Pengertian Larutan Penyangga Larutan penyangga adalah suatu sistem larutan yang dapat mempertahankan nilai pH larutan agar tidak terjadi perubahan pH yang berarti oleh karena penambahan asam atau basa maupun pengenceran. Larutan ini disebut juga dengan larutan buffer atau dapar. Dalam kehidupan sehari-hari, terdapat berbagai reaksi kimia yang merupakan reaksi asam basa. Sebagai contoh, reaksi beberapa enzim pencernaan dalam sistem biologis. Enzim pepsin yang berfungsi memecah protein dalam lambung hanya dapat bekerja optimal dalam suasana asam, yakni pada sekitar pH 2. Dengan kata lain, jika enzim berada pada kondisi pH yang jauh berbeda dari pH optimal tersebut, maka enzim dapat menjadi tidak aktif bahkan rusak. Oleh karena itu, perlu ada suatu sistem yang menjaga nilai pH di mana enzim tersebut bekerja. Sistem untuk mempertahankan nilai pH inilah yang disebut dengan larutan penyangga. Hal ini terjadi sebagaimana dalam larutan ini terdapat zat-zat terlarut bersifat “penahan” yang terdiri dari komponen asam dan basa. Komponen asam akan menahan kenaikan pH sedangkan komponen basa akan menahan penurunan pH. Fungsi Larutan Penyangga Larutan penyangga banyak digunakan dalam analisis kimia, biokimia dan mikrobiologi. Selain itu, dalam bidang industri, juga banyak digunakan pada proses seperti fotografi, electroplating penyepuhan, pembuatan bir, penyamakan kulit, sintesis zat warna, sintesis obat-obatan, maupun penanganan limbah. Di dalam tubuh makhluk hidup juga terdapat larutan penyangga yang sangat berperan penting. Dalam keadaan normal, pH darah manusia yaitu 7,4. pH darah tidak boleh turun di bawah 7,0 ataupun naik di atas 7,8 karena akan berakibat fatal bagi tubuh. pH darah dipertahankan pada 7,4 oleh larutan penyangga karbonat-bikarbonat H2CO3/HCO3− dengan menjaga perbandingan konsentrasi [H2CO3] [HCO3−] sama dengan 1 20. Selain itu, dalam cairan intra sel juga terdapat larutan penyangga dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat H2PO4−/HPO42−. Larutan penyangga H2PO4−/HPO42− juga terdapat dalam air ludah, yang berfungsi untuk menjaga pH mulut sekitar 6,8 dengan menetralisir asam yang dihasilkan dari fermentasi sisa-sisa makanan yang dapat merusak gigi. Komponen Larutan Penyangga Larutan penyangga asam Larutan buffer asam mempertahankan pH pada suasana asam pH 7. Larutan buffer basa terdiri dari komponen basa lemah B dan basa konjugasinya BH+. Larutan seperti ini dapat diperoleh dengan mencampurkan basa lemah B dengan garam asam konjugasinya BHX, yang dapat terionisasi menghasilkan ion BH+ mencampurkan suatu basa lemah dalam jumlah berlebih dengan suatu asam kuat sehingga bereaksi menghasilkan garam asam konjugasi dari basa lemah tersebut. Contoh larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ Dalam larutan tersebut, terdapat kesetimbangan NH3aq + H2Ol ⇌ NH4+aq + OH−aq Pada penambahan asam H+, kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan, yakni reaksi pembentukan NH4+ dan OH−, sebagaimana untuk mempertahankan konsentrasi ion OH− yang menjadi berkurang karena H+ yang ditambahkan bereaksi dengan OH− membentuk H2O. Dengan kata lain, asam yang ditambahkan akan dinetralisasi oleh komponen basa lemah NH3. Pada penambahan basa OH−, kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri, sehingga reaksi mengarah pada pembentukan NH3 dan air. Dengan kata lain, basa yang ditambahkan akan dinetralisasi oleh komponen asam konjugasi NH4+. pH Larutan Penyangga Larutan penyangga asam Dalam larutan buffer asam yang mengandung CH3COOH dan CH3COO−, terdapat kesetimbangan CH3COOHaq ⇌ CH3COO−aq + H+aq Setelah disusun ulang, persamaan pH larutan di atas akan menjadi persamaan larutan penyangga yang dikenal sebagai persamaan Henderson – Hasselbalch sebagaimana persamaan berikut ini Jika a = jumlah mol asam lemah, g = jumlah mol basa konjugasi, dan V = volum larutan penyangga, Larutan penyangga basa Dalam larutan buffer basa yang mengandung NH3 dan NH4+, terdapat kesetimbangan NH3aq + H2Ol ⇌ NH4+aq + OH−aq Jika b = jumlah mol basa lemah, g = jumlah mol asam konjugasi, dan V = volum larutan penyangga, Contoh Soal Larutan Penyangga Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan a. 10 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 10 mL larutan CH3COONa 1 M b. 20 mL larutan CH3COOH 0,1 M dengan 10 mL larutan KOH 0,1 M c. 40 mL larutan NH3 0,1 M dengan 4 mL larutan NH4Cl 0,1 M Ka CH3COOH = 1 × 10−5; Kb NH3 = 1 × 10−5 Jawab a. Larutan penyangga dengan CH3COOH sebagai asam lemah dan CH3COONa sebagai garam basa konjugasi a = mol CH3COOH = 10 mL × 0,1 mmol/mL = 1 mmol g = mol CH3COO− = mol CH3COONa = 10 mL × 1 mmol/mL = 10 mmol b. 10 mL larutan basa kuat KOH 0,1 M 1 mmol KOH akan bereaksi dengan 20 mL larutan asam lemah CH3COOH 0,1 M 2 mmol CH3COOH menghasilkan air dan garam basa konjugasi CH3COOK. CH3COOHaq + OH−aq ⇌ CH3COO−aq + H2Ol c. Larutan penyangga dengan NH3 sebagai basa lemah dan NH4Cl sebagai garam asam konjugasi b = mol NH3 = 40 mL × 0,1 mmol/mL = 4 mmol g = mol NH4+ = mol NH4Cl = 4 mL × 0,1 mmol/mL = 0,4 mmol Referensi Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry The Central Science 13th edition. New Jersey Pearson Education, Inc. Lew, Kristi. 2009. Essential Chemistry Acids and Bases. New York Chelsea House. McMurry, John E., Fay, Robert C., & Robinson, Jill K. 2016. Chemistry 7th edition. New Jersey Pearson Education, Inc. Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry Principles and Modern Applications 11th edition. Toronto Pearson Canada Inc. Purba, Michael. 2006. Kimia 2B untuk SMA Kelas XI. Jakarta Erlangga. Retnowati, Priscilla. 2005. SeribuPena Kimia SMA Kelas XI Jilid 2. Jakarta Erlangga. Artikel Larutan Penyangga Kontributor Nirwan Susianto Alumni Kimia FMIPA UI Materi lainnya Laju Reaksi Struktur Atom Konfigurasi Elektron