Larutan Penyangga

A. Tujuan

Mengetahui sifat larutan penyangga dan larutan bukan penyangga pada penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran.

B. Pengertian

Larutan penyangga atau dikenal juga dengan nama larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH apabila larutan tersebut ditambahkan sejumlah asam atau basa maupun diencerkan dengan menambah sejumlah volume air.

Sifat Larutan Penyangga

Larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam kuat. Disamping itu larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya.

Komponen Larutan Penyangga

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

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

• 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.

Cara kerja Larutan Penyangga

Pada point sebelumnya telah disebutkan bahwa 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)

Menghitung pH Larutan Penyangga

1. Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu l   arutan 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

D.    Alat dan Bahan

• Indikator Universal
• Larutan NaCl 0,1 M
• 9 gelas kimia ukuran 100 mL
• Larutan HCl 0,1 M
• Larutan NaOH 0,1 M
• Akuades
• Larutan CH₃COOH 0,1 M
• NaCH₃COO 0,1 M
• Larutan NH₃ 0,1 M
• Larutan NH₄Cl 0,1 M

E.      Cara Kerja

1. Dengan menggunakan indikator universal, ukur pH larutan NaCl 0,1 M
2. Siapkan 3 gelas kimia 100 mL, isi masing-masing dengan 10 mL larutan NaCl 0,1 M, kemudian:

• Kedalam gelas kimia 1 tambahkan 1 mL larutan HCl 0,1 M.
• Kedalam gelas kimia 2 tambahkan 1 mL larutan NaOH 0,1 M.
• Kedalam gelas kimia 3 tambahkan 10 mL akuades.

Ukur pH ketiga larutan itu.

3.   Campurkan 25 mL larutan CH₃COOH 0,1 M dan 25 mL larutan NaCH₃COO    0,1 M dalam sebuah gelas kimia. Ukur pH larutan itu.

4.   Siapkan 3 gelas kimia yang bersih, isi masing-masing gelas kimia dengan 10 mL larutan dari prosedur (3). Kemudian:

• Kedalam gelas kimia 1 tambahkan 1 mL larutan HCl 0,1 M
• Kedalam gelas kimia 2 tambahkan 1 mL larutan NaOH 0,1 M
• Kedalam gelas kimia 3 tambahkan 10 mL akuades

Ukur pH ketiga larutan tersebut.

F. Hasil Pengamatan

Larutan yang diuji	pH mula-mula	pH setelah ditambah HCl	pH setelah ditambah NaOH	pH setelah diencerkan
NaCl	6	3	10	7
CH3COOH +NaCH3COO	4	3	4	5
NH3 + NH4Cl	8	8	7	8

Analisis Data/ Pertanyaan

1.         Diantara larutan yang diuji, manakah yang bersifat penyangga (buffer)?

Jawab : CH₃COOH + NaCH₃COO dan NH₃ + NH₄Cl

2.         Simpulkanlah pengertian larutan penyangga!

Jawab : Larutan penyangga atau larutan buffer merupakan suatu larutan yang dapat

mempertahankan nilai pH tertentu.

3.         Tuliskan komponen penyangga pada percobaan 3 dan 5

Jawab : Pada percobaan 3 komponen penyangganya adalah :

                 CH₃COOH dan NaCH₃COO

Pada percobaan 5 komponen penyangganya adalah :

NH₃ + NH₄Cl

4.         Tentukan Jenis penyangganya !

Jawab : Pada percobaan 3 jenis penyangganya adalah penyangga asam, sedangkan

               pada percobaan 5 jenis penyangganya adalah penyangga basa.

5.         Jelaskan cara kerja penyangga untuk mempertahankan pH pada penambahan sedikit asam, basa dan air pada percobaan 3 dan 5 !

Jawab :            Dalam campuran CH3COOH 0,1 M dengan NaCH3COO 0,1 M, pH awalnya  adalah 4 (asam). CH3COOH merupakan asam lemah dan NaCH3COO merupakan garamnya. Menurut teori, campuran asam lemah dan garamnya akan menghasilkan larutan bersifat penyangga. Sama halnya, dengan hasil pengamatan, yaitu saat larutan ditambah HCl (asam kuat). Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH3COO- membentuk molekul CH3COOH, namun perubahan ini tidak menyebabkan perubahan pH yang besar, sehingga , pH larutan tidak berubah drastis (berkisar antara 4 – 5). Begitu pula hasilnya saat ditambahkan NaOH (basa kuat) pH larutan tetap tidak berubah drastis, tetap pada kisaran 4.

 

Dalam campuran NH3 0,1 M dengan NH4Cl 0,1 M, pH awalnya adalah 8 (basa). NH3 merupakan basa lemah dan NH4Cl merupakan garamnya. Menurut teori, campuran basa lemah dan garamnya akan menghasilkan larutan bersifat penyangga. Sama halnya, dengan hasil pengamatan, yaitu saat larutan ditambah HCl (asam kuat) pH larutan tidak berubah drastis. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (HCl), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam HCl membentuk ion Cl^–dan air. Namun, perubahan ini tidak menyebabkan perubahan pH yang besar, sehingga pH larutan tetap tidak berubah drastis, tetap pada kisaran 7 – 8.

G. Kesimpulan.

Larutan penyangga atau larutan buffer merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini adalah:

• pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam kuat ataupun basa kuat.

• Larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya.

Pada praktikum Larutan Penyangga ini yang merupakan larutan penyaangga adalah:

• NH4OH + NH4Cl

• CH3COOH + NaCH3COO