RANGKUMAN MATERI KIMIA KELAS XI BAB LARUTAN PENYANGGA

 a.    Komponen Larutan Penyangga Asam

Komponen larutan penyangga asam terdiri atas asam lemah dengan basa konjugasinya. Basa konjugasi yang dimaksud ialah mengacu pada teori asam basa Bronsted-Lowry dimana suatu spesi merupakan asam apabila bertindak sebagai spesi yang memberikan proton sedangkan basa bertindak sebagai penerima proton dalam suatu reaksi transfer proton. Berikut tabel pasangan asam lemah dengan basa konjugasinya.

Asam lemah	Basa konjugasi
CH3COOH	CH3COO-
H3PO4	H2PO4-
H2PO4	HPO42-
HCOOH	HCOO-
HNO2	NO2-
HCN	CN-
HF	F-
H2S	HS-

Sistem larutan penyangga asam dapat dibuat secara langsung dari campuran asam lemah dengan garam yang mengandung pasangan basa konjugasi dari asam lemah tersebut. Contoh :

1. Larutan CH₃COOH ditambahkan dengan larutan CH₃COONa, sehingga di dalam campuran   terdapat CH₃COOH (asam lemah) dan CH3COO^- (basa konjugasi)
2. Larutan H₃PO₄ ditambahkan dengan larutan NaH₂PO₄, sehingga di dalam campuran     terdapat  H₃PO₄ (asam lemah) dan H₂PO₄^- (basa konjugasi)
3. Larutan HCN ditambahkan dengan larutan KCN, sehingga di dalam campuran terdapat HCN (asam lemah) dan CN^- (basa konjugasi)

Selain dibuat secara langsung, larutan penyangga juga dapat dibuat secara tidak langsung, yaitu dengan mereaksikan asam lemah dengan basa kuat, dengan syarat asam lemah bersisa dan basa kuat harus tepat habis bereaksi.

Mereaksikan 100 mL larutan CH₃COOH 0,1 M dengan 50 mL larutan NaOH 0,1 M ; sehingga secara stoikiometri di dalam 150 mL campuran yang dihasilkan terdapat 0,005 mol CH₃COOH (sisa reaksi) dan CH₃COO^- (hasil reaksi). Perhatikan perhitungan berikut :

		CH3COOH(aq)	+	NaOH(aq)		CH3COONa(aq)	+	H2O(l)
Awal	:	0,01 mol		0,005mol		-
Reaksi	:	-0,005 mol		-0,005mol		+0,005 mol
Akhir	:	0,005 mol		0		0,005 mol
						CH3COO- (aq)	+	Na+(aq)		Jadi, setelah semua NaOH habis bereaksi, di dalam
						0,005 mol				larutan terdapat CH3COOH yang tersisa dan CH3COO-
										yang berasal dari ionisasi CH3COONa.

 

a.    Komponen Larutan Penyangga Basa

Komponen larutan penyangga basa terdiri atas basa lemah dengan asam konjugasinya. asam konjugasi yang dimaksud ialah mengacu pada teori asam basa Bronsted-Lowry dimana suatu spesi merupakan asam apabila bertindak sebagai spesi yang memberikan proton sedangkan basa bertindak sebagai penerima proton dalam suatu reaksi transfer proton. Berikut adalah tabel pasangan basa lemah dengan asam konjugasinya.

Basa lemah	Asam Konjugasi
NH3	NH4+
CH3NH2	CH3NH3+
C4H9NH2	C4H9NH3+

 

 

Sistem larutan penyangga basa dapat dibuat secara langsung campuran dari basa lemah dengan garamnya, yang mengandung pasangan asam konjugasi dari basa lemah tersebut.

Contoh 

1. Larutan NH₃ ditambahkan dengan larutan NH₄Cl, sehingga di dalam campuran terdapat NH₃ (basa lemah) dan NH₄⁺ (asam konjugasi)
2. Larutan CH₃NH₂ ditambahkan dengan larutan CH₃NH₃Cl, sehingga di dalam campuran terdapat  CH₃NH₂ (basa lemah) dan CH₃NH₃⁺ (asam konjugasi)
3. Larutan C₄H₉NH₂ ditambahkan dengan larutan C₄H₉NH₃Cl, sehingga di dalam campuran terdapat C₄H₉NH₂ (basa lemah) dan C₄H₉NH₃⁺ (asam konjugasi)

Selain dibuat secara langsung, larutan penyangga basa juga dapat dibuat secara tidak langsung, yaitu dengan mereaksikan basa lemah dengan asam kuat, dengan syarat basa lemah bersisa dan asam kuat harus tepat habis bereaksi.

Contoh :

Mereaksikan 100 mL larutan NH₃ 0,1 M dengan 50 mL larutan HCl 0,1 M ; sehingga secara stoikiometri di dalam 150 mL campuran yang dihasilkan terdapat 0,005 mol NH₃ (sisa reaksi) dan NH₄⁺ (hasil reaksi). Perhatikan perhitungan berikut :

		NH3(aq)	+	HCl(aq)		NH4Cl(aq)
Awal	:	0,01 mol		0,005 mol		-
Reaksi	:	-0,005mol		-0,005mol		+0,005mol
Akhir	:	0,005 mol		0		0,005 mol
						NH4+ (aq)	+	Cl-(aq)		Jadi, setelah semua HCl habis bereaksi, di dalam larutan terdapat
						0,005 mol				NH3 yang tersisa dan NH4+ yang berasal dari ionisasi NH4Cl.

Perhitungan Larutan Penyangga Asam

Pada sistem larutan penyangga asam terdiri atas asam lemah dan garam yang mengandung basa konjugasinya, HA merupakan asam lemah yang sedikit terionisasi, sehingga konsentrasi HA dianggap tetap dan selanjutnya disebut dengan konsentrasi asam atau [asam]. Konsentrasi ion [A^-] berasal dari dua komponen, yaitu [A^-] dari asam lemah (HA) dan [A^-] dari NaA. Oleh karena HA asam lemah, maka hanya dihasilkan ion A^- dalam jumlah yang sangat sedikit, sehingga [A^-] yang berasal dari asam dapat diabaikan. Jadi, [A^-] dianggap sama dengan [A^-] yang berasal dari NaA dan selanjutnya disebut sebagai konsentrasi basa konjugasinya atau [basa konjugasi].

Contoh soal :

Suatu larutan buffer dibuat dengan cara mencampurkan 0,6 mol asam asetat dengan 0,2 mol NaOH dalam 500 ml larutan  (Ka CH₃COOH = 5 x 10^-5). pH larutan tersebut adalah sebesar..

Penyelesaian :

		CH3COOH (aq)	+	NaOH (aq)		CH3COONa(aq)	+	H2O (l)
Awal	:	0,6 mol		0,2 mol		-
Reaksi	:	-0,2mol		-0,2 mol		+0,2 mol
Akhir	:	0,4 mol		0		0,2 mol
						CH3COO- (aq)	+	Na+ (aq)
						0,2 mol

Perhitungan Larutan Penyangga Basa

Pada sistem larutan penyangga basa terdiri atas basa lemah dan garam yang mengandung asam konjugasinya, MOH merupakan basa lemah yang sedikit terionisasi, sehingga konsentrasi MOH dianggap tetap dan selanjutnya disebut dengan konsentrasi basa atau [basa]. Konsentrasi ion [M⁺] berasal dari dua komponen, yaitu [M⁺] dari basa lemah (MOH) dan [M⁺] dari MCl. Oleh karena MOH basa lemah, maka hanya dihasilkan ion M⁺ dalam jumlah yang sangat sedikit, sehingga [M⁺] yang berasal dari basa dapat diabaikan. Jadi, [M⁺] dianggap sama dengan [M⁺] yang berasal dari MCl dan selanjutnya disebut sebagai konsentrasi asam konjugasinya atau [asam konjugasi].

Contoh soal :

Ke dalam 100 ml larutan NH₃ 0,1 M ditambahkan 100 ml larutan (NH₄)₂SO₄ 0,1 M. jika campuran larutan tersebut dapat membentuk larutan penyangga, maka berapakah harga pH dari campuran tersebut? (Kb NH₃ = 1,8 x 10^-5)

Penyelesaian

Peran Larutan Penyangga dalam Tubuh Mahluk Hidup

1.    Larutan Penyangga Fosfat

Larutan penyangga fosfat adalah larutan penyangga yang terdapat pada cairan seluruh tubuh makhluk hidup dan tersusun atas H₂PO₄^– dan HPO₄^2-. Ketika pH tubuh naik, reaksi larutan penyangga fosfat adalah sebagai berikut: H₂PO₄^–_(aq) + OH^–_(aq) → HPO₄^–_(aq) + H₂O_(l)

Sedangkan ketika pH tubuh turun, reaksi larutan penyangga fosfat adalah sebagai berikut: HPO₄^2-_(aq) + 2H⁺_(aq) → H₂PO₄^–_(aq)

 

2.    Larutan Hemoglobin

Larutan penyangga hemoglobin adalah larutan penyangga yang terdapat pada darah dan tersusun atas HHb dan HbO₂. Reaksi larutan penyangga hemoglobin adalah sebagai berikut:

HHb_(aq) + O_2(aq) → HbO_2(aq) + H⁺_(aq)

 

3.    Larutan Penyangga Karbonat

Larutan penyangga karbonat adalah larutan penyangga yang terdapat pada darah dan tersusun atas H₂CO₃ dan HCO₃^­-.Pada saat pH tubuh naik, reaksi  larutan penyangga karbonat adalah sebagai berikut: H₂CO₃^–_(aq) + OH^–_(aq) → HCO₃^–_(aq) + H₂O_(l)

sedangkan ketika pH tubuh turun, reaksi larutan penyangga karbonat adalah sebagai berikut: HCO₃^–_(aq) + H⁺_(aq) → H₂CO_3(aq)

Resources :

Rufaida, A. D., Qurniawati, A.2013.Kimia Peminatan Matematika dan Ilmu ilmu alam.Yogyakarta:Intan Pariwara

Sudarmo, U., Mitayani, N.2017.Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI.Surakarta:Erlangga.

https://materikimia.com/peranan-larutan-penyangga-dalam-tubuh-makhluk-hidup-dan-contohnya/