Larutan penyangga dapat dengan mudah kita temukan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satunya obat tetes mata yang merupakan aplikasi dari larutan penyangga, dimana nilai pH nya disesuaikan dengan nilai pH mata kita. Maka ketika kita menggunakan obat tetes mata tersebut, mata kita tidak terasa pedih.
Larutan penyangga memiliki kemampuan untuk dapat mempertahankan perubahan pH dalam proses pengenceran atau pengentalan dengan ditambahkannya sedikit basa atau asam ke dalam suatu larutan. Lalu bagaimana menentukan ini?
Dalam menentukan pH larutan penyangga, ada 3 hal yang perlu kita ketahui, yaitu pH larutan penyangga asam, penyangga basa, dan perhitungan pH dengan penambahan sedikit asam kuat atau sedikit basa kuat.
- pH larutan penyangga asam
Larutan penyangga asam dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya. Misalkan dalam larutan penyangga asam yang mengandung asam asetat [CH3COOH] dan ion asetat [CH3COO–] terdapat reaksi kesetimbangan sebagai berikut : CH3COOH [aq] ↔CH3COO– [aq] + H+ [aq], Maka harga tetapan kesetimbangan asam [Ka] dan harga dari [H+] adalah:
[Baca juga: Pengertian Larutan Penyangga dan Jenisnya]
Contoh soal :
Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan 50 mL larutan CH3COOH 0,1 M denan 50 mL larutan CH2COONa 0,1 M. [Ka CH3COOH = 1,8 x 10-5]?
Penyelesaian :
Volume CH3COOH = 50 mL
Molaritas CH3COOH = 0,1 M
Volume CH3COONa = 50 mL
Molaritas CH3COONa = 0,1 M
Mol CH3COOH = 50 mL x 0,1 mmol/ mL = 5 mmol
Mol NaCh3COO = 50 mL x 0,1 mmol/mL = 5 mmol
pH = – log 1,8 x 10-5
pH = 5 – log 1,8 = 4,75
- pH larutan penyangga basa
Larutan penyangga basa dapat dibuat dari basa lemah dan garamnya. Misalkan dalam larutan penyangga basa yang mengandung ammonia [NH3] dan ion ammonium [NH4+], terdapat reaksi kesetimbangan sebagai berikut : NH3 [aq] + H2O [I] ↔NH4+ [aq] + OH– [aq], maka harga tetapan kesetimbangan asam [Ka] dan harga dari [H+] adalah :
Contoh soal :
Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan 50 mL larutan NH3 0,1 M [Kb = 10-4] dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M.
Penyelesaian :
Volume NH3 = 50 mL
Molaritas NH3 = 0,1 M
Volume NH4Cl = 50 mL
Molaritas NH4Cl = 0,1 M
mol NH3 = 50 mL x 0,1 mmol/mL = 5 mmol
mol NH4Cl = 100 mL x 0,5 mmol/mL = 50 mmol
pOH = 4 – log 0,1
pOH = 4 + 1 = 5
pH = 14 – pOH = 9
- perhitungan pH Dengan Penambahan Sedikit Asam Kuat atau Sedikit Basa Kuat
Pada umumnya, penambahan asam kuat atau basa kuat pada suatu larutan akan mengubah nilai pH larutan tersebut secara signifikan, tetapi pada larutan penyangga jika ditambahkan sedikit asam kuat atau basa kuat, pH larutan penyangga tersebut akan tetap atau berubah sangat kecil.
Sobat Zenius, elo pernah ngalamin yang namanya sakit mata nggak sih? Rasanya tuh udah nggak enak banget karena matanya pasti sakit, jadi merah, belum lagi belekan yang biasanya ada di bagian dalam pojok mata.
Biasanya nih, kalau sakit mata itu pertolongan pertamanya pakai obat tetes mata. Saat “nyobain” obat tetes mata yang suka bikin mata jadi sembuh atau seenggaknya nggak merah lagi, elo pernah mikir nggak sih, “kok bisa ya cairan atau zat kimia dari obat tetesnya gak bikin mata jadi perih?”
Hayo… menurut elo, gimana? Alasan simpelnya nih, soalnya obat tetes mata ini mengandung larutan penyangga. Apa lagi tuh? Ini dia informasinya!
Pengertian Larutan Penyangga
Apa sih larutan penyangga itu? Nah, kalau versi “bahasa kimia”, larutan ini juga dikenal dengan nama buffer.
Jadi simpelnya gini, larutan penyangga atau buffer merupakan larutan yang pH-nya tidak berubah sama sekali jika ditambahkan air. Jika ditambahkan sedikit asam maupun basa, pH-nya pun tidak berubah secara signifikan atau hanya sedikit.
Misalkan larutan penyangga punya pH 5, terus elo tambahin air ke dalam larutannya. Eh pas dicek pH-nya ternyata masih 5 juga. Nah, itu namanya larutan penyangga.
Contoh lainnya nih, kalau ada larutan dengan pH 5 terus elo coba nambahin asam atau basa yang akhirnya bikin pH berubah ke 4,9 atau sekitar 5,1 itu namanya larutan penyangga. Soalnya, perubahan angkanya juga enggak signifikan banget.
Dilansir dari Kumparan, larutan ini bisa elo temui di kehidupan sehari-hari lho seperti obat tetes mata. Wah, menarik ya?
Makanya, fungsi larutan penyangga ini berguna untuk menetralkan nilai pH dari asam atau basa yang terlalu kuat supaya nggak ngerusak lingkungan dan bisa diterapkan ke kehidupan sehari-hari.
Baca Juga: Rumus Pengenceran Larutan dan Contoh Soal – Materi Kimia Kelas 11
Sifat Larutan Penyangga
Di atas, udah dijelasin tentang pengertian buffer. Setelah paham sama pengertiannya, mungkin elo bertanya-tanya sendiri nih, “kok bisa sih larutan yang dicampur bahan lainnya malah nggak ngerubah pH secara signifikan?”
Soalnya, larutan itu sendiri dari awal sudah mengandung zat bersifat asam dan basa. Makanya, kalaupun ada penambahan itu nggak terlalu tinggi angka pH-nya.
Sekarang, elo bakal belajar tentang sifat larutan penyangga itu sendiri yang dibagi jadi dua jenis. Apa aja?
Untuk larutan asam, pH-nya ini berada di angka 7 yang dibuat dari asam lemah seperti CH₃C00H, HCN, H₂C0₃, dan ditambahkan basa konjugasi. Jadi, meskipun namanya larutan asam, tapi tetap nih ada sifat basanya juga.
Nah, kalau untuk larutan basa, harus ada campuran antara basa lemah seperti NH₃ dan asam konjugasinya. Simpelnya, ini sih kebalikan dari yang sifatnya asam.
Oh iya, pembelajaran tentang larutan penyangga ini juga bisa elo akses videonya, lho! Langsung aja klik banner ini:
Rumus Larutan Penyangga
Sampai sifatnya udah paham? Kalau iya, yuk lanjut ke pembahasan yang lebih kompleksnya yaitu rumus. Nah, rumus larutan penyangga ini dibagi menjadi dua yaitu untuk sifat asam dan basa.
Rumus larutan bersifat asam:
[H⁺] = ka .
Rumus larutan bersifat basa:
[OHˉ] = kb .
Keterangan:
Ka = tetapan ionisasi asam lemah
Kb = tetapan ionisasi basa lemah
Oh iya, biar elo semakin kebayang dan paham sama rumusnya, gue coba kasih contoh nih ya buat nurunin rumus larutan bersifat basa.
Jika 100 ml larutan CH₃C00H 0,2M ditambah 100 ml [CH₃C00]₂Ba 0,1M dengan Ka = 1.10ˉ⁵. Berapakah pH-nya?
Diketahui:
1.10ˉ⁵ = Ka
CH₃C00H = asam lemah
100 ml = volume larutan
0,2M = konsentrasi larutan asam lemah
[CH₃C00]₂Ba = garam
0,1M = konsentrasi larutan basa konjugasi
Nah, CH₃C00H ini kan asam lemah, berarti harus cari mol-nya dulu. Caranya yaitu mengalikan volume larutan tersebut dengan konsentrasinya.
100 ml . 0,2M = 20 mmol [milimol]
Sedangkan [CH₃C00]₂Ba ini kan garam yang mengandung 2CH₃C00ˉ [basa konjugasi] + Ba²⁺, harus dicari juga mol-nya.
100 ml . 0,1M = 10 mmol [ini mol garam ya bukan basa konjugasi. Jadi, karena berbeda harus dicari dulu mol konjugasinya].
Cara mencarinya yaitu melakukan perbandingan 2:1 yang berarti 10 mmol menjadi 20 mmol [mol basa konjugasi].
Nah, berarti udah diketahui nih kalau ada asam lemah dan basa konjugasi, berarti rumus yang dipakai menggunakan larutan bersifat asam. Jadi, gini penurunannya:
[H⁺] = ka .
[H⁺] = ka .
[H⁺] = 10ˉ⁵ .
[H⁺] = 10ˉ⁵
pH = – log 10ˉ⁵ = 5
Jadi, ketemu deh pH-nya 5. Kalau elo mau penjelasan lewat video, bisa banget ditonton di sini.
Baca Juga: Konsep Rumus Mol
Contoh Soal Larutan Buffer dan Pembahasannya
Gimana, Sobat Zenius? Seru, kan topik pembahasan kali ini? Biar elo semakin semangat belajarnya, coba yuk kerjain contoh soal larutan penyangga di bawah ini:
Contoh Soal 1
Perhatikan data percobaan berikut ini:
| Larutan | I | II | III | IV | V |
| pH awal | 4 | 5 | 7 | 8 | 10 |
| Ditambah sedikit asam | 2.50 | 3.90 | 1.50 | 7.80 | 5 |
| Ditambah sedikit basa | 6.60 | 6.10 | 10 | 8.10 | 12 |
| Ditambah sedikit air | 5.2 | 5.9 | 6.5 | 7.60 | 8.5 |
Dari data tersebut, yang dimaksud larutan penyangga adalah…
a. I
b. II
c. III
d. IV
e. V
Jawaban:
Larutan penyangga merupakan larutan yang dicampurkan asam dan basa tetapi tidak memiliki perubahan pH yang drastis. Jadi, jawabannya adalah d karena perubahan pH yang tidak terlalu besar meskipun ditambahkan larutan dengan sifat lainnya.
Contoh Soal 2
Larutan CH₃COOH 0,1 M [Ka = 1,0 x 10⁻⁵] dicampur dengan larutan CH₃COONa 0,1 M, sehingga volume larutan 80 ml, dan pH larutan yang terjadi adalah 5. Jika ke dalam larutan ditambahkan 20 ml air, maka pH larutan menjadi…
a. 10
b. 9
c. 6
d. 5
e. 4
Jawaban:
CH₃COOH merupakan asam lemah dan CH₃COONa ialah garam yang merupakan basa konjugasi yang dicampur akan membentuk larutan penyangga. Lalu, ditambahkan air sebanyak 20 ml. Pada dasarnya, larutan penyangga yang ditambahkan air tidak akan berubah pH-nya kecuali ditambahkan asam atau basa. Jadi, pH-nya akan tetap berada di angka 5 karena hanya ditambahkan air dan jawabannya d.
Download Aplikasi Zenius
Tingkatin hasil belajar lewat kumpulan video materi dan ribuan contoh soal di Zenius. Maksimalin persiapanmu sekarang juga!
Referensi
Pendahuluan Larutan Buffer – Materi Belajar Zenius Education
Baca Juga: Macam-macam Indikator Asam Basa
—
Itu dia materi larutan penyangga yang bakal elo pelajari di mata pelajaran Kimia kelas 11. Biar elo semakin semangat, Zenius juga punya video keren dan menarik tentang pembelajarannya yang bisa banget ditonton. Ini dia salah satunya: