LARUTAN PENYANGGA

 LARUTAN PENYANGGA

Kompetensi Dasar

3.12 Menjelaskan prinsip kerja, perhitungan pH, dan peran larutan penyangga dalam tubuh makhluk              hidup

4.12  Membuat larutan penyangga dengan pH tertentu

        

Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar 

1.  Menganalisis larutan penyangga dan bukan penyangga 

2.  Menjelaskan prinsip kerja larutan penyangga. 

3.  Menghitung pH larutan penyangga 

4.  Menjelaskan peranan  larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari

Materi Pembelajaran

PETA KONSEP

   1.  Pengertian Larutan Penyangga

         Pada pelajaran sebelumnya, kalian telah belajar tentang pH larutan. pH merupakan salah satu                 bagian penting dari kehidupan. Perubahan pH pada sistem seringkali mengakibatkan dampak                 yang  tidak kita inginkan.

         Pada dasarnya, di dalam tubuh manusia terdapat suatu sistem yang bisa mempertahankan pH                   darah  terhadap gangguan yang bisa mengubah pH. Sistem ini disebut penyangga. Larutan                       penyangga atau sering disebut larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada           kisarannya apabila ada upaya untuk menaikan atau menurunkan pH. Larutan penyangga memiliki           dua komponen yaitu asam dan basa. Asam akan berperan jika ada upaya untuk menaikan pH,                 sedangkan basa akan berperan jika ada upaya untuk menurunkan pH. Asam dan basa di sini                     merupakan pasangan asam dan basa konjugasi.

  2.   Jenis Larutan Penyangga

        Jenis larutan penyangga ditentukan oleh komponen penyusunnya yakni asam atau basa lemah dan          asam atau basa konjugasinya (garam). 

        Berikut ini jenis-jenis larutan penyangga :

        a.   Larutan Penyangga Asam

      Larutan penyangga bersifat asam mengandung  campuran asam lemah dengan basa                                  konjugasinya atau asam lemah dengan garamnya

      Contoh:       

             CH₃COOH + CH₃COO^-          atau        CH₃COOH + CH₃COONa

        b.  Larutan Penyangga Basa

             Larutan penyangga bersifat basa mengandung  campuran basa lemah dengan asam                                   konjugasinya atau basa lemah dengan garamnya

             Contoh: 

             NH₄OH + NH₄⁺         atau         NH₄OH  + NH₄Cl

  3. Prinsip Kerja Larutan Penyangga

        Larutan penyangga bekerja sesuai konsepnya bahwa larutan ini dapat mempertahankan pH awal            larutan meskipun ke dalam larutan ditambahkan asam kuat maupun basa kuat atau air dalam                    jumlah tertentu. Bagaimana prinsip kerja larutan penyangga?

        Perhatikan gambar berikut ini!

Gambar 1.1 Prinsip Kerja Larutan Penyangga

   Larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa lemah, dengan asam dan basa                       konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H⁺ ataupun ion OH-. Sehingga penambahan sedikit       asam kuat atau basa kuat serta sedikit pengenceran tidak bisa mengubah pH-nya secara signifikan.

   a. Larutan Penyangga asam

Prinsip kerja larutan penyangga asam sebagai berikut :

        1)   Pada Penambahan Asam

      Pada penambahan asam, ion H⁺ dari asam akan menambah konsentrasi H⁺ pada larutan dan                    menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kiri. Sehingga reaksi mengarah pada                                        pembentukan CH₃COOH. Artinya, ion H⁺ yang ditambahkan akan bereaksi dengan                                  ion CH₃COO^-  membentuk molekul CH₃COOH

CH₃COO^-   (aq) + H⁺ (aq) ⇄ CH₃COOH (aq)

              Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion H⁺ ,                            sehingga  pH dapat dipertahankan.

        2)  Pada Penambahan Basa

             Pada penambahan  basa, ion OH^- dari basa akan menambah  ion OH^- pada  larutan dan                             menyebabkan reaksi bergeser ke kanan. Sehingga reaksi mengarah pada pada                                           pembentukan CH₃COO^-   dan air.

CH₃COOH(aq) + OH^-(aq) ⇄ CH₃COO^-  (aq) + H₂O(l)

     Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion   H⁺ ,                           sehingga pH dapat dipertahankan.

       3)   Pengenceran

             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

   b. Larutan Penyangga Basa

        Prinsip kerja larutan penyangga asam sebagai berikut :

        1)  Pada penambahan asam

             Bila yang ditambahkan suatu asam, maka Ion H+ dari asam akan mengikat Ion OH^- Hal itu                     akan dapat menyebabkan keseimbangan dan akan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion               OH^- dapat dipertahankan. Asam yang ditambahkan akan bereaksi dengan basa NH₃ akan                         membentuk Ion NH₄⁺

             NH₃ (aq) + H⁺(aq) ⇄ NH₄⁺ (aq)

             Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion OH^- ,                           sehingga pH dapat dipertahankan.

       2)   Pada penambahan basa

              Bila yang ditambahkan adalah suatu basa, maka keseimbangan 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)

             Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion OH^- ,                           sehingga pH dapat dipertahankan.

      3)    Pengenceran

             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.

 4.   Perhitungan pH Larutan Penyangga

       Untuk melakukan penghitungan pH larutan penyangga maka kita harus memperhatikan  larutan              penyangga tersebut bersifat asam atau basa. 

       a)   Larutan penyangga asam

             Larutan penyangga bersifat asam apabila terdiri dari campuran asam lemah dengan basa                         konjugasinya , misalnya CH₃COOH dengan CH₃COO^- atau CH₃COONa

             Perumusan larutan penyangga yang bersifat asam adalah sebagai berikut:

pH = -log[H⁺]

              Keterangan:

                      Ka = tetapan ionisasi asam lemah

              na = Jumlah mol asam lemah

              nbk= Jumlah mol basa konjugasinya

       b)    Larutan penyangga basa

      Larutan penyangga bersifat basa apabila terdiri dari campuran basa lemah dengan asam                          konjugasinya, misalnya adalah NH₄OH dengan NH₄⁺ atau NH₄Cl.

              Perumusan larutan penyangga yang bersifat basa adalah sebagai berikut:

              Keterangan:

                             Ka = tetapan ionisasi asam lemah

                             nb = Jumlah mol basa lemah

                             nak= Jumlah mol asam konjugasinya

         Contoh:

         Suatu larutan penyangga mengandung 50 mL CH₃COONa 0,4 M dan 100 CH₃COOH 0,25 M. 

         a.  Apakah larutan tersebut merupakan larutan penyangga?

         b.  Jika larutan tersebut termasuk larutan penyangga maka tentukanlah harga pH-nya? 

               (Ka = 1,8 x 10^–5)

        Jawab:

         a.  Pada soal tersebut CH₃COOH merupakan asam  lemah dan CH₃COONa merupakan                                garamnya,  larutan pada soal di atas termasuk larutan penyangga

        b.   50 mL CH₃COONa 0,4 M + 100 mL CH₃COOH 0,25 M.

              mol CH₃COONa= 50 mL × 0,4 mmol/mL = 20 mmol

              mol CH₃COOH  = 100 mL × 0,25 mmol/mL = 25 mmol

         Latihan

         Tentukanlah pH dari campuran 200 mL larutan HNO₂ 0,15 M dengan 150 mL larutan KOH 

         0,1 M. 

         a.   Apakah larutan tersebut merupakan larutan penyangga?

         b.   Jika larutan tersebut termasuk larutan penyangga maka tentukanlah harga pH-nya?

               (Ka = 10^–5)

DAFTAR PUSTAKA

Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas XI, Surakarta, Erlangga

Sari,Novitalia Ablinda, S.T.2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI,Kemendikbud

Utami, Budi dkk, 2009. Kimia Untuk SMA dan MA Kelas XI Program Ilmu  Alam, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta 

Sutresna , Nana. 2013. KIMIA SMA XI Sekolah Menangah Atas. Grafindo. Jakarta.