Pengertian, Komponen, Cara Kerja, Rumus

Solusi penyangga, larutan penyanggaatau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia. Ciri khas larutan penyangga ini adalah perubahan pH hanya sedikit dengan penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat.

Larutan penyangga terdiri dari asam lemah dan basa konjugatnya atau basa lemah dan asam konjugatnya. Reaksi antara kedua komponen ini dikenal sebagai reaksi asam-basa konjugat.

Komponen larutan penyangga

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

• Asam lemah (HA) dan basa konjugatnya (ion A-), campuran ini menghasilkan larutan asam.
• Basa lemah (B) dan asam konjugatnya (BH+), campuran ini menghasilkan larutan basa.

Komponen larutan buffer dibagi menjadi:

• Larutan penyangga asam

Larutan ini mempertahankan pH dalam kisaran asam (pH <7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugat dari asam tersebut. Cara lainnya adalah dengan mencampurkan asam lemah dengan basa kuat dimana asam lemah dicampur secara berlebihan. Campuran tersebut akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang dimaksud. Umumnya digunakan basa kuat seperti Natrium Na), Kalium, Barium, Kalsium dan lain-lain.

• Larutan penyangga basa

Larutan ini mempertahankan pH dalam kisaran basa (pH > 7). Larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Cara lain adalah dengan mencampurkan basa lemah dengan asam kuat dimana basa lemah dicampur secara berlebihan.

Bagaimana solusi buffer bekerja

Larutan buffer mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugatnya, sehingga dapat mengikat ion H+ dan ion OH-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH secara signifikan. Inilah cara kerja solusi buffer:

Cara kerjanya dapat dilihat pada larutan buffer yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- yang berada dalam kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

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)

Saat menambahkan basis

Jika yang ditambahkan adalah basa, maka ion OH basa tersebut 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 penurunan komponen asam (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO- dan air.

CH3COOH(aq) + OH-(aq) → CH3COO-(aq) + H2O(l)

Cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang berada dalam kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

Jika asam ditambahkan, ion H+ dari asam akan berikatan dengan ion OH-. Hal ini menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH dapat dipertahankan. Selain itu, penambahan ini menyebabkan pengurangan komponen dasar (NH3), bukan ion OH. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+.

NH3 (aq) + H+(aq) → NH4+ (aq)

Jika basa ditambahkan, kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air.

NH4+ (aq) + OH-(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)

Perhitungan pH larutan penyangga

Konstanta ionisasi dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H+ dalam larutan dengan rumus berikut:

[H+] = Ka xa/valxg

atau

pH = p Ka – log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol basa konjugasi

Konstanta ionisasi dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H+ dalam larutan dengan rumus berikut:

[OH-] = Kbxb/valxg

atau

pH = p Kb – log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol asam terkonjugasi

Fungsi Resolusi Penyangga

Keberadaan larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari, seperti dalam dunia kedokteran, fotografi, industri kulit dan pewarna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan buffer ini pada tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini dapat berupa cairan intraseluler atau cairan ekstraseluler.

Dimana sistem buffer utama pada cairan intraseluler seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan asam dan basa. Sedangkan untuk sistem buffer dapat menjaga pH darah hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu, penerapan larutan penyangga ini dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada obat tetes mata. Tetes mata memiliki pH yang sama dengan cairan tubuh kita, sehingga tidak menimbulkan efek samping.

Demikian artikel Duniaduniadik.co.id tentang larutan buffer: pengertian, komponen, cara kerja, perhitungan, rumus, fungsi, semoga artikel ini bermanfaat untuk sobat semua.