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
+ 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)
(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)
(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.
