Halaman

Sunday, July 12, 2020

BUFFER ( LARUTAN PENYANGGA)


Pernah ngak teman-teman semua mendengar kata Asidosis dan Alkalosis??


Asidosis disebut sebagai penurunan pH yang terdapat pada darah manusia. pH itu sendiri adalah derajat keasaman. Berarti darah memiliki sifat/derajat asam donk???  Jelas iya, dimana pH darah adalah 7,4. Sistem penyangga yang terdapat pada darah yang menjaga pH darah hampir konstan 7,4 adalah ion HCO3- (ion hidrokarbonat) dan H2CO3 (asam karbonat) dengan perbandingan 20 : 1.

Jumlah ion HCO3- lebih banyak karena hasil metabolism yang diterima darah lebih banyak yang bersifat asam. Proses metabolisme dalam jaringan terus-menerus membebaskan asam-asam seperti asam laktat, asam fosfat, dan asam sulfat.

Ketika asam-asam tersebut memasuki pembuluh darah, maka ion HCO3- akan berubah menjadi H2CO3, kemudian H2CO3 akan terurai membentuk CO2. Pernapasan akan meningkat untuk mengeluarkan kelebihan CO2 dalam paru-paru (ini yang terjadi setelah kita berolahraga (nafas terengah-engah)).

Apabila darah menerima zat yang bersifat basa, maka H2CO3 akan berubah menjadi ion HCO3-. Untuk mempertahankan perbandingan HCO3- :  H2CO3 tetap 20 : 1, maka sebagian CO2 yang terdapat dalam paru-paru akan larut dalam darah membentuk H2CO3.

Penyakit yang menyebabkan terjadinya Asidosis ini adalah jantung, penyakit ginjal, diabetes mellitus, diare terus-menerus atau makanan berkadar protein tinggi selama jangka waktu lama serta juga bisa terjadi asidosis sementara karena olahraga intensif yang dilakukan terlalu lama.

Alkalosis (peningkatan darah) dapat terjadi sebagai akibat muntah yang hebat, hiperventilasi (bernapas terlalu berlebihan), kadang-kadang karena cemas, histeris, atau berada pada ketinggian. Untuk itu hati-hati buat teman-teman yang punya fobia ketinggian.

Buffer atau yang sering dikenal adalah larutan penyangga adalah suatu larutan yang berperan sebagai  penyangga. Maksudnya adalah menyangga pH larutan awal sebelum ditambah/dicampur dengan larutan lain.

Misal suatu larutan asam lemah dengan pH 5, jika direaksikan/dicampurakan dengan larutan basa kuat dengan pH 12 maka pH campuran yang akan terbentuk adalah jauh melebihi pH larutan asam awal karena tidak ada larutan penyangga.

Tetapi jika terdapat larutan penyangga (buffer) maka pH campuran yang akan terbentuk tidak akan jauh melebihi pH larutan asam (sekitar 5,2) tergantung berapa banyak basa kuat yang dicampurkan.

Larutan penyangga dapat terbentuk dari:
a.       Larutan penyangga Asam
1.    Mencampurkan Asam lemah dan Basa kuat dengan syarat jumlah asam lemah lebih banyak daripada jumlah basa kuat.
Basa kuat : LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2
Contoh :    CH3COOH  +  NaOH → CH3COONa + H2O
              CH3COOH sebagai asam lemah dan CH3COONa adalah garam/ basa konjugasi

2.      Mencampurkan Asam lemah dan garamnya
Contoh : larutan H2CO3 + larutan NaHCO3
Komponen penyangganya adalah H2CO3  dan HCO3-
              Untuk menghitung pH larutan penyangga asam adalah :




                pH  = - log [H+]

       b.   Larutan penyangga Basa
             1.      Mencampurkan Basa lemah dan Asam kuat dengan syarat jumlah basa lemah                                        lebih banyak daripada jumlah asam kuat.
                    Asam kuat  :  HCl, HBr, HI, H2SO4, HClO4, HNO3
                    Contoh :  NH3 + HCl → NH4Cl
                    NH3 sebagai basa lemah dan NH4Cl sebagai garam/asam konjugasi

              2.     Mencampurkan basa lemah dan garamnya
                    Contoh : larutan NH3 + larutan NH4Cl
                    Komponen penyangganya adalah NH3 dan NH4+
                        Untuk menghitung pH larutan penyangga basa adalah :


               pOH = - log [OH-]

          pH    =  14  - pOH



Keterangan:
[H+]   : konsentrasi ion H+
[OH-] : konsentrasi ion OH-
Ka      : tetapan ionisasi asam
Kb      : tetapan ionisasi basa
pH      : derajat keasaman

Note :  Untuk mempermudah teman-teman menghitung pH dan menentukan apakah suatu larutan membentuk buffer adalah dengan menghafal Asam kuat dan Basa kuat (karena jumlahnya cuma sedikit) sedangkan teman-teman menemukan larutan  asam basa yang lain berarti itu adalah asam lemah dan basa lemah.

Sebenarnya dengan teman-teman sering latihan mengerjakan soal-soal teman-teman dengan sendirinya pasti bakalan hafal dengan asam kuat dan basa kuat serta bagaimana cara menghitung pH larutannya. Sedangkan jika teman-teman hanya menghafal dna tidak pernah latihan, teman-teman akan lupa rumus apa yang digunakan atau tidak tahu bagaimana cara menyelesaikannya.


Jadi supaya teman-teman ingin lancar cukup dengan banyak latihan saja dan pastinya mengetahui konsepnya, karna bagaimanapun bentuk soalnya, jika teman-teman mengetahui konsepnya, teman-teman pasti dengan mudah bisa mengerjakannya tanpa perlu banyak mikir.


Untuk mengetahui penjelasan dan pembahasan soal-soal tentang Larutan Penyangga, silahkan kunjungi beberapa video berikut ini:



Menentukan Perbandingan Mol Senyawa Penyusun Buffer pada pH tertentu




Mengitung pH buffer setelah penambahan Asam dan Basa


Soal-Soal Menghitung pH larutan



BUFFER
SOAL-SOAL
1.      pH campuran dari 200 mL NH4OH 0,1 M dengan 200 mL NH4Cl 0,1 M
     adalah….(Kb : 1 x 10-5)
     A.  5
     B.  7
     C.  9
     D.  11
     E.  13
2.      Campuran di bawah ini bersifat penyangga, kecuali…
     A.  larutan NH4OH dengan larutan NH4Cl
     B.  larutan NH4OH dengan larutan (NH4)2SO4
     C.  larutan H3PO4 dengan larutan Na2H2PO4
     D.  larutan H2CO3 dengan larutan NaHCO3
     E.  larutan HNO2 dengan larutan NH4NO2
3.      Campuran yang membentuk larutan penyangga adalah….
     A.  50 mL NaOH 0,5 M + 50 mL HCl 0,5 M
     B.  50 mL NH4OH 0,5 M + 50 mL HCl 0,5 M
     C.  100 mL NH4OH 0,5 M + 100 mL HCl 0,5 M
     D.  100 mL CH3COOH 0,1 M + 100 mL NaOH 0,1 M
     E.  100 mL CH3COOH 0,2 M + 100 mL NaOH 0,1 M
4.      Terdapat beberapa larutan berikut:
     1)  25 ml HCN 0,5 M
     2)  25 ml NH4OH 0,3 M
     3)  25 ml CH3COOH 0,2 M
     4)  25 ml NaOH 0,5 M
     5)  25 ml HCl 0,2 M
     Pasangan senyawa yang dapat membentuk larutan penyangga adalah….
     A.  1 dan 2
     B.  1 dan 4
     C.  2 dan 3
     D.  2 dan 5
     E.  3 dan 4
5.      Pasangan senyawa/ion yang berfungsi sebagai larutan penyangga dalam
     intrasel darah kita adalah…
     A.  CH3COO dan CH3COOH
     B.  HPO42- dan H2PO4
     C.  NH4Cl dan NH3
     D.  HSO4 dan SO42-
     E.  HCO3 dan H2CO3
6.      Pasangan senyawa/ion yang berfungsi sebagai larutan penyangga dalam
     intra sel adalah….
     A.  CH3COO dan CH3COOH
     B.  HPO42- dan H2PO4
     C.  NH4Cl dan NH3
     D.  HSO4 dan SO42-
     E.  HCO3 dan H2CO3
7.      Berikut ini yang merupakan larutan penyangga adalah campuran larutan:
      1)   Natrium fosfat dengan asam fosfat
      2)   Natrium asetat dengan natrium hidroksida
      3)   Natrium dihidrogen fosfat dengan asam fosfat
      4)   Amonium klorida dengan asam hidroksida
      Pernyataan yang benar adalah . . . .
      A.  1, 2, 3
      B.  1, 2
      C.  1, 2, 4
      D.  1, 3
      E.  1, 3, 4
8.      Larutan penyangga dapat dibuat dengan mencampurkan larutan . . . .
     A.  100 mL 0,1 M NH3 + 100 mL 0,05 M HCl
     B.  100 mL 0,1 M NH3 + 100 mL 0,10 M HCl
     C.  100 mL 0,2 M NH3 + 50 mL 0,40 M HCl
     D.  100 mL 0,4 M NH3 + 100 mL 0,05 M HCl
     E.  100 mL 0,6 M NH3 + 500 mL 0,20 M HCl
9.      Pada 1 liter larutan asam lemah HA 0,3 M (Ka = 2 x 10–5) ditambahkan
       0,2 mol NaOH padat. pH campuran menjadi ….
       A.  4
       B.  3 – log 2
       C.  5
       D.  5 – log 2
       E.  6
10.   Campuran yang membentuk larutan penyangga adalah ….
       A.  100 mL 0,1 M CH3COOH + 100 mL 0,1 M CH3COONa
       B.  50 mL 0,1 M NH+ 50 mL 0,1 M HCl
       C.  100 mL 0,1 M NH4Cl + 100 mL 0,1 M NH4Cl
       D.  100 mL 0,1 M NH4Cl + 100 mL 0,1 M NaOH
       E.  100 mL 0,1 M CH3COOH + 100 mL 0,2 M CH3COOH
11.  Dari pernyataan berikut:
1)      Salah satu contoh larutan penyangga adalah campuran HCOO(aq) dengan CH3COOH(aq)
2)      Larutan penyangga dalam darah adalah H2CO3 (aq)/ HCO3(aq) dan H2PO4(aq)/HPO42- (aq)
3)       pH larutan penyangga tidak berubah walaupun diencerkan dan ditambah sedikit asam atau basa
4)      pH larutan penyangga = pKa jika konsentrasi asam sama dengan konsentrasi basa konjugasinya
       Pernyataan yang benar adalah . . . . .
       A.  1, 2 dan 3
       B.  1 dan 3
       C.  2, 3, dan 4
       D.  1 dan 2
       E.  1 dan 4


ESAY
1.  Sebanyak 100 ml larutan penyangga mengandung CH3COOH dan
     NaCH3COO, masing-masing 0,1 M
     a.  Tentukan pH larutan itu
          Jawab :
             mol CH3COOH = Volume x Konsentrasi
                                   = 0,1 L x 0,1 M
                                   = 0,01 mol             
              [H+] =  Ka x (mol asam/mol garam)
                     = 1 . 10-5 x (0,01/0,01)
                     = 1.10-5
             pH    = – log [H+]
  b.  Berapakah pH larutan itu setelah ditambah 10 mL larutan HCl 0,1 M
       mol HCl  = Volume x Konsentrasi
                     =  0,01 L x 0,1 M
                     = 0,001 mol
                                NaCH3COO    +   HCl   →          CH3COOH   +   NaCl
        mol mula-mula      0,01            0,001                   0,01               –
        mol bereaksi         0,001           0,001                  0,001
        mol sisa                0,009              –                     0,011
       [H+]  =  Ka  x (mol asam/mol garam)
               =  1 . 10-5  x  (0,011 / 0,009)
               =  1,22 . 10-5
      pH     =  – log [H+
               = – log 1,22 . 10-5
               = 5 – log 1,22
  c.  Jika yang ditambah adalah 10 ml larutan NaOH 0,1 M, berapakah
       pH-nya jika Ka CH3COOH 1 x 10-5
      Jawab:
      mol NaOH  = Volume x Konsentrasi
                       = 0,01 L x 0,1 M
                       = 0,001 mol
                                   CH3COOH    +   NaOH  →     NaCH3COO   +   H2O
      mol mula-mula        0,01               0,001              0,01               –
      mol bereaksi          0,001               0,001             0,001
       mol sisa                 0,009                 –                 0,011
       [H+]  =  Ka  x (mol asam/mol garam)
               =  1 . 10-5  x  (0,009 / 0,011 )
               =  8,1 x 10-6
      pH     =  – log [H+
               = – 8,1 x 10-6
               = 6 – log 8,1
2.  Berapa gram ammonium sulfat (NH4)2SO4 harus ditambahkan ke dalam
     500 ml larutan NH3 0,1 M untuk mendapatkan larutan penyangga
     dengan  pH  9 jika Kb NH3 : 1 x 10-5 ; Mr (NH4)2SO4
       Jawab:
       pH = 9, pOH = 14 – 9 = 5, maka [OH] = 10-5
        mol NH3  =  Volume x Konsentrasi
                      =  0,5 L  x   0,1 M
                      = 0,05 mol
       (NH4)2SO  →    2NH4+ + SO42-
        n = 2 ( koefisien ion yang lemah)
        [OH]           = Kb x (mol basa / n. mol garam)
        10-5             = 1 . 10-5 x ( 0,05 / 2. mol garam)
         mol garam  = 2,5 . 10-2 mol
        massa (NH4)2SO4  = mol x Mr (NH4)2SO        
                                   =  2,5 . 10-2  x 132
                                   =  3,3 gram  
3.  Sebanyak 12 mL gas HCl murni pada tekanan 152 cmHg dan
     suhu 1270C  dilarutkan dalam air sehingga volumenya menjadi 900 mL.
     Setelah itu, larutan tersebut dicampur dengan 100 mL NH4OH 0,01 M.
     Tentukan pH larutan tersebut jika Kb : 10-5, R: 0,08 L atm/mol K)
     Jawab :    
     12 ml  =  0,012 L;  152 cm Hg = 2 atm ; T = 1270C + 273 = 300 K
     PV  = nRT, n = mol
      n HCl          = PV / RT
                         =  ( 2 atm x 0,012 L) / ( 0,082 L atm mol-1 K-1 x 400 K)
                         =  7,5 x 10-4 mol
      n NH4OH     =  Volume x Konsentrasi
                         = 0,1 L  x 0,01 M
                         = 0,001 mol
                                  HCl           +      NH4OH   →     NH4Cl   +   H2O
     mol mula-mula     7,5 . 10-4            0,001                –                 –
     mol bereaksi        7,5 . 10-4          7,5 . 10-4            7,5 . 10-4               
     mol sisa                   –                   2,5 x 10-4            7,5 . 10-4              
      [OH]  =  Kb  x (mol basa/mol garam)
                =  1 . 10-5  x  (2,5 x 10-4  / 7,5 . 10-4 )
                =  3,3 x 10-6
      pOH    =  – log [OH
                 = – 3,3 x 10-6
                 = 6 – log 3,3
      pH       =  14 – pOH
                 =  14 – (6 – log 3,3)
                 =  8 +  log 3,3


12 comments:

  1. udah lama banget ga lihat artikel beginian, yang bahas tentang kimia, makasih ya jd nambah ilmu.

    ReplyDelete
  2. Ternyata, mengonsumsi protein dalam jumlah banyak dan jangka waktu lama bisa menyebabkan Asidosis, ya. Berarti diet yang sehat itu yang mengonsumsi makanan seimbang, ya. Bukan sekadar protein tinggi aja.

    ReplyDelete
  3. Ini saya yang gak pernah masuk pelajaran Kimia atau memang baru dipelajari di kelas IPA, sementara saya di IPS? Baru denger istilah alkalosis sama asidosis. Padahal ternyata ini peristiwa penting di dalam tubuh kita ya.

    ReplyDelete
  4. Sebagai anak sosial, liat itu langsung tuing-tuing. Hehehe.. but makasih infonya ya mbak setidaknya dapat input tentang Asidosis dan Alkalosis ini

    ReplyDelete
  5. Terakhir belajar kimia, tingkat I, dan dapet D, harus her deh. Lah, dosennya engga jelasin ih kaitan ama tubuh manusia kayak gini. Kan jadi lebih faham. Udah mumet duluan, apalagi Kimia Organik...Makasih ilmunya

    ReplyDelete
  6. Lihat rumus-rumus begini kok tiba tiba puyeng, hihihi. Untuk para binaraga harus diperhatikan nih karena tidak baik mengkonsumsi protein dalam jumlah besar ya.

    ReplyDelete
  7. Asidosis dan Alkalosis ini beneran aku baru tahu Kak. Ternyata ini salah satu proses ketidakseimbangan yang terjadi dalam tubuh kita ya.

    ReplyDelete
  8. Baca ini bikin aku keingat zamannya SMA. Dulu mumet banget sama pelajaran Kimia ini, tapi kalau paham sih nggak bakal mumet jadinya malah enjoy.

    ReplyDelete
  9. Sy langsung puyeng mbak baca rumus kimia wkwk..tp asyik ya..sy dulu suka klo sdh praktikum di Lab. ada aja yg bikin surprise hehe

    ReplyDelete
  10. Kalo ngitung sih masih asyik, tapi kalo sudah ngelab, atuttt

    ReplyDelete
  11. Waduh setelah sekian purnama sekarang ketemu lagi dengan soal-soal kimia euy! Masya Allah rasanya nostalgia deh. Dulu aku suka banget pelajaran kimia. Tapi sekarang? Enggak tahulah soalnya udah lama gak ketemu kimia lagi hahaha

    ReplyDelete
  12. Wah mantab bgt penjelasannya lengkap apalagi ditambah contoh soal, jadi inget pelajaran Kimia waktu SMA.

    ReplyDelete