapi tidak oleh zat terlarut (solut)

adalah membran semipermeabel yang sempurna.

Cairan terpenting dalam tubuh ialah darah. Darah terdiri dari plasma (cairan darah) dan beberapa jenis

sel darah (sel darah merah, sel darah putih dan sebagainya). Bila fibrinogen yang ada dalam plasma

dihilangkan maka cairan darah disebut serum.

Tekanan osmosa serum darah yang besarnya 589 cm Hg terutama berasal dari konsentrasi garam-

garam yang terlarut, sedangkan tekanan osmosa yang berasal dari protein hanya 3 – 4 cm Hg. Tetapi

walaupun rendah, tekanan osmosa yang berasal dari protein sangat penting sebab merupakan faktor

pengendali pada kesetimbangan air antara darah dan jaringan.

Membran yang mengelilingi butir darah merah merupakan membran semipermeabel yang tidak

sempurna sebab bukan hanya permeabel bagi solven tapi juga permeabel untuk beberapa solut sehingga

pengaliran air bukan ditentukan oleh konsentrasi zat tapi oleh konsentrasi zat yang tidak dapat melalui

(impermeabel) membran.

Salah satu partikel dalam darah yang tidak dapat melalui membran adalah protein sehingga tonus yaitu

gerakan air kedalam atau keluar kapiler darah dikendalikan oleh konsentrasi protein dalam plasma

sebab tonus hanya ditentukan oleh konsentrasi partikel yang tidak dapat melalui membran.

Bila karena sesuatu sebab konsentrasi protein dalam plasma berkurang (misalnya karena penyakit

ginjal atau kelaparan) maka tekanan osmosa yang berasal dari protein juga berkurang, maka akan ada

pengaliran air dari plasma kedalam cairan diantara jaringan diluar kapiler menyebabkan bengkaknya

jaringan disebut oedem atau busung lapar.

Bila dua larutan mempunyai konsentrasi molar yang sama maka keduanya akan mempunyai tekanan

osmosa yang sama atau disebut juga isoosmotik. Tetapi kedua larutan ini baru disebut isoosmotik bila

dipisahkan oleh suatu membran semi permiabel yang sempurna ialah membran yang hanya permiable

bagi molekul-molekul zat pelarut dan impermiabel sama sekali bagi molekul-molekul zat terlarut.

Membran yang sempurna seperti ini jarang didapat. Membran yang mengelilingi butir darah merah

juga suatu membran semi permiabel yang tak sempurna karena bukan hanya permiabel untuk molekul

solven tetapi juga permiabel untuk beberapa solut. Bila membran semacam ini memisahkan 2 macam

larutan maka pergerakan dari cairan (tonus) bukan diatur oleh konsentrasi total dari molekul-molekul

9

solut dari tiap larutan tetapi hanya oleh konsentrasi molekul yang tak dapat melalui membran. Suatu

perbedaan antara tekanan osmosa dan tonus larutan dapat diperlihatkan sebagai berikut :

Andaikata membran yang dipakai di bawah ini permiabel untuk air dan urea tapi impermiabel bagi gula

dan gliserin. Maka sifat larutan luar terhadap dalam kantong.

Gula 0,1 M Gula 0,1M Urea 0,1M Urea 0,1 M +

Gliserin Urea 0,1M Gliserin 0,1 M Gliserin 0,1 M 0,1 M Gula 0,1 M

(a) (b) (c) (d) Isoosmotik Isoosmotik Isoosmotik Tidak Isoosmotik Isotonik Hipotonik Hipertonik Isotonik

Jadi sifat larutan dapat disimpulkan sebagai berikut :

“Tekanan osmosa suatu larutan ditentukan oleh konsentrasi zat-zat terlarut dan tonus larutan

ditentukan oleh konsentrasi molekul-molekul zat terlarut yang tak dapat melalui membran

yang digunakan”.

Membran yang mengelilingi sel darah merah bersifat permiabel terhadap beberapa zat terlarut. Cara

untuk menentukan tonus dari sel darah merah ini adalah dengan jalan meletakkan sel darah merah

didalam larutan NaCl, karena membran sel darah merah bersifat impermiabel terhadap NaCl. Dengan

jalan menggunakan larutan garam (NaCl) dengan macam-macam konsentrasi terlihat bahwa pada

larutan garam 0,9 % tidak menyebabkan perubahan pada sel, jadi larutan ini isotonis dengan isi sel.

Dan tekan osmosa larutan garam 0,9 % ini = tekanan osmosa isi sel yang tak dapat melalui membran

sel. Berarti ia isotonis dan isoosmotik. Juga dibuktikan bahwa larutan NaCl 0,9 % ini mempunyai

tekanan osmosa yang sama dengan serum darah dan sel darah merah tidak mengalami perubahan

volume dalam serum. Bila sel darah merah dimasukkan kedalam larutan NaCl yang lebih encer, maka

larutan ini bersifat hipotonis terhadap sel dan akibatnya ialah air akan mengalir kedalam sel, sehingga

volume sel akan bertambah.

Membran sel juga bersifat elastis sehingga sel akan mengembang. Bila konsentrasi garam dikurangi

menjadi 0,47 % maka masuknya cairan kedalam sel akan merenggangkan membran sel sedemikian

rupa sehingga hemoglobin akan keluar sedikit, akibatnya larutan sekelilingnya akan menjadi merah dan

ini dinamakan hemolisa.

Konsentrasi garam yang diperlukan untuk tepat menghasilkan hemolisa ini merupakan ukuran untuk

mengetahui berapa kuatnya membran sel dan ini mempunyai nilai tertentu pada diagnosa. Setiap cairan

yang akan disuntikkan kedalam aliran darah harus isotonis dengan isi sel. Ini dapat dilakukan dengan

jalan melarutkan zat yang akan disuntikkan kedalam larutan garam yang dibuat sedemikian rupa

sehingga larutan tersebut mempunyai tonus yang mendekati tonus isi sel. Larutan garam tersebut

dikenal sebagai larutan garam fisiologis. Komposisi larutan garam fisiologis dari Loche :

Komponen gram/100 ml larutan NaCl 0,9 KCl 0,042 CaCl2 0,024 NaHCO3 0,02 Glukosa 0,1

Untuk memeriksa permiabilitas dari membran sel dilakukan percobaan sebagai berikut:

10

“Pada sederetan tabung reaksi kita masukkan larutan garam 0,9 % lalu ditambah zat-zat yang akan

kita periksa dapat atau tidaknya melalui membran sel. Dalam tiap larutan kita masukkan sel-sel darah

merah. Pada larutan garam 0,9 % karena isotonik dengan sel-sel darah merah tak terjadi perubahan

apa-apa, bila zatnya dapat melalui membran sel, juga tak akan terjadi perubahan volume sel yang

permanen. Bila telah terjadi kesetimbangan, keadaan normal kembali”.

Tetapi bila zatnya tak dapat melalui membran sel, larutan akan menjadi hipertonis terhadap isi sel,

sehingga sel akan mengkerut (lihat di mikroskop). Dengan cara ini dapat diketahui zat-zat yang dapat

melalui membran/tidak. Ternyata membran permiabel terhadap zat-zat monosakarida, H3O+, OH-, Cl-,

HCO3- dan sedikit gliserin. Tetapi impermiabel terhadap zat-zat disakarida, asam-asam amino (protein),

alkohol polivalen, Na+, K+.

Koloid, emulsi dan suspensi

1. Koloid

Koloid adalah campuran yang heterogen dimana partikel-partikelnya lebih besar dari molekul tapi tidak

cukup besar untuk dapat dilihat oleh mata. Kadang-kadang kelihatan seperti suatu campuran yang

homogen.

Pada suatu sistem koloid satu fasa tersebar didalam fasa lainnya disebut fasa terdispersi atau fasa

dalam. Biasanya merupakan bagian terkecil dari sistem koloid, sedangkan fasa lainnya disebut fasa luar

atau medium pendispersinya, biasanya air.

Bila koloid terlihat seperti cairan maka larutannya disebut sol. Sol dibagi 2 bagian :

a. Hidrofob : yang takut air (Liofob : bila fasa luarnya lemak)

Disebut juga suspensoid, misalnya : sol emas

b. Hidrofil : yang senang air (Liofil : bila fasa luarnya lemak)

Disebut juga emulsoid, misalnya : sol protein, sol gelatin

H I D R O S O LSuspensoid (hidrofob) Emulsoid (hidrofil)

1. Fasa terdispersi Zat-zat anorganik, logam, sulfida, oksida.

Zat-zat organik : tepung protein, misal : albumin, gelatin.

2. Konsentrasi maksimum fasa terdispersi.

Rendah. Tinggi.

3. Viskositas. Hampir sama dengan air. > Viskositas air.4. Tegangan permukaan. Hampir sama dengan air. < Tegangan permukaan air.5. Cara pembuatan. Susah. Mudah 6. Kesanggupan bolak-balik. Tidak dapat (irreversibel). Dapat (reversibel).Koloid pelindung

Definisi : suatu emulsoid yang melindungi suspensoid sehingga suspensoid tidak akan mengendap.

Protein dalam plasma darah kita (emulsoid) akan bekerja sebagai koloid pelindung bagi mineral-

mineral atau logam-logam berat yang tidak larut dalam air (suspensoid) agar tidak mengendap,

sehingga tidak menyumbat pembuluh darah.

Mekanismenya : seperti diketahui protein terdiri dari bermacam-macam asam amino. Asam-asam

amino dapat membentuk ikatan kompleks yang stabil dengan kation seperti Ca2+, Cu2+, Fe+, Pb2+

membentuk senyawa “chelate” yang larut dalam air.

11

Emulsi termasuk koloid tapi terbentuk dengan bantuan suatu emulgator.

Definisi : Dispersi (penyebaran) dari partikel-partikel (butir halus) suatu cairan pada cairan lain dengan

bantuan suatu emulgator.

Contohnya : emulsi minyak dengan air dengan bantuan emulgator merah telur. Susu adalah suatu

emulsi asam lemak dalam air dengan bantuan emulgator kasein.

Zat (cairan) yang membentuk butir halus disebut fasa dispersi, fasa dalam atau fasa diskontinu.

Sedangkan fasa lainnya disebut medium dispersi fasa luar atau fasa kontinyu.

Sifat emulsi ditentukan oleh tegangan permukaan kedua cairan.

Misal : minyak dan air kita kocok, bila tegangan permukaan air > minyak, air lebih mudah membentuk

butir spherik, jadi air yang membentuk partikel halus ia membentuk fasa dispersi disebut air

dalam minyak emulsi (w/o emulsion), contoh : minyak pelumas, bila tegangan permukaan minyak >

air, minyak yang akan membentuk fasa dispersi, jadi partikel minyak akan terdispersi dalam air,

disebut minyak dalam air emulsi (o/w emulsion). Contoh susu, minyak ikan.

Bila kita mengocok minyak dengan air, akan terjadi emulsi, tapi tak kekal, kalau didiamkan terjadi

pemisahan antara air dan minyak. Supaya kekal harus ditambah emulgator (zat pengemulsi)

Cara kerja emulgator : akan memperkecil tegangan permukaan kedua cairan, sehingga tetap ada fasa

terdispersi, emulsi tetap stabil.

Contoh emulgator : sabun, putih telur, merah telur, gum arab, CMC dan lain-lain.

Lemak dalam tubuh bila tidak diemulsi tidak dapat diserap darah, sehingga tubuh mengemulsinya

terlebih dahulu dengan emulgator asam-asam empedu.

2. Adsorpsi dan Absorpsi

Adsorpsi : Peristiwa berubahnya konsentrasi pada bidang antar muka. Bidang antar muka dapat terjadi

antara : padat dan cair; padat dan gas.

Komponen zat yang diadsorpsi disebut adsorbat.

Komponen zat yang mengadsorpsi disebut adsorben.

Contoh : - lendir-lendir usus pada penyakit diare diadsorpsi oleh carbo adsorben (norit)

- carbo adsorben pada gas masker akan mengadsorpsi gas-gas racun

Absorpsi : Peristiwa merembesnya molekul dari satu fasa ke fasa lainnya.

Contoh : - Alkohol mengabsorpsi air membentuk ikatan hidrogen

- H2O diabsorpsi oleh CuSO4

CuSO4 + H2O CuSO4 2 H2O

putih biru

- Zat-zat makanan kita diabsorpsi oleh usus halus

Suspensi : Campuran zat padat dalam air, dimana zat terlarut (solut)nya terdiri dari partikel-partikel

yang cukup besar sehingga dapat terlihat oleh mata, misalnya : - suspensi pasir dalam

air

- suspensi butir-butir besi dalam air

Perbedaan antara koloid - suspensi - larutan :

Suspensi Koloid Larutan

1. Ukuran partikel > 0,1 0,1 - 1 < 1m

12

2. Penyaringan : - biasa - ultra

dapat dipisahkandapat

tak dapatdapat

tak dapattak dapat

3. Mengendap - dibawah pengaruh gaya berat. - sentrifuga.

mengendap

mengendap

tak mengendap

mengendap

tak mengendap

tak mengendap4. Difusi tak terjadi lambat cepat5. Gerakan Brown mungkin terlihat terlihat tak terlihat

3. Kesetimbangan Donnan

Bila dua buah larutan dipisahkan oleh sebuah membran yang permeabel baik untuk solven maupun

solut kedua larutan, maka pada keadaan setimbang, kedua larutan akan mempunyai komposisi kimia

dan tekanan osmosa yang sama. Tetapi bila salah satu larutan misalnya mengandung komponen NaR

dimana R adalah suatu anion monovalen yang tidak dapat melalui membran misalnya : Na proteinat,

sedangkan larutan yang satu mengandung NaCl dimana kedua ionnya permeabel maka pada keadaan

setimbang komposisi dari ion-ion dan tekanan osmosanya tidak sama.

Kejadian ini ditemukan oleh Donnan dan kesetimbangannya disebut kesetimbangan Donnan. Jadi

syarat terjadinya kesetimbangan Donnan adalah minimal ada satu partikel atau ion atau molekul

yang tidak dapat melalui membran.

Kesetimbangan Donnan dalam darah

Butir-butir darah merah antara lain mengandung hemoglobin, protein, K+, Na+, Cl dan HCO3. Plasma

darah juga mengandung protein-protein, K+, Na+, Cl dan HCO3.

Membran yang mengelilingi butir-butir darah merah impermeabel terhadap protein, hemoglobin, K+

dan Na+ tapi permeabel untuk Cl dan HCO3. Dengan demikian antara butir darah merah dan plasma

darah terjadi kesetimbangan Donnan, berarti juga ada perbedaan tekanan osmosa antara butir-butir

darah merah dan plasma.

II. ASAM - BASA

1. Menurut Bronsted

Asam adalah zat yang cenderung memberikan proton (proton donor)

Basa adalah zat yang cenderung menerima proton (proton akseptor)

2. Menurut Arrhenius

Asam adalah suatu zat yang bila terdisosiasi dalam air akan menghasilkan H+

Basa adalah suatu zat yang bila terdisosiasi dalam air akan menghasilkan OH

Menurut teori proton, kekuatan relatif asam selalu dihubungkan dengan kekuatan basa konyugasinya

yang terbentuk. Jadi apabila asamnya kuat, basanya lemah dan sebaliknya.

Contoh : HCl H+ + Cl

asam kuat basa lemah

CH3COOH H+ + CH3COO

asam lemah basa kuat

13

pH

Konsentrasi ion hidrogen (hidronium) dapat dinyatakan dengan mole/lt. Untuk beberapa hal ini dapat

dilakukan.Tapi pada umumnya akan mengalami kesukaran, karena misalnya untuk basa, konsentrasi

ion H+ nya kecil sekali sampai 10-14 mole/lt. Karena itu Sörensen mengusulkan untuk menyatakan

konsentrasi ion hidrogen dalam : 1

pH = log -------- = log [H+] [H+]

= log [H3O+]

pH ini penting artinya dalam sifat-sifat dan fungsi dari sistem biologis. pH darah normal agak basa

yaitu 7,4 0,1. Perubahan pH darah yang sedikit saja dapat menyebabkan kematian karena itu tubuh

kita mempunyai sistem buffer/dapar agar pH darah tetap stabil. Disebut sistem buffer darah.

Mengubah konsentrasi ion H+ dari mol/lt ke pH.

Misal CH+ = 0,020 mol/lt pH = ?

= 2 x 102

= log 2 x 102

pH = log CH+ = (log 2 + log102)

= (0,3010 - 2) = 1,7pH = 1,7

CH+ = CH3O

+ = 0,0057mol/lt = 5,7x103 mol/ltpH = log 5,7 x 103 = (log 5,7 + log 103)

= (0,76 3) = 2,24pH = 2,24

Mengubah pH ke mol/lt

Suatu larutan mempunyai pH = 6,75. Berapa konsentrasi ion H+ ?

pH = log CH+ = 6,75

log CH+= 6,75 = 0,25 - 7

CH+ = 1,78 x 107

Simbol p juga dipakai untuk pOH = log COH dan konstanta kesetimbangan (konstanta protolisa).

pK = log K

Misal konstanta protolisa asam asetat Ka = 1,8 x 105

pKa = log Ka = log (1,8 x 105)

Ka = (log 1,8 + log 105)

Ka = 4,74

Apabila H2O bergabung dengan sebuah proton (H+) proton terhidrasi menjadi H3O+

(ion hidronium)

H+ + H2O H3O+

Disini H2O sebagai proton akseptor, dianggap basa

Reaksi HCl dengan H2O atau CH3COOH dengan H2O dapat saling berkonyugasi.

Kalau asamnya kuat reaksinya langsung tapi bila asamnya lemah terjadi kesetimbangan asam – basa

CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO

Kesetimbangan pada larutan yang mengandung asam lemah dan basa lemah yang terkonjugasi

bila ditambah ion sejenis (Common ion effect).

14

Untuk suatu asam HA diketahui : HA + H2O H3O+ + A

[H3O+] [A]Ka = --------------------

[HA]

adalah tetap, tapi bila konsentrasi salah satu ion ditambah, maka agar K a tetap maka konsentrasi ion

lainnya akan turun.

Jadi misalnya pada HA ditambah suatu asam kuat, maka konsentrasi ion H3O+ akan naik sehingga

harga :

[H3O+] [A] -------------------- > Ka

[HA]

Supaya kesetimbangan kembali maka reaksi :

HA + H2O H3O+ + A harus ke kiri sampai

[H3O+] [A] -------------------- = Ka

[HA]

sehingga pada keadaan setimbang A akan berkurang dari semula dan ini yang dinamakan : Common

ion effect (pengaruh ion sejenis).

Dengan lain perkataan bila pada suatu larutan asam lemah atau basa lemah, ditambahkan suatu

elektrolit kuat (asam kuat, basa kuat atau garam) yang mempunyai ion yang sama dengan asam

lemah/basa lemah tersebut maka protolisa (ionisasi) dari asam lemah/basa lemah tersebut akan

berkurang. Sedangkan konsentrasi dari ion yang tak bersamaan diabaikan. Efek dari penambahan ini

dapat diperhitungkan sebagai berikut :

HA + H2O H3O+ + A

[H3O+] [A]Ka = --------------------

[HA]

[HA] [asam][H3O+] = Ka ---------- = Ka --------------------------

[A] [basa terkonjugasi]

[asam] log H3O+ = log Ka --------------------------

[basa terkonjugasi]

[basa terkonjugasi]

pH = pKa + log -------------------------- [asam]

Bila ditambah suatu garam yang mempunyai ion yang sama dengan asamnya misalnya, maka

kesetimbangan akan kekanan, supaya kestimbangan kembali, reaksi harus ke kiri sedangkan ion [A ]

yang berasal dari asam dibandingkan dengan ion [A] yang berasal dari garam kecil sekali sehingga

diabaikan.

15

Konsentrasi ion A yang berasal dari garam = konsentrasi garam (ionisasi sempurna).

Sehingga rumus :

[asam][H3O+] = Ka ------------- [garam]

[garam]pH = pKa + log ----------- Buffer

[asam]

Demikian juga bila larutan terdiri dari basa lemah dan asam lemah yang terkonjugasi, bila ditambah ion

garam yang bersamaan dengan basanya, maka :

[garam]pOH = pKb + log -----------

[basa]

Dapar : - campuran asam lemah dengan garamnya atau

- campuran basa lemah dengan garamnya

[garam]Rumus pH : - pH = pKa + log ------------

[asam]

[garam] - pOH = pKb + log -------------

[basa]

LARUTAN BUFFER (DAPAR)

Bila kita menginginkan larutan dengan pH = 2 dengan mudah kita membuat saja larutan HCl 0,01 N, ia

akan mempunyai pH = 2. Tetapi bila kita ingin membuat larutan dengan pH = 6 kita tak dapat

membuatnya dari larutan HCl 10-6 N.

16

Sedikit saja alkali dari gelas akan merubah pH larutan. Demikian pula bila kita ingin membuat pH = 12

kita dapat membuatnya dari larutan NaOH 0,01 N. Tetapi untuk konsentrasi yang lebih kecil lagi dari

NaOH misal pH = 8 akan dipengaruhi oleh CO2 dari udara. Sehingga untuk mendapat pH yang tepat

kita memerlukan suatu larutan buffer atau dapar. Larutan dapar ialah larutan yang dapat

mempertahankan pH-nya atau pH-nya hanya berubah sedikit sekali walaupun pada larutan terebut

ditambahkan sedikit asam atau basa kuat. Larutan ini biasanya terdiri dari campuran asam lemah dan

garamnya, basa lemah dan garamnya. Larutan amfolit atau juga campuran dari asam kuat dan basa

kuat.

Yang akan kita bicarakan adalah dapar yang terdiri dari larutan asam lemah dan garamnya.

HA + H2O H3O+ + A

MA M+ + A

Jadi disini ada common ion effect, karena itu pH-nya dapat kita pakai.

[garam]pH = pKa + log -------------

[asam]

Persamaan ini disebut persamaan Henderson - Hasselbach untuk buffer. Dengan memilih suatu asam

dengan pKa yang cocok dan dengan merubah-rubah harga [garam]/[asam] kita dapat membuat suatu

larutan buffer dengan pH-nya yang dikehendaki.

Untuk menjelaskan kita ambil 2 buah larutan

1. Larutan HCl 0,000018 M

2. Larutan yang terdiri dari 0,1 mol HAc dan 0,1 mol NaAc/lt

pH1 = log [H3O+] = log 1,8 x 10-5 = 4,74

[garam] 0,1pH2 = pKa + log -------------- = 4,74 + log ------- = 4,74

[asam] 0,1

Jadi kedua-duanya mempunyai pH yang sama. Sekarang pada masing-masing larutan tersebut kita

tambahkan 0,000018 mol NaOH. Ini cukup untuk menetralisasi larutan 1 sehingga pH = 7. Efek

penambahan pada larutan 2 :

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O

(0,1 0,000018) 0,000018 mol 0,000018 mol

Jadi sebanyak 0,000018 mol CH3COOH diubah menjadi NaAc, sehingga

[garam] 0,1 + 0,000018pH = pKa + log -------------- = 4,74 + log ----------------------- 4,74

[asam] 0,1 0,000018

Dengan lain perkataan pada larutan 1 yang bukan larutan dapar penambahan NaOH menyebabkan

perubahan pH sebesar 7 4,74 = 2,26 unit. Sedangkan pada larutan 2 hanya + 0,01 unit dengan jumlah

NaOH yang sama.

KESETIMBANGAN ASAM BASA DALAM TUBUH

Dalam keadaan normal pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah antara 7,35 - 7,5. Walaupun

sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat, tetapi keadaan setimbang harus

selalu dipertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam tersebut, sebab penurunan pH sedikit

saja menunjukkan keadaan sakit. Misalnya pada diabetik coma, pH darah akan turun sampai 6,82,

17

sehingga harus selalu ada kesetimbangan asam-basa dalam tubuh kita. Untuk ini maka tubuh kita

mempunyai :

1. Sistem buffer darah : Untuk mempertahankan pH tubuh agar tetap normal.

2. Sistem pernafasan : Dengan mengatur pengeluaran CO2 melalui pernafasan, jadi juga mengatur

konsentrasi H2CO3 dalam tubuh.

3. Ginjal : Mengatur kelebihan asam dan basa melalui ginjal.

1. Sistem buffer darah

H2CO3 B+ H2PO4 HHbO2 HHb H Protein

------------ , ------------ , ---------- , ---------- , -------------B+ HCO3

B2HPO42 B+ HbO2

B+ Hb B+ Protein

B adalah kation monovalen misal : K+, Na+

HHbO2 : Oksihemoglobin

HHb : Hemoglobin bebas

H Protein : Protein bebas

2. Sistem pernafasan : Dengan mengatur pengeluaran CO2 melalui pernafasan, jadi juga mengatur

konsentrasi H2CO3 dalam tubuh. Disini dipakai buffer H2CO3 B+HCO3

Misalnya konsentrasi H3O+ dalam darah naik, berarti pH-nya turun

H3O+ + HCO3 H2CO3 + H2O

CO2 + H2O

Bila pH turun, maka pusat pernafasan akan dirangsang sehingga kita bernafas lebih dalam

sehingga CO2 kelebihan akan dikeluarkan melalui paru-paru. Sedangkan bila konsentrasi OH naik.

H2CO3 + OH HCO3 + H2O

Karena kemampuan pengeluaran CO2 ini, maka buffer H2CO3 HCO3 paling baik untuk tubuh.

Kurva dari sistem buffer H2CO3 HCO3

[HCO3]

pH = pK1 + log --------------- [H2CO3]

Terlihat bahwa pH optimum adalah 6,31 (pK1) sedangkan pH darah 7,35. Ini baik, sebab umumnya

pada penyakit-penyakit yang terjadi adalah penurunan pH. Dari kurva kelihatan bahwa bila pH

rendah, dapar lebih efisien untuk menetralkan kelebihan H3O+ yang berada dalam darah.

Pada perdarahan yang hebat kemampuan buffer dalam darah berkurang. Untuk ini biasanya

disuntikkan larutan garam bikarbonat.

Selain dari sistem buffer dalam darah ada juga zat-zat amfoter lain menolong mempertahankan pH

darah agar tetap normal.

Cara kerja dapar darah

Untuk asam-asam HCl, H2SO4, Asam laktat dan lain-lain

Kelebihan H+ diikat oleh :

- buffer karbonat : HCO3 + H+ H2CO3

18

- buffer protein : Protein + H+ H Protein

- buffer fosfat : HPO42 + H+ H2PO4

Kelebihan H2CO3 (CO2) :

Dalam plasma dinetralisir oleh buffer protein

C.A. = carbonic anhydrase

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 + Protein HCO3 + H Protein

Dalam eritrosit dinetralisir oleh buffer Hb

C.A.

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 + Hb HCO3 + H+ Hb

H2CO3 + HbO2 HCO3

+ H+ Hb

Bila ada kelebihan basa, maka OH akan bereaksi dengan :

H2CO3 + NaOH Na+ HCO3 + H2O

H+ Protein + OH Protein + H2O

H2PO4 + OH HPO4

2 + H2O

3. Ginjal : Mengatur kelebihan asam dan basa melalui ginjal.

Ginjal kita juga menolong mengatur konsentrasi H3O+ dalam darah agar tetap konstan dengan jalan

mengeluarkan asam yang kelebihan melalui urine. Sehingga pH urine dapat berada sekitar 7,0 -

4,8.

4. Isi perut kita sangat asam, cairan lambung mempunyai pH 2 1,4. Sehingga bila kita muntah akan

terjadi kekurangan ion H3O+ dalam darah. Sebaliknya cairan pankreas dan empedu memberikan

reaksi alkalis kepada usus. Sehingga diare (mencret) akan menyebabkan kenaikan ion H3O+ dalam

darah dan jaringan. Pengaturan pH dalam berbagai saluran pencernaan sangat penting. Sebab

macam-macam enzim mempunyai pH optimum dimana dia dapat bekerja dengan baik. Perubahan

pH akan menghentikan kerja enzim tersebut.

PENGARUH CO2 PADA pH DARAH

Walaupun CO2 yang keluar dari otot yang larut secara fisik dalam darah sangat kecil, tapi penting

sebab bila ada perubahan konsentrasi dari CO2 yang larut, maka akan terjadi juga perubahan

kesetimbangan dari reaksi berikut :

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3

Diperkirakan bahwa dalam waktu 24 jam paru-paru kita akan mengeluarkan 20 – 40 liter asam dalam

bentuk asam karbonat. Walaupun darah membawa sekian banyak asam karbonat namun pHnya tetap

konstan, sebab sebagian besar dari asam ini langsung diubah menjadi bikarbonat, seperti reaksi

berikut :

H2CO3 HCO3 + B+ BHCO3

+ H+

(B+ = kation Na+ atau K+)

19

Berdasarkan persamaan Henderson – Hasselbach untuk dapar, bila pH darah = 7,40

dan pK1 H2CO3 = 6,1, maka perbandingan antara bikarbonat dan asam karbonat dapat

dihitung : [g]

pH = pKa + log -------- [a]

[BHCO3]7,40 = 6,10 + log ---------------

[H2CO3]

[BHCO3]log -------------- = 1,30 [H2CO3]

[BHCO3] -------------- = 20 [H2CO3]

Berarti : agar pH darah tetap konstan maka perbandingan antara bikarbonat : karbonat harus 20 : 1.

Bila perbandingan ini berubah maka kesetimbangan asam – basa dalam darah akan berubah, bisa

menjurus ke asidosis/alkalosis

TITIK ISOLISTRIK DARI AMFOLIT

Bila asam amino dilarutkan di dalam air misal glisin, ia akan berbentuk zwitter ion (amphion) +NH3CH2COO, berarti dalam suatu elektrolisa ia tak akan bergerak kearah katoda atau anoda.

Dalam keadaan begini dikatakan bahwa amfolit ini berada pada titik isolistriknya dan pH larutan dapat

dihitung dengan memakai rumus :

pH = 1/2 (pKw + pKaI pKbII)

pH dari asam lemah dan basa lemah yang tak terkonjugasi.

Titik isolistrik ini adalah titik dimana amfolit mempunyai kelarutan paling minimum (paling sukar

larut). Bila misalnya pada larutan jenuh glisin (solut yang larut dan tak larut berada dalam keadaan

setimbang) kita tambahkan suatu asam/basa kuat, maka titik isolistriknya akan pecah sehingga glisin

akan banyak larut.

Misalnya bila ditambahkan HCl berarti ada penambahan proton sehingga amfion akan membentuk +NH3CH2COOH, ion ini akan bergerak ke arah katoda dan akan membentuk garam dengan anion dari

katoda. Sebaliknya bila ditambah NaOH misal OH, akan mengambil proton dari amfion

NH2CH2COO, ion ini akan bergerak ke arah anoda dan akan membentuk garam dengan kation dari

anoda.

Dengan mengetahui pH pada titik isolistrik amfolit, dapat mempermudah bila kita hendak

mengendapkan suatu amfolit dalam larutan yaitu dengan merubah pH larutan amfolit ke harga pH titik

isolistriknya, kita akan memperkecil kelarutan amfolit sampai minimum sehingga akan mengendap.

Seperti diketahui protein terdiri dari asam-asam amino sehingga sifat-sifatnya sama dengan asam

amino, juga ini mempunyai titik isolistrik dan lain-lain.

20

Kimiafisik2009

21