Kimia XI SMA Belajar Online Materi Larutan Penyangga

Larutan Penyangga - Pengertian, Komponen, Rumus, Fungsi

Untuk memudahkan kalian dalam belajar topik ini, kami menyediakan dua video pendukung pembelajaran yang dibuat secara terpisah.
Selamat Belajar dari Rumah!!

Larutan Penyangga – Apa itu Larutan Peyangga? Larutan Peyangga adalah  Larutan penyangga atau larutan Buffer adalah suatu larutan yang dapat mempertahankan harga pH tertentu dengan terhadap usaha mengubah pH seperti penambahan asam, basa atau pengenceran. Simaklah ulasannya dibawah ini.


Pengertian Tentang Larutan Penyangga

pH dalam suatu larutan menjadi turun apabila ditambah Asam, hal ini juga disebabkan dengan meningkatnya konsentrasi H+.
Sebaliknya, apabila pH dalam suatu larutan ditambah Basa akan berubah menaikkan pH karena penambahan basa meningkatkan konsentrasi OH–
Dan Penambahan air pada larutan asam & basa akan merubah pH larutan, sebab konsentrasi asam dan basanya akan mengecil. Tetapi, ada suatu larutan yang apabila ditambah sedikit asam, basa, atau air tidak akan mengubah pH secara berarti.
Larutan itulah yang disebut dengan Larutan Penyangga  larutan Buffer atau Dapar).
Larutan Buffer yaitu larutan yang terdiri dari asam lemah atau basa lemah & sedikit garamnya, karena kedua komponen itu harus ada.
Larutan Peyangga mampu menahan pH ketika terjadinya penambahan sedikit asam atau sedikit basa.

Komponen Larutan Peyangga

Ada 2 komponen yang diperlukan oleh Larutan Buffer(Peyangga) yaitu :

• Suatu komponen yang mampu menetralkan Asam
• Suatu komponen yang mampu menetralkan Basa

Tetapi, kedua komponen itu tidak boleh saling menetralkan. Karena Persyaratan ini mentiadakan Campuran Asam Kuat & Basa Kuat.
Jadi, larutan buffer biasa di deskripsikan sebagai gabungan dari asam lemah & basa konjugasinya, atau basa lemah & asam konjugasinya.

1. Larutan Penyangga yang Bersifat Asam

Larutan Peyangga Bersifat Asam ini dapat mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7).
Untuk mendapatkan suatu larutan ini juga dapat dibuat dari asam lemah & garam, garamnya yang merupakan basa sebagai konjugasi dari asamnya.
Adapun cara lainnya yaitu menggabungkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya digabungkan dalam jumlah yang lebih.
Campuran ini akan menghasilkan garam yang mengandung basa sebagai konjugasi dari asam lemah yang terkait. Pada umumnya basa kuat yang digunakan yaitu seperti Natrium (Na), Kalium, Barium, Kalsium, & lain-lainnya.
Suatu contoh yang biasa yaitu merupakan campuran Asam Etanoat & Natrium Etanoat dalam suatu larutan. Pada kasus ini juga, jika suatu larutan mengandung Konsentrasi Molar yang setara antara asam & garam, maka campuran itu akan memiliki pH 4.76.
Namun Ini bukan suatu masalah dalam hal konsentrasinya, karena sepanjang keduanya memiliki konsentrasi yang sama.

2. Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan Penyangga Bersifat Basa ini dapat mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7).
Untuk mendapatkan larutan ini juga dapat dibuat dari basa lemah & garam, yang garamnya berasal dari asam kuat.
Adapun cara lainnya yaitu dengan menggabungkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat, dimana basa lemahnya dicampurkan dalam jumlah yang lebih.
Suatu contoh yang digunakan adalah Campuran Larutan Amonia & Larutan Amonium Klorida. Jika keduanya dalam keadaan perbandingan molar yang setara, larutan ini akan memiliki pH 9.25. Tetapi, hal itu bukanlah suatu masalah selama konsentrasi yang dipilih keduanya setara.

Pembuatan dan Cara Kerja Larutan Peyangga

Larutan Penyangga mengandung komponen Asam & Basa, dengan asam & basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H+ ataupun ion OH-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak bisa mengubah pH-nya secara signifikan.
Campuran Asam Lemah dengan Garamnya (yang berasal dari asam lemah tersebut & basa kuat), adapun cara kerjanya bisa dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH & CH3COO- yang mengalami keseimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

• Pada Penambahan Asam

Penambahan Asam (H+) akan menggeser keseimbangan ke kiri. Yaitu dimana Ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan Ion CH3COO- sehingga membentuk molekul CH3COOH.
CH3COO-(aq) + H+(aq) → CH3COOH(aq)

• Pada Penambahan Basa

Bila yang ditambahkan adalah suatu Basa, maka dari itu Ion OH- dari basa itu akan bereaksi dengan Ion H+ dan membentuk Air.
Karena itu dapat menyebabkan keseimbangan akan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi Ion H+ tetap dipertahankan.
Jadi, pada penambahan basa akan menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan Ion H+.
Basa yang akan ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH & membentuk Ion CH3COO- & air.
CH3COOH(aq) + OH-(aq) → CH3COO-(aq) + H2O(l)

Campuran suatu basa lemah dengan garamnya (yang berasal dari asam kuat & basa lemah tersebut), adapun cara kerjanya tersebut dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 & NH4+ yang mengalami keseimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

• 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, akan sehingga konsentrasi Ion OH- dapat dipertahankan.
Suatu sisi penambahan ini dapat menyebabkan sehingga berkurangnya komponen basa (NH3), bukannya Ion OH-.
Asam yang ditambahkan akan bereaksi dengan basa NH3 akan membentuk Ion NH4+.
NH3 (aq) + H+(aq) → NH4+ (aq)

• 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) & air.
NH4+ (aq) + OH-(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)

Fungsi Larutan Peyangga

Dalam suatu organisme terdapat berbagai macam-macam cairan, seperti Sel, Darah, & Kelenjar. Cairan ini juga berfungsi sebagai pengangkut zat makanan & pelarut reaksi kimia yang ada didalamnya.
Setiap reaksi akan dipercepat oleh suatu enzim tertentu, & tiap enzim dapat bekerja efektif pada suatu pH tertentu (pH optimum).
Oleh karena itu, cairan yang berada didalam organisme mengandung sistem buffer untuk mempertahankan pH-nya. Sistem buffernya yaitu berupa asam lemah dengan basa konjugasinya.

1. Pengontrol pH Darah

Darah manusia yang berada didalam keadaan normal mempunyai pH = 7,35 – 7,45, yang dapat dipertahankan oleh tiga sistem Buffer, yaitu Buffer Karbonat, Hemoglabin, & Oksihemoglobin, sedangkan dalam suatu sel terdapat Buffer Fosfat.
A. Buffer Karbonat, yaitu suatu pasangan Asam Karbonat (H₂CO₃) & Basa Konjugasi Bikarbonat (HCO₃^–):
Buffer Karbonat adalah pasangan Asam Karbonat (H₂CO₃) dengan Basa Konjugasi Bikarbonat (HCO₃^–):
H⁺_(aq) + HCO₃^–_(aq) ⇄ H₂CO_3(aq) ⇄ H₂O_(aq) + CO_2(aq)
Penyangga karbonat sangat penting dalam mengontrol pH darah.
Seorang Pelari maraton bisa mengalami suatu kondisi Asidosis, yaitu terjadinya penurunan pH darah terjadi disebabkan terjadinya metabolisme yang tinggi, sehingga dapat meningkatkan produksi Ion Bikarbonat.
Kondisi asidosis ini juga mengakibatkan suatu penyakit Jantung, Ginjal, Diabetes Miletus (Penyakit Gula) & Diare.
Seorang yang akan mendaki gunung tanpa adanya Oksigen tambahan akan dapat menderita Alkalosis, yaitu peningkatan pada pH darah.
Jika kadar oksigen yang berada digunung sedikit dapat membuat seorang pendaki bernafas lebih cepat, sehingga Gas Karbondioksida yang terlepas akan terlalu banyak, padahal CO₂ dapat larut dalam air menghasilkan H₂CO₃.
Hal ini juga mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis juga dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, karena cemas dan histeris).
B. Buffer Hemoglobin
Oksigen adalah zat utama yang diperlukan oleh sel tubuh dan didapatkan melalui pernapasan.
Oksigen akan diikat oleh Hemoglobin yang berada didalam darah, di mana O2 juga sangat sensitif terhadap pH. Reaksi keseimbangan yang terjadi bisa dituliskan sebagai berikut.
HHb+ + O2 ⇄ H+ + HbO2
Keberadaan suatu oksigen pada reaksi di atas dapat mepengaruhi konsentrasi Ion H +, sehingga pH darah juga dapat dipengaruhi olehnya.
Dan pada reaksi di atas O2 bersifat basa. Hemoglobin yang telah melepaskan O2 dapat mengikat H + & membentuk suatu asam hemoglobin.
Sehingga Ion H + yang dilepaskan pada peruraian H2 CO 3 merupakan asam yang diproduksi oleh CO 2 akan terlarut dalam air saat terjadinya metabolisme.
Produk buangan yang diproduksi dari tubuh adalah CO2– yang berada di dalam tubuh bisa membentuk senyawa H 2CO3 dan nantinya akan terurai menjadi H+ & HCO3–.
Penambahan H+ yang ada didalam tubuh akan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telah melepaskan O2 dapat mengikat H+ & membentuk asam hemoglobin (HHb+).
c. Buffer Fosfat
Penyangga Fosfat adalah penyangga yang berada di dalam suatu Sel.
Penyangga Fosfat ini adalah campuran dari asam lemah H2PO4– & basa konjugasinya, yaitu HPO42-.
Bila proses Metabolisme Sel dapat dihasilkan oleh banyak zat yang bersifat asam, dan akan segera bereaksi dengan ion HPO42-.
HPO42-(aq) + H+(aq) ⇄ H2PO4–(aq)
Bila diberi OH–, maka keseimbangannya bergeser kekiri, karena OH– diikat oleh H+ menjadi H2O. Sebaliknya, bila ditambah OH– keseimbangannya bergeser kekanan sehingga [H+] relatif tetap.
H2PO4–(aq) + OH–(aq) ⇄ HPO42-(aq) + H2O(l)
Sehingga perbandingan antara [H2PO4– ] / [HPO42-] akan tetap & akibatnya pH larutan menjadi tetap.
Penyangga ini juga berada di luar sel, tetapi jumlahnya sangat sedikit. Selain itu, penyangga fosfat berperan penting sebagai penyangga urin.
Apabila suatu mekanisme pengaturan pH dalam tubuh gagal, seperti akan terjadi bila sedang sakit, sehingga pH darah menjadi turun di bawah 7,0 atau naik ke atas 7,8, akan menyebabkan kerusakan permanen pada organ tubuh manusia atau bahkan kematian.