Larutan Buffer: Pengertian, fungsi dan contoh

Air merupakan pelarut universal, dan bersifat autoionisasi dengan membentuk kesetimbangan: H2O(l) ↔ H+(aq) + OH- (aq) Nilai tetapan ionisasi air, Kw = 10-14 pada 25°C. Berarti di dalam air [H+] = [OH-] = 10-7 : atau pH air adalah 7.

Advertisement

Apa yang terjadi pada suatu elektrolit bila dilarutkan ke dalam pelarut air, dan bagaimana pula pengaruhnya terhadap kesetimbangan air di atas?

Elektrolit ada yang mudah dan ada yang sukar melarut; kemudian ada yang terionisasi atau ada yang bereaksi dengan pelarut air. Bergantung pada sifat elektrolit, melarutnya zat ini dapat menggeser sistem kesetimbangan ion H+ dan OH dalam air dan menyebabkan konsentrasi ion-ion itu berubah; atau menyebabkan air tidak netral lagi (pH ¹ 7).

Gejala atau pergeseran kesetimbangan yang terlibat akan menentukan sifat dan karakter dari larutan yang terbentuk. Pengenalan dan pemahaman akan sifat larutan dalam pelarut air menjadi penting karena hampir semua proses dan kegiatan dalam kehidupan selalu berhubungan dengan air.

Artikel ini hanya membahas beberapa tipe larutan dan hubungannya dengan sistem kesetimbangan dalam pelarut air antara lain larutan buffer, hidrolisis garam, dan kelarutan elektrolit.

Definisi Dan Contoh Buffer

Kata buffer berarti “mengurangi atau menahan goncangan”.

Advertisement

Larutan buffer diartikan sebagai larutan yang memiliki ketahanan terhadap perubahan pH lingkungannya. Apa larutan buffer itu?

Larutan buffer merupakan,

  • Campuran dari asam lemah dengan basa-konyugasinya, atau dapat juga dinyatakan sebagai campuran asam lemah dengan garam—kuatnya.
  • Campuran dari asam lemah dengan basa-konyugasinya (atau sebagai campuran asam lemah dengan garam-kuatnya).

Dari batasan tersebut, pada dasarnya, larutan buffer merupakan campuran yang mengandung pasangan asam-basa konyugasi. Biasanya, keduanya harus memenuhi persyaratan, yakni konsentrasi keduanya harus relatif tinggi dan relatif sama. Salah satu contoh campuran yang memenuhi batasan di atas adalah campuran CH3COOH 1M-CH3COONa 1M.

CH3COOH 1M-CH3COONa 1M; Ka = 1,8 x 10-5
Asam lemah Basa konyugasi
CH3COOH ↔ H+ +

≈ 1 M 4,2 x 10-3 M (*)

CH3COO

4,2 x 10-3 M (*) dihitung dari nilai Ka

Larutan ini tidak tergolong pada larutan buffer karena konsentrasi basa-konyugasinya amat rendah terhadap konsentrasi asam lemahnya.

Istilah lain dari buffer adalah penyangga atau dampar.

pH Buffer

Larutan buffer yang terdiri dari campuran asam asetat dan natrium asetat (CH3COOH dan CHCOONa) melibatkan reaksi seperti berikut:

air: H2O ↔ H+ + OH

garam: CH3COONa → Na+ + CH3COO

asam lemah: CH3COOH ↔ H+ + CH3COO

Pada campuran buffer di atas, [CH3COO] dan oleh karenanya disebut buffer-asam, dan hubungan antar pasangan asam-hasa konyugasinya yang menjadi perhatian adalah,

pH buffer

Konsentrasi basa-konyugasi yakni [CH3COO] menurut reaksi tersebut di atas berasal dari garam dan asam; karena yang berasal dari asam sangat kecil terhadap dari garam maka [CH3COO] dianggap seluruhnya berasal dari garam, atau [CH3COO] = (CH3COONa].

Dengan demikian bila [CH3COOH] = [asam], dan [CH3COONa] = [garam] disubstitusikan pada persamaan terakhir di atas dapat diperoleh hubungan yang lebih umum:

pH Buffer 2

Dengan menggunakan persamaan 2 dapat diperkirakan harga [H+] dari suatu campuran buffer-asam; atau dengan kata lain, pH buffer-asam dapat diperkirakan dari persamaan 2 dengan mensubstitusikan harga [H+] pada persamaan [H+] = -log [H+].

Selain buffer-asam, juga dikenal buffer-basa (karena [OH] > [H+]) misalnya campuran NH4OH-NH4Cl, dst. Dengan demikian analog dengan buffer-asam, maka terhadap buffer-basa berlaku pula hubungan umum:

pH buffer 3

Melalui persamaan diatas dapat diperkirakan nilai [OH], dan dari nilai ini dapat ditentukan nilai pOH

dari hubungan pOH = -log [OH]. Dari pOH selanjutnya dapat diketahui nilai pH dari persamaan pH + pOH 14.

Jadi pH buffer-basa dapat diperkirakan melalui persamaan diatas persamaan pOH = — log [OH]; dan persamaan pH + pOH = 14.

Kerja Dan Fungsi Buffer

kerja dan fungsi buffer

pH air murni berubah drastis dari pH = 7 menjadi pH 2,82 oleh penambahan 5 tetes HCl 6M. (silahkan dihitung.) Apakah hal ini akan terjadi pada larutan buffer di atas oleh penambahan sejumlah asam yang sama? (1 tetes setara dengan 0,05 mL.)

Dalam sistem buffer-asetat di atas terjadi kesetimbangan pasangan asam-basa konyugasinya:

kerja buffer 2

Penambahan 5 tetes HCI 6 M berarti meningkatkan jumlah H+ sebesar (5 x 0,05 mL)(6 M) = 1,5 mmol H+ atau sebesar 0,0015 mol H+ dalam sistem. Penambahan ion ini menyebabkan sistem kesetimbangan buffer-asam bergeser ke arah kiri dengan cara ion CH3OO- bereaksi dengan ion H+. Akibatnya [CH3COO] menurun menjadi 0,0985 M sedangkan [CH3COOH] naik menjadi 0,1015M.

kerja buffer 3

Untuk memperkirakan harga pH sistem buffer-asetat setelah penambahan sedikit asam digunakan persamaan 2.

kerja buffer 4

Hasil perhitungan memperlihatkan, bahwa pH buffer-asetat berubah dari 4,74 menjadi 4,73. Berarti pH buffer-asetat relatif tidak berubah oleh penambahan sedikit asam kuat seperti HCI. Sifat sistem buffer-asetat ini juga relatif tidak berubah misalnya oleh penambahan sedikit larutan basa kuat seperti NaOH.

Secara umum dapat dikatakan bahwa pH larutan buffer relatif tidak berubah oleh penambahan sedikit asam/basa kuat.

Dengan demikian dapatlah dinyatakan bahwa:

  • Sistem buffer bekerja guna mempertahankan pH lingkungannya berdasarkan prinsip kesetimbangan kimia.
  • Sistem buffer dapat berfungsi untuk mempertahankan pH lingkungannya dari pengaruh luar seperti, oleh penambahan sedikit asam kuat, oleh penambahan sedikit basa kuat, dan oleh pengenceran.

Advertisement

Leave a Reply

Your email address will not be published.