Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat.

Larutan penyangga tersusun dari asam lemah dengan basa konjugatnya atau oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi di antara kedua komponen penyusun ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi.

Daftar isi

[sembunyikan]

* 1 Komponen Larutan Penyangga

* 2 Cara kerja larutan penyangga

* 3 Perhitungan pH Larutan Penyangga

* 4 Fungsi Larutan Penyangga

[sunting] Komponen Larutan Penyangga

Secara umum, larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

1. Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.

2. 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.

[sunting] Cara kerja larutan penyangga

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 pH-nya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:

1. Larutan penyangga asam

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- 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 CH3COO- membentuk molekul CH3COOH.

CH3COO-(aq) + H+(aq) ? CH3COOH(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 (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO- dan air.

CH3COOH(aq) + OH-(aq) ? CH3COO-(aq) + H2O(l)

2. Larutan penyangga basa

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)

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)

[sunting] Perhitungan pH Larutan Penyangga

1. Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H+] = Ka x a/g

atau

pH = p Ka - log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol basa konjugasi

2. Larutan penyangga basa

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH-] = Kb x b/g

atau

pH = p Kb - log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol asam konjugasi

[sunting] Fungsi Larutan Penyangga

Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.

Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Larutan_penyangga"

Kategori: Kimia

PENURUNAN RUMUS (H+) DAN (OH-) LARUTAN PENYANGGA

1. Campuran asam lemah dengan basa konjugatnya (misalnya CH3COOH dengan CH3COONa )

CH3COONa CH3COO- +Na+ (terurai sempurna)

dan

CH3COOH CH3COO- + H+

CH3COO- menambah CH3COO- , maka:

Ka = (CH3COO- + CH3COO- ) (H+ ) / (CH3COOH)

Konsentrasi CH3COO- sangat kecil dibandingkan CH3COO-, sehingga CH3COO- diabaikan.

Jadi, H+ = Ka. CH3COOH / CH3COO- =

1. Campuran basa lemah dengan asam konjugatnya (misalnya NH4OH dengan NH4Cl).

NH4Cl NH4+ + Cl- (terurai sempurna)

dan

NH4OH NH4+ + OH-

NH4+ menambah NH4+ , maka:

Kb = (NH4+ + NH4+ ) (OH- ) / (NH4OH)

Konsentrasi NH4+ sangat kecil dibandingkan NH4+, sehingga NH4+ diabaikan.

Jadi, OH- = Kb. NH4OH / NH4+ =

NH4+ + H2O NH4OH + H+

Kh = (NH4OH) x (H+) / (NH4+)

Kh = (NH4OH) x (H+) / (NH4+) x

Kh = (H+)( OH-) x / NH4+

Kh =

Kembali ke rumus Kh = (NH4OH) x (H+) / NH4+ .

Karena (NH4OH) = (H+), maka lanjutkan… (bisa kan)

Note:

? Jika senyawa garam mengandung basa kuat dan asam lemah, misalnya CH3COONa, maka pHnya pasti atas tujuh. Demikian juga sebaliknya.

? Besarnya pH dari hidrolisis garam tsb tidak terlalu besar atau terlalu kecil (kira-kira mendekati 5 sampai 9).

Sifat larutan buffer:

- pH larutan tidak berubah jika diencerkan.

- pH larutan tidak berubah jika ditambahkan ke dalamnya sedikit asam atau basa.

CARA MENGHITUNG LARUTAN BUFFER

1.

Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran asam lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH < 7) digunakan rumus:

[H+] = Ka. Ca/Cg

pH = pKa + log Ca/Cg

dimana:

Ca = konsentrasi asam lemah

Cg = konsentrasi garamnya

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Contoh:

Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 0.01 mol asam asetat dengan 0.1 mol natrium Asetat dalam 1 1iter larutan !

Ka bagi asam asetat = 10-5

Jawab:

Ca = 0.01 mol/liter = 10-2 M

Cg = 0.10 mol/liter = 10-1 M

pH= pKa + log Cg/Ca = -log 10-5 + log-1/log-2 = 5 + 1 = 6

2.

Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran basa lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai pH > 7), digunakan rumus:

[OH-] = Kb . Cb/Cg

pOH = pKb + log Cg/Cb

dimana:

Cb = konsentrasi base lemah

Cg = konsentrasi garamnya

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Contoh:

Hitunglah pH campuran 1 liter larutan yang terdiri atas 0.2 mol NH4OH dengan 0.1 mol HCl ! (Kb= 10-5)

Jawab:

NH4OH(aq) + HCl(aq) ® NH4Cl(aq) + H2O(l)

mol NH4OH yang bereaksi = mol HCl yang tersedia = 0.1 mol

mol NH4OH sisa = 0.2 - 0.1 = 0.1 mol

mol NH4Cl yang terbentuk = mol NH40H yang bereaksi = 0.1 mol

Karena basa lemahnya bersisa dan terbentuk garam (NH4Cl) maka campurannya akan membentuk

Larutan buffer.

Cb (sisa) = 0.1 mol/liter = 10-1 M

Cg (yang terbentuk) = 0.1 mol/liter = 10-1 M

pOH = pKb + log Cg/Cb = -log 10-5 + log 10-1/10-1 = 5 + log 1 = 5

pH = 14 - p0H = 14 - 5 = 9

Menghitung pH Buffer (Larutan Penyangga) Sebelum dan Sesudah Ditambahkan Asam atau Basa

Tagged with: buffer, Larutan Penyangga, pH buffer

Buffer atau disebut juga sebagai larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH sutau larutan. Buffer dibuat dari asam lemah dengan garam dari basa konjugasinya atau basa lemah dengan garam dari asam konjugasinya. Untuk menghitung pH larutan buffer maka kita bisa menggunakan persamaan handerson-haselbach. Apabila larutan buffer tersebut ditambahkan asam atau basa, maka secara stoikiometri kita harus menghitung berapa konsentrasi masing-masing spesies setelah bereaksi. Perhatikan contoh berikut ini.

Contoh Soal-Belajar Kimia

Larutan buffer dengan volume 2.10 L mengandung 0.11 mol asam propionat ( CH3CH2COOH ) dan 0.10 mol natrium propionat ( CH3CH2COONa ), jika Ka asam propionat adlah 1.3×10-5 maka:

1. Hitung pH larutan buffer tersebut

2. Tentukan pH larutan buffer tersebut setelah ditambahkan 0.04 mol NaOH

3. Tentukan pH larutan buffer tersebut setelah ditambahkan 0.02 mol HI

Penyelesaian-Belajar Kimia

Gunakan persamaan handerson-haselbach untuk menghitung pH buffer/larutan penyangga

rumus buffer

Konsentrasi asam propionat dan natrium propionat dihitung sebagai berikut

[CH3CH2COOH] = 0.11 mol / 2.10 L = 0.052 M

[CH3CH2COONa] = 0.10 mol / 2.10 L = 0.047 M

pKa = – log Ka = -log 1.3×10-5 = 4.89

dengan mengganti nilai yang diperoleh pada persamaan handerson-haselbach diatas diperoleh

pH = 4.89 + log ( 0.047/ 0.052 )

pH = 4.85

Sebanyak 0.04 mol NaOH ditambahkan ke dalam larutan buffer tersebut, maka NaOH ini akan bereaksi dengan spesies asam yang terdapat di dalam buffer tersebut yaitu asam propionat ( NaOH adalah basa dan asam propionat adalah asam sehingga kedua spesies ini akan bereaksi ), reaksi penetralannya di tulis sebagai:

CH3CH2COOH(aq) + NaOH(aq) -> CH3CH2COONa(aq) + H2O(l)

awal

0.11

0.04

-

-

reaksi

0.04

0.04

0.04

0.04

setimbang

0.07

-

0.04

0.04

[CH3CH2COOH] setelah reaksi = 0.07 mol / 2.10 L = 0.033 M

[CH3CH2COONa] = 0.14 mol / 2.10 L = 0.066 M

dan pH buffer setelah penambahan 0.04 NaOH

pH = 4.89 + log ( 0.066 / 0.033 )

pH = 5.19

Apa yang terjadi bila larutan tersebut ditambahkan 0.02 mol HI ? Di dalam buffer terdapat spesies CH3CH2COOH dan CH3CH2COONa, lalu dengan siapakah asam iodida (HI) ini akan bereaksi? Ingat HI adalah asam kuat sehingga akan terionisasi menjadi ion H+ dan I-, ion H+ akan bereaksi dengan anion CH3CH2COO- (dari CH3CH2COONa) membentuk CH3CH2COOH. Asam propionat adalah asam lemah sehingga dia lebih suka dalam bentuk tak terionisasi ( CH3CH2COOH ) dibandingkan bentuk terionisasinya ( CH3CH2COO- dan H+ ).

H+(aq) + CH3CH2COO-(aq) -> CH3CH2COOH(aq)

awal

0.02

0.10

-

reaksi

0.02

0.02

0.02

setimbang

-

0.08

0.02

Konsentrasi masing-masing spesies setelah bereaksi dihitung sebagai:

[CH3CH2COONa] = 0.08 mol / 2.10 L = 0.038 M

[CH3CH2COOH] = ( mol mula-mula + mol hasil reaksi ) / volume

[CH3CH2COOH] = (0.11+0.02) / 2.10 = 0.062 M

pH = 4.89 + log ( 0.038 / 0.062 )

pH = 4.68