Jika tetapan kesetimbangan amonia nh3 10^-5 maka pH Larutan amonium klorida 0, 0,1 M adalah

I. PENDAHULUAN

A. Apersepsi

Perhatikan gambar diatas. Pisang kepok, obat promag, ada alat dan bahan laboratorium.Pisang kapok sering digunakan sehari-hari sebagai makanan tambahan bila digoreng dengan minyak. Pemerhati obat alami, Satirah mengatakan, konsumsi buah pisang merupakan pilihan aman dan sehat untuk penderita mag. “Ada banyak jenis pisang, untuk maag pilih saja pisang kepok, ternyata pisang kepok bisa pengganti obat maag. Pembelajaran larutan penyangga melibatkan reaksi asam dan basa yang menghasilkan garam.Larutan penyangga akan dipelajari adalah mengenai jenis-jenis larutan penyangga, cara menentukan pH serta fungsi larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari.

B. Kompetensi Dasar (KD)

3.12. Menjelaskan prinsip kerja, perhitungan pH, dan peran larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup

C. Tujuan Pembelajaran :

Setelah mempelajari bab ini, siswa mampu :

1. Mendeskripsikan pengertian larutan penyangga;

2. Mendeskripsikan proses terbentuknya larutan penyangga berdasarkan jenis-jenisnya.

3. Menghitung pH larutan penyangga;

4. Menyebutkan sifat-sifat larutan penyangga;

5. Menyebutkan peranan larutan penyangga dalam tubuh dan bidang industri;

6. Menyebutkan peranan larutan penyangga dalam darah.

D. Materi Pembelajaran

1. Jenis Larutan Penyangga dan pH

2. Sifat Larutan Penyangga

3. Fungsi Larutan Penyangga

E. Materi Prasyarat :

o Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry

o Teori Asam-Basa Arhennius

F. Indikator Pencapaian Kompetensi(IPK)

1. Menjelaskan pengertian larutan penyangga

2. Menjelaskan proses terbentuknya larutan penyanggaberdasarkan jenisnya.

3. Menentukan pH larutan penyangga dengan perhitungan

4. Menjelaskan alasan pH larutan penyangga tidak berubah denganpenambahan sedikit asam, basa dan pengenceran

5. Menjelaskan peranan larutan penyangga dalam tubuh mahluk hidupdan bidang industry

6. Menjelaskan tentang darah yang berhubungan dengan kemampuan dalam mempertahankan pH.

II. PEMBELAJARAN

A. Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga yang bersifat asam terbentuk dari suatu asam lemah dan basa konjugasinya. Apabila larutan ini ditambahkan dengan sedikit asam atau basa maupun diencerkan, maka pH larutan ini relatif tidak berubah dan tetap bersifat asam (pH <7). Sehingga, larutan ini dapat berfungsi sebagai larutan penyangga atau buffer. Salah satu komponen pembentuk larutan penyangga yang bersifat asam adalah asam lemah, misalnya CH3COOH, bila dilarutkan dalam air akan sedikit terionisasi. Reaksinya adalah sebagai berikut:

CH3COOH (aq) → CH3COO- (aq) + H+(aq)

Pada reaksi di atas, CH3COOH merupakan suatu asam lemah, dengan basa konjugasi CH3COO-. Komponen lain yang membentuk larutan penyangga yang bersifat asam adalah basa konjugasi. Basa konjugasi ini dapat berasal dari garam basa, misalnya CH3COONa, CH3COOK atau (CH3COO)2Ba yang diperoleh dari reaksi antara asam lemah dengan basa kuat.

Contoh:

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l)

asam lemah basa kuatgaram basa

Di dalam larutannya, suatu garam basa misalnya CH3COONa, akan terionisasi sempurna menjadi ion-ionnya membentuk basa konjugasi kembali. Sehingga, garam basa ini merupakan suatu spesi yang bertindak sebagai basa konjugasi dari suatu asam lemah. Reaksinya adalah sebagai berikut:

CH3COONa (aq) → Na+(aq) + CH3COO-(aq)

Dengan demikian, suatu larutan penyangga yang bersifat asam merupakan campuran dari:Asam lemah dengan garamnya yang berasal dari basa kuat.

HA + LA

Asam lemah garam basa

Contoh:

HCN + NaCN

CH3COOH + CH3COONa

Asam lemah dengan basa kuat, dimana jumlah asam lemah dibuat berlebih. Sehingga pada keadaan setimbang dalam larutan tersebut terdapat sisa asam lemah dengan garamnya yang berasal dari basa kuat.

HA + LOH LA + H2O

asam lemah basa kuat garam basa

Contoh:

- 100 mL HF 0,1 M + 50 mL NaOH 0,1 M

- 0,1 mol HCN + 0,05 mol KOH

· Garam-garam yang berasal dari asam poliprotik

Contoh:

NaH2PO4(aq) + Na2HPO4 (aq)

Di dalam larutannya, garam-garam tersebut akan terionisasi menjadi:

NaH2PO4 (aq) → Na+(aq) + H2PO4-(aq)

Na2HPO4 (aq) → 2Na+(aq) + HPO42-(aq)

B. Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga yang bersifat basa terbentuk dari basa lemah dan asam konjugasinya. Apabila larutan ini ditambahkan dengan sedikit asam atau basa maupun diencerkan, maka pH larutan ini relatif tidak berubah dan tetap bersifat basa (pH >7). Sehingga, larutan ini dapat berfungsi sebagai larutan penyangga atau buffer.

Salah satu komponen pembentuk larutan penyangga bersifat basa adalah basa lemah. Suatu basa lemah, misalnya NH3. Bila NH3 dilarutkan dalam air maka akan sedikit terionisasi. Reaksinya adalah sebagai berikut:

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

Pada reaksi di atas, NH3 merupakan suatu basa lemah, dengan asam konjugasinya yaitu NH4+. Komponen lain pembentuk larutan penyangga bersifat basa adalah asam konjugasi. Asam konjugasi ini dapat berasal dari garam asam, misalnya NH4Cl, NH4Br atau (NH4)2SO4 yang diperoleh dari reaksi antara basa lemah dengan asam kuat.

Contoh:

NH3 (aq) + HCl(aq) → NH4Cl(aq)

basa lemah asam kuat garam asam

Di dalam larutannya, suatu garam asam misalnya NH4Cl, akan terionisasi menjadi ion-ionnya membentuk asam konjugasi kembali. Sehingga, garam asam ini merupakan suatu spesi yang bertindak sebagai asam konjugasi dari suatu basa lemah. Reaksinya adalah sebagai berikut:

NH4Cl (aq) → NH4+ (aq) + Cl-(aq)

Dengan demikian, suatu larutan penyangga yang bersifat basa merupakan campuran dari: Basa lemah dengan garamnya yang berasal dari asam kuat.

LOH + LA

basa lemah garam asam

Contoh:

· NH3 + NH4Cl

· NH3 + NH4Br

· Basa lemah dengan asam kuat, dimana jumlah basa lemah dibuat berlebih. Sehingga pada keadaan setimbang dalam larutan tersebut terdapat sisa basa lemah dengan garamnya yang berasal dari asam kuat.

OH + HA → LA + H2O

basa lemah asam kuat garam asam

Contoh:

· 100 mL NH3 0,1 M + 50 mL HCl 0,1 M

· 0,1 mol NH3 + 0,05 mol H2SO4

C. Sifat Larutan Penyangga

Seperti yang kita ketahui bersama bahwa terdapat dua jenis larutan penyangga, yaitu larutan penyangga bersifat asam dan larutan penyangga bersifat basa.

Ingat!!

Menurut Arrheniuss, asam dapat didefinisikan sebagai senyawa yang dapat menghasilkan ion hidrogen jika dilarutkan dalam air.

Contoh:

H3COOH (aq) → CH3COO- (aq) + H+(aq)

HCl (aq) → Cl- (aq) + H+(aq)

Basa dapat didefinisikan sebagai zat yang terdisosiasi dalam air menghasilkan ion OH- sebagai ion negatifnya.

Contoh:

H3 (aq) + H2O(l)→ NH4+(aq) + OH-(aq)

NaOH (aq)→ Na+(aq) + OH-(aq)

Suatu larutan penyangga dapat mempertahankan pHnya dengan cara menghilangkan ion Hidrogen, H+ atau ion hidroksida, OH- ketika ditambahkan sedikit asam atau basa.

1. Larutan Penyangga Bersifat Asam

Untuk mengetahui bagaimana larutan penyangga bersifat asam dapat mempertahankan pH, mari kita perhatikan contoh berikut:

Larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO-

Asam asetat merupakan asam lemah, bila dilarutkan dalam air maka akan terionisasi sebagian membentuk suatu kesetimbangan seperti ditunjukkan oleh persamaan reaksi berikut:

CH3COOH (aq)→ CH3COO- (aq) + H+(aq)

Untuk membentuk larutan penyangga, maka larutan CH3COOH ini ditambahkan dengan basa konjugasinya yaitu ion asetat, CH3COO-, yang berasal dari garamnya seperti natrium asetat, CH3COONa. Hal ini mengakibatkan kesetimbangan bergeser kearah pereaksi.

Akibatnya, larutan tersebut akan mengandung:

· Sejumlah asam asetat, CH3COOH, yang tidak terionisasi

· Sejumlah ion asetat, CH3COO-, yang berasal dari garamnya

· Jumlah ion hidrogen, H+ yang lebih banyak daripada ion OH- membuat larutan ini bersifat asam Sejumlah ion Na+ yang berasal dari CH3COONa dan air, namun keberadaannya tidaklah penting.

Penambahan Asam

Penambahan Asam ke dalam air murni akan menyebabkan pH turun secara drastis. Untuk menghindari hal tersebut, suatu larutan penyangga harus menghilangkan ion Hidrogen baru yang berasal dari penambahan Asam.

Ion Hidrogen, H+, yang ditambahkan akan menggeser kesetimbangan ke arah pereaksi. Oleh karena itu, agar pH larutan penyangga tidak turun secara drastis maka ion Hidrogen ini akan berikatan dengan komponen basa dalam larutan, yaitu CH3COO- membentuk CH3COOH.

H3COO- (aq) + H+(aq) → CH3COOH (aq)

Sebagian besar ion H+ akan dihilangkan melalui reaksi ini sehingga pH larutan tidak akan berubah secara drastis. Meskipun demikian, karena reaksinya merupakan reaksi kesetimbangan, pH larutan akan sedikit berubah.

Penambahan Basa

Jika larutan penyangga ditambahkan suatu basa, maka ion OH- yang berasal dari basa harus dihilangkan dengan cara bereaksi dengan komponen asam dalam larutan penyangga yaitu CH3COOH maupun ion H+. Proses penghilangan ion OH- ini sedikit rumit karena dapat bereaksi dengan kedua komponen asam dalam larutan penyangga.

Penghilangan ion OH- melalui reaksi dengan asam asetat

Saat basa ditambahkan, ion OH- dari basa akan dinetralkan oleh H+ dari asam asetat dalam larutan.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

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

asam lemah basa kuat

Oleh karena CH3COOH merupakan asam lemah, basa konjugasinya, yaitu ion CH3COO- dapat mengambil H+ dari molekul air untuk kembali membentuk molekul CH3COOH .

Sebagian besar ion OH- telah dihilangkan sehingga perubahan pH larutan tidak akan terlalu besar.Penghilangan ion OH- melalui reaksi dengan ion H+

Ingat bahwa larutan penyangga yang kita miliki bersifat asam, artinya mengandung ion H+ yang cukup, yang berasal dari ionisasi asam lemah, asam asetat. Reaksinya:

H3COOH (aq) → CH3COO-(aq) + H+(aq)

Kesetimbangan bergeser ke arah hasil pereaksi untuk

menggantikan ion H+ yang diikat oleh OH-

H3COOH (aq) → CH3COO-(aq) + H+(aq)

Ion H+ berikatan denganion OH‑membentuk H2O

Ion H+ dapat bergabung dengan OH- membentuk H2O. Akibatnya kesetimbangan akan bergeser kearah hasil pereaksi, ion H+ yang hilang kembali digantikan. Ini terus belangsung sampai ion Hidroksida hilang.

Seperti penjelasan sebelumnya, karena sistemnya merupakan sistem kesetimbangan, tidak semua ion Hidroksida dihilangkan, hanya sebagian besar saja.

2. Larutan Penyangga Bersifat Basa

Untuk mengetahui bagaimana larutan penyangga bersifat basa dapat mempertahankan pH, mari kita perhatikan contoh berikut:

Contoh:

Larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+

Amonia merupakan basa lemah, bila dilarutkan dalam air maka akan terionisasi sebagian membentuk suatu kesetimbangan seperti ditunjukkan oleh persamaan reaksi berikut:

NH3(aq) + H2O(l) → NH4+(aq) + OH-(aq)

Untuk membentuk larutan penyangga, maka larutan NH3 ini ditambahkan dengan basa konjugasinya yaitu ion amonia, NH4+, yang berasal dari garamnya seperti amonium klorida, NH4Cl. Hal ini mengakibatkan kesetimbangan bergeser kearah pereaksi. Akibatnya, larutan tersebut akan mengandung:Sejumlah amonia, NH3, yang tidak terionisasi sejumlah ion amonia, NH4+, yang berasal dari garamnya

· Jumlah ion hidroksida, OH- yang lebih banyak daripada ion H+ membuat larutan ini

bersifat basa. Sejumlah ion Cl- yang berasal dari NH4Cl dan air,

namun keberadaannya tidaklah penting.

Penambahan Basa

Penambahan basa ke dalam air murni akan menyebabkan pH larutan naik secara drastis. Untuk menghindari hal tersebut, suatu larutan penyangga harus menghilangkan ion hidroksida baru yang berasal dari penambahan basa.

Ion hidroksida, OH-, yang ditambahkan akan menggeser kesetimbangan ke arah pereaksi. Oleh karena itu, agar pH larutan penyangga tidak naik secara drastis maka ion hidroksida ini akan berikatan dengan komponen asam dalam larutan, yaitu NH4+ membentuk NH3.

NH4+(aq) + OH-(aq) ↔ NH3(aq) + H2O(l)

Sebagian besar ion OH- akan dihilangkan melalui reaksi ini sehingga pH larutan tidak akan berubah secara drastis. Meskipun demikian, karena reaksinya merupakan reaksi kesetimbangan, pH larutan akan sedikit berubah.

Penambahan Asam

Jika larutan penyangga ditambahkan suatu asam, maka ion H+ yang berasal dari asam harus dihilangkan dengan cara bereaksi dengan komponen basa dalam larutan penyangga yaitu NH3 maupun ion OH-. Proses penghilangan ion H+ ini sedikit rumit karena dapat bereaksi dengan kedua komponen basa dalam larutan penyangga.

Penghilangan ion H+ melalui reaksi dengan amonia

Saat asam ditambahkan, ion H+ dari asam akan dinetralkan oleh OH- dari amonia dalam larutan.Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

NH3(aq) + H+(aq) → NH4+(aq)

Sebagian besar, tetapi tidak seluruhnya ion H+ dapat dihilangkan. Ion amonium merupakan asam lemah dan sebagian dari ion H+ akan dilepaskan kembali.

Penghilangan ion H+ melalui reaksi dengan ion OH-

Ingat bahwa dalam larutan, tersedia ion-ion hidroksida yang berasal dari reaksi dari amonia dan air.

NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+(aq) + OH-(aq)

Kesetimbangan bergeser ke arah hasil pereaksi untuk

menggantikan ion OH- yang diikat oleh H+

NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+(aq) + OH-(aq)

Ion H+ berikatan dengan ion OH‑membentuk H2O

Ion H+ dari asam dapat bergabung dengan OH- membentuk H2O. Ketika ini terjadi, kesetimbangan akan bergeser ke arah hasil pereaksi untuk mengganti ion hidroksida yang diikat oleh ion hidrogen. Namun demikian, tidak seluruh ion hidrogen dapat dihilangkan, hanya sebagian besar saja

D. Menghitung pH Larutan Penyangga

pH larutan penyangga bergantung pada Ka asam lemah atau Kb basa lemah serta perbandingan konsentrasi asam dengan konsentrasi basa konjugasi atau konsentrasi basa dengan asam konjugasi dalam larutan tersebut.

1 . Larutan Penyangga Asam

Larutan campuran asam lemah dengan garamnya atau basa konjugasi atau asam lemah secara kuantitas (mol ) lebih banyak dengan basa kuat ( mol ). Mencampurkan larutan asam asetat dengan larutan garam asetat. Dalam larutan campuran tersebut terionisasi :

CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)

CH3 COONa(aq) Na+(aq) + CH3COO-(aq)

Larutan CH3COO- sebagai basa konjugasi atau garamnya, larutan CH3COOH sebagai asam konjugasi sehingga tetapan ionisasi diubah menjadi :

atau atau

Keterangan :

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol garam atau basa konjugasi, untuk garam yang diikat lebih dari satu misalnya (CH3 COO)2Ca → Ca2++ 2 CH3COO-, maka harga tetapan ionisasi menjadi

Contoh soal :

Tentukan pH larutan penyangga yang dibuat dengan mencampurkan 50 ml larutan asam asetat 0,1 M dengan 50 ml larutan NaCH3COO 0,1 M. Ka = 1,8 x 10-5.

Jawab :

Mol asam asetat = 50 ml x 0,1 M = 5 mmol

Mol NaCH3COO = 50 ml x 0,1 M = 5 mmol

( H+) = Ka. a/ g

(H+) = 1,8 x 10-5 x 5/5

(H+) = 1,8 x 10-5

pH = pKa

pH = - log 1,8 x 10-5

pH = 4, 75

2. Larutan Penyangga Basa

Larutan campuran Basa lemah dengan garamnya atau asam konjugasi atau basa lemah secara kuantitas (mol ) lebih banyak dengan asam kuat ( mol ). Mencampurkan basa lemah/Amonia ( NH3) dengan larutan garam ammonium Klorida ( NH4Cl ). Dalam larutan campuran ini terionisasi :

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

NH4Cl(aq) → NH4+(aq)+ Cl-(aq)

Tetapan ionisasi basa lemah adalah :

larutan NH4+ sebagai asam konjugasi dari NH3 sedangkan NH3 basa lemah (NH4OH)sehingga tetapan ionisasi menjadi :

atau atau

Keterangan :

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = jumlah mol basa lemah

g = jumlah mol garam

(b) = konsentrasi basa lemah (M)

(g) = konsentrasi garam (M)

Perlu di ingat : Asam kuat = HCl, H2 SO4, HNO3, dan HXO, (X = F, Cl, Br, I)

Basa kuat = NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2

Contoh soal :

Tentukan pH larutan apabila 400 ml larutan NH3 0,5 M dicampur dengan 100 ml larutan NH4Cl 0,5 M ? ( Kb = 10-5)

Jawab :

Mol NH3 = 400 ml x 0,5 M = 200 mmol atau 0,2 mol

Mol NH4Cl = 100 ml x 0,5 M = 50 mmol atau 0,05 mol

( OH ) = Kb x b/g

= 10-5 x 0,2/0,05

= 4 x 10-5

pOH = - log (OH)

= - log ( 4 x 10-5 )

= 5- log 4

pH = 14 – ( 5 – log 4 )

= 9 + log 4

= 9,6

E. Fungsi Larutan penyangga

1. Dalam tubuh Mahluk Hidup.

Dalam tubuh manusia terdapat sistem penyangga yang berfungsi mempertahankan harga pH.Misalnya dalam darah terdapat sistem penyangga antara asam karbonat dengan basa konjugasi.

Reaksinya :

H2 CO3 (aq) + OH-(aq) ↔ HCO3-(aq) + H2 O(l)

HCO3- (aq) + H+(aq) ↔ H2 CO3(aq)

Dalam cairan sel tubuh terdapat sistem penyangga antara asam dihidrogen fospat dengan basa konjugasinya ion monohidrogen fospat yang berperan sebagai donor dan akseptor proton ( ion H+) pada ginjal. Reaksinya :

H2 PO4-(aq) + OH-(aq) H PO42-(aq) + H2O(l)

HPO4-(aq) + H+(aq) H2 PO4-(aq)

2. Dalam Kehidupan Sehari-hari.

Larutan penyangga dalam kehidupan sahari-hari digunakan dalam berbagai bidang seperti biokimia, bakteriologi, kimia analisis, indsutri farmasi. Dalam industry farmasi larutan penyangga digunakan pada pembuatan obat – obatan agar obat tersebut mempunyai pH tertentu dan tidak berubah.

Pada molekul protein asam amino mengandung gugus yang bersifat asam dan bersifat basa. Bersifat asam ( HCOOH ) dan bersifat basa gugus ( NH2 ). Oleh karena itu asam amino dapat berfungsi sebagai sistem penyangga dalam tubuh. Adanya kelebihan ion H+ akan diikat oleh gugus bersifat basa dan jika kelebihan ion OH- akan diikat oleh ujung bersifat asam. Dengan demikian larutan yang mengandung asam amino akan mempunyai pH relative tetap.

F. Rangkuman

1. Larutan penyangga adalah larutan yang pH-nya relatif tetap pada penambahan sedikit asam dan sedikit basa serta pada pengenceran.

2. Larutan penyangga terdiri atas penyangga asam yaitu sistem penyangga asam lemah dengan basa konjugasi dan penyangga basa yaitu sistem penyangga basa lemah dengan asam konjugasinya.

3. Perhitungan penyangga asam dirumuskan :

pH = - log [ H+]

4. Perhitungan penyangga basa dirumuskan :

pOH = - log [OH-]

catatan : pH + pOH = 14.

5. Larutan penyangga asam apabila direaksikan jumlah mol asam lemah lebih besar dari jumlah mol basa kuat sehingga jumlah mol asam lemah akan tersisa, sebaliknya jumlah mol basa lemah lebih basar dari asam kuat maka larutan ini dinamakan penyangga basa.

6. pH larutan penyangga berubah, apabila penambahan asam atau basa kuat lebih besar akan menghabiskan komponen penyangga, maka pH berubah dratis.

7. Fungsi larutan penyangga dalam kehidupan :

- Sistem penyangga karbonat dalam darah ( H2CO3/HCO3- )

- Sistem penyangga fosfat dalam cairan sel ( H2PO4-/ HPO42-)

- Sistem penyangga asam amino dalam molekul protein.

7. REFLEKSI PENGAYAAN LARUTAN PENYANGGA.

1. Air laut juga memiliki larutan bersifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkadung garam-garam Natrium, kalium, magnesium dan kalsium dengan anion-anion klorida, sulfat, karbonat, dan fospat. Larutan penyangga secara alami terdapat dalam tubuh. Tubuh yang mengalami peningkatan pH darah yang jauh dari normal akan mengakibatkan alkalosis yang ditandai dengan napas yang berlebihan. Sebaliknya, jika tubuh mengalami penurunan pH darah yang jauh dari normal akan mengakibatkan asidosis yang ditandai dengan gangguan kerja jantung dan ginjal.Oleh karena itu kesehatan mahal harganya, dengan tubuh yang sehat proses metabolism dapat berjalan lancar dan kita dapat melakukan berbagai aktivitas. Mari kita menjaga kesehatan sebagai wujud Syukur terhadap karunia Tuhan Yang Mahapencipta.

2. Penyangga karbonat merupakan campuran antara asam karbonat ( H2CO3)

Dengan basa konjugasi bikarbonat ( HCO3-) . Peranan penyangga sangat penting terutama bagi olahragawan. Pelari marathon dapat mengalami kondisi asidosis yaitu penurunan pH darah yang disebabkan oleh tingginya metabolism sehingga meningkatkan produksi ion bikarbonat. Kondisi asidosis dapat berdampak buruk berupa timbulnya penyakit jantung, ginjal, diabetes mellitus, dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpa oksigen tambahan dapat mengakibatkan alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen digunung sedikit dapat membuat para pendaki gunung bernapas lebih cepat ( Hiperventilasi), sehingga pendaki banyak gas CO2 yang dapat larut dengan air menghasilkan H2CO3 yang mengakibatkan pH darah naik.

3. Penyangga haemoglobin dalam darah dapat mengikat oksigen untuk selanjutnya dibawa ke seluruh sel tubuh. Reaksi kesetimbangannya :

HbO2- + H+ ↔ HHb + O2

Ion oksi haemogblobin Asam haemoglobin

Keberadaan oksigen pada reaksi diatas mempengerahui konsentrasi ion H+, sehingga pH darah terpengaruh. Ion Oksi haemoglobin telah melepaskan O2 dapat mengikat H+ dan membentuk asam.

4. Larutan Penyangga dalam bidang farmasi dalam hal penambahan MgO padat pada obat penghilang rasa nyeri, aspirin. Tablet Aspirin menpunyai komponen utama asam asetil klorida. Adanya Asam pada aspirin dapat mengakibatkan perubahan pH dalam lambung. Perubahan ini mengakibatkan pembentukan hormon untuk merangsang penggumpalan darah terhambat sehingga peredaran darah tidak dapat dihindarkan, oleh karena itu pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.

BAB. III

LATIHAN SOAL , SOAL MANDIRI DAN EVALUASI

1. Tentukan pH larutan jika dicampurkan 100 ml larutan CH3COOH 0,8 M dengan 100 ml larutan NaOH 0,2 M ( Ka = 10-5 )

Jawab :

Mol CH3COOH = 100 ml x 0,8 M = 80 mmol atau 0,08 mol

Mol NaOH = 100 ml x 0,2 M = 20 mmolatau 0,02 mol

mol yang habis tidak tersisa sebagai garam/basa konjugasi

Jumlah mol CH3COOH lebih basar dari jumlah mol NaOH maka jumlah mol CH3COOH akan tersisa ( 0,06 mol )

= 3 x 10-5

pH = - log [ H+]

= - log [ 3 x 10-5]

= 5 - log 3.

2. Dalam 1 liter larutan terdapat 0,4 mol CH3COOH dan 0,2 mol CH3COONa (Ka = 10-5)

a. Tentukan pH larutan itu ?

b. Jika kedalam larutan ditambahkan 1 ml larutan HCl 1 M, hitung pH larutan?

c. Jika kedalam larutan ditambahkan 1 ml larutan NaOH 1 M, hitung pH larutan ?

Jawab :

Jumlah mol asam = 0,4 mol

Jumlah mol garam = 0,2 mol,

= 2 x 10-5

pH = - log [ H+]

= - log [ 2 x 10-5]

= 5 - log 2

= 5 - 0,301

= 4,699

b. Penambahan 1 ml HCl 1 M = 1 ml x 1 M = 1 mmol atau 0,001 molKarena penambahan [H+] = 0,001 mol maka ,

mol asam bertambah = 0,001 + 0,4 = 0,401

mol basa berkurang = 0,2 - 0,001 = 0,199

= 10-5 x 2,015

pH = - log [ H+]

= - log [ 2,015 x 10-5]

= 5 – log 2,015

= 4,696

c. Penambahan 1 ml NaOH 1 M = 1 ml x 1 M = 1 mmol atau 0,001 mol. Karena penambahan (OH-) = 0,001 mol maka,

Mol basa bertambah = 0,001 + 0,2 = 0,201

Mol asam berkurang = 0,4 – 0,001 = 0,399

= 1,985 x 10-5

pH = - log [ H+ ]

= - log [ 1,985 x 10-5]

= 5 – log 1,985

= 5 - 0,298

= 4,702.

Ternyata ketiga larutan pH – nya hampir sama.

3. Kedalam 500 ml larutan HF 1 M dimasukan 4 gram NaOH ( Ka = 6,8. 10-4)

a. Hitung pH larutan ?

b. Jika larutan diencerkan sampai volume 2 liter, berapa pH larutan sekarang?

Jawab :

Mol HF = 500 ml x 1 M

= 500 mmol atau 0,5 mol

Mol NaOH =

= 0,1 mol

Jumlah mol HF lebih besar dari Jumlah mol NaOH, maka jumlah mol HF tersisa 0,4 mol. Sedangkan jumlah mol NaOH habis bereaksi.

[H+] = (6,8 x 10-4)x

= 2,72 x 10-3

pH = - log [ H+]

= - log [ 2,72 x 10-3]

= 3 - log 2,72

= 2,6.

b. Setelah pengeceran jumlah mol HF dan jumlah mol NaF tidak berubah. SehinggapH sama dengan 2,6.

LATIHAN SOAL MANDIRI

1. Apa yang dimaksud dengan larutan penyangga ? sebutkan 2 jenis larutan penyangga masing-masing dengan contoh.

2. Hitung pH larutan yang dibuat dengan mencampurkan 100 ml larutan NH3 0,1 M dengan 500 ml larutan NH4 Cl 0,1 M. Berapa pH terjadi sekarang apabila ditambahkan 10 ml larutan NaOH 0,1 M. [ Kb = 10-5 ].

3. 100 ml larutan NH3 0,2 M dicampurkan dengan 100 ml larutan HCl 0,1 M. Tentukan pH larutan masing-masing zat sebelum dicampurkan dan sesudah dicampurkan. [ Kb NH3 = 10-5 ].

4. Suatu larutan penyangga terdiri dari campuran CH3COOH 0,01 M ( Ka = 10-5) dan larutan CH3COONa 0,1 M mempunyai pH sebesar 6. Tentukan perbandingan volume CH3COOH dengan CH3COONa.

5. Perhatikan Campuran dibawah ini :

a. 100 ml HCl 0,1 M dengan 50 ml NaOH 0,1 M

b. 100 ml CH3COOH 0,1 M dengan 50 ml NaOH 0,1 M

c. 100 ml H2CO3 0,1 M dengan 100 ml NaOH 0,1 M

d. 100 ml HCN 0,1 M dengan 100 ml Ca(OH)2 0,1 M,

Manakah campuran diatas merupakan penyangga, buktikan dengan perhitungan ?

EVALUASI

A. Pilihlah Jawaban yang paling tepat.

1. Larutan penyangga dapat dibuat dengan mencampurkan larutan-larutan …

A. Asam nitrat dengan Na- asetat

B. Asam nitrat dengan Na-nitrat

C. Asam fosfat dengan Na-asetat

D. Asam asetat dengan Na-asetat

E. Asasm asetat dengan Na-nitrat

2. Pada campuran ekimolar asam etanoat dan natrium etanoat, ditambahkan beberapa tetes asan klorida pekat. Spesi dibawah ini yang konsentrasinya bertambah besar adalah …

A. [ CH3COOH ]

B. [ Na+]

C. [CH3COO- ]

D. [ OH-]

E. [ H2O+]

3. Penambahan sedikit asam atau basa , relatif tidak mempengaruhi nilai pH adalah campuran larutan-larutan …

A. CH3COOH dan CH3COONa

B. NH4Cl dan HCl

C. NaNO3 dan HNO3

D. H2SO4 dan Na2SO4

E. NH3 dan NaOH

4. Perhatikan tabel berikut :

Larutan

pH Awal

Perubahan pH setelah ditambahkan

Air

Asam

Basa

2.00

2,50

1,75

3,50

4,75

4,74

4,76

2,25

2,35

1,50

4,25

8,00

9,25

6,00

11,00

4,00

4,75

3,25

6,25

Larutan penyangga ditunjukan oleh nomor …

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5

5. Campuran yang dapat membentuk larutan penyangga adalah …

A. 100 ml NaOH 0,1 M dan 50 ml HCl 0,1 M

B. 100 ml NaOH 0,1 M dan 50 ml CH3COOH 0,1 M

C. 100 ml NH4OH 0,1 M dan 50 ml HCl 0,1 M

D. 100 ml NH4OH 0,1 M dan 50 ml CH3COOH 0,1 M

E. 100 ml NaOH 0,1 M dan 100 ml CH3COOH 0,1 M

6. Jika 70 ml CH3COOH 0,1 M ( Ka = 10-5 ) direaksikan dengan 100 ml NaOH 0,05 M, maka pH larutan akhir adalah …

A. 2 – log 3

B. 3- log 4

C. 3 – log 2

D. 4 – log 6

E. 6- log 4

7. Ke dalam larutan asam asetat 0,2 M ( Ka = 2 x 10-5) dimasukan NaOH padat sehingga pH menjadi 4. Jumlah NaOH ( Mr = 40 ) yang ditambahkan adalah …

A. 1,33 gram

B. 2,00 gram

C. 3,00 gram

D. 3,33 gram

E. 2,33 gram

8. Kedalam 60 ml asam asetat 0,05 M ( Ka = 2 x 10-5) ditambahkan 40 ml larutan NaOH 0,05 M. pH larutan sebelum dan sesudah penambahan NaOH berturut-turut adalah …

A. 3 dan 4

B. 3 dan 5

C. 4 dan 5

D. 4 dan 6

E. 3 dan 6.

9. Campuran yang terdiri atas 20 ml asam asetat 0,2 M dan 10 ml NaOH 0,2 M mempunyai pH yang …

A. Sama dengan 7

B. Sama dengan pKa

C. Lebih besar dari 7

D. Lebih besar dari pKa

E. Lebih kecil dari pKa.

10. Jika pH larutan CH3COOH sama dengan 4 maka jumlah mol CH3COONa yang harus ditambahkan ke dalam 50 ml larutan CH3COOH tersebut agar pH larutan berubah menjadi 1,5 kali semula ( Ka = 10-5 ) adalah …

A. 1 x 10-1

B. 2 x 10-1

C. 3 x 10-1

D. 4 x 10-1

E. 5 x 10-1

11. Suatu larutan penyangga yang terdiri atas larutan NaCN 0,1 M dan HCN 0,1 M mempunyai pH 5 – log 4. pH larutan HCN tersebut adalah …

A. 13 – log 2

B. 11 + log 3

C. 11 + log 2

D. 5 + log 3

E. 3 – log 2

12. Suatu campuran terdiri atas 100 ml NH4OH 0,1 M dan 100 ml HCl 0,05 M. Jika kedalam campuran ditambahkan 0,001 mol NaOH, pH campuran tersebut sebesar ..

( Kb NH3 = 2. 10-5 )

A. 4,26

B. 5,26

C. 8,74

D. 9,74

E. 10,74

13. Campuran buffer yang terdapat dalam cairan intraseluler tubuh manusia yaitu …

A. HCOOH dan HCOO-

B. HCN dan CN-

C. CH3COOH dan CH3COO-

D. H2CO3 dan HCO3-

E. H2PO4- dan HPO42-

14. Perbandingan volume campuran larutan CH3COOH 0,1 M dan larutan NaOH 0,1 M agar menghasilkan larutan penyangga dengan pH = 5 adalah …

A. 3 : 2

B. 2 : 3

C. 2 : 1

D. 1 : 2

E. 1 : 1

15. Campuran yang terdiri dari NH3 ( Kb = 10-5 ) dan NH4Cl dengan perbandingan volume 1 : 2 mempunyai pH = 9, perbandingan konsentrasi NH3 : NH4Cl adalah …

A. 2 : 1

B. 1 : 2

C. 1 : 1

D. 2 : 3

E. 3 : 2

16. Sebanyak 100 ml larutan CH3COOH 0,1 M ditambahkan ke dalam 0,82 gram CH3COOHNa. pH akan berubah dari … ( Ka = 10-5 , Ar Na = 23, O = 16, H = 1 ).

A. 1 menjadi 5

B. 3 menjadi 3,5

C. 3 menjadi 5

D. 3,5 menjadi 5,5

E. 3,5 menjadi 5.

17. Apabila ingin dibuat larutan penyangga yang mempunyai pH = 5 – log 3, dan bahan yang tersedia berupa 1 liter larutan CH3COOH 0,1 M, NaOH 0,05 M yang harus ditambahkan untuk keperluan tersebut sebanyak … ml ( Ka = 10-5 )

A. 100

B. 200

C. 400

D. 500

E. 1000

18. Campuran penyangga yang terbuat dari NH4OH dan NH4Cl dengan perbandingan mol sebesar 2 : 6 mempunyai pH sebesar ….( Kb = 2 x 10-5 ).

A. 8 + log 6

B. 8

C. 8 – log 6

D. 6

E. 6 – log 6

19. Apabila 100 ml larutan CH3COOH 0,1 M ( Ka = 10-5 ) ingin dibuat larutan penyangga dengan pH 5, NaOH ( Mr = 40 ) yang harus ditambahkan kedalamnya sebanyak … g

A. 0,1

B. 0,2

C. 0,3

D. 0,4

E. 0,5

20. 0,2 mol CH3COOH ( Ka = 2 x 10-5 ) dicampur dengan larutan CH3COONa sehingga pH campuran = 5, maka jumlah mol CH3COONa yang ditambahkan sebesar …

A. 0,05 mol

B. 0,02 mol

C. 0,01 mol

D. 0,1 mol

E. 0,4 mol

21. Terdapat beberapa larutan berikut :

I. 50 ml NH3 0.5 M

II.. 50 ml HNO2 0,3 M

III,50 ml CH3COOH 0,5 M

IV. 50 ml KOH 0,3 M

V. 50 ml HNO3 0, 2 M

Pasangan yang dapat membentuk larutan penyangga adalah

A. 1 dan IV

B. I dan V

C. II dan III

D. II dan IV

E. III dan IV

22. Campuran yang menghasilkan larutan penyangga yang memberi warna merah muda saat ditetesi PP adalah …

A. 200 ml HCl 0,1 M dan 200 ml NH3 0,1 M

B. 200 ml HCl 0.2 M dan 200 ml NH3 0,1 M

C. 200 ml HCl 0,1 M dan 200 ml NH3 0,2 M

D. 200 ml CH3COOH 0,2 M dan 200 ml KOH 0,1 M

E. 200 ml CH3COOH 0,1 M dan 200 ml KOH 0,2 M

23. Untuk menjaga kestabilan tubuh, darah manusia diciptakan dengan mengandung larutan pasangan asam-basa konjugasi. Pernyataan berikut yang benar adalah …

A. H2PO4 - dan HPO4- yang terdapat pada eritrotsit.

B, H2PO4 - dan HPO4- yang terdapat dalam plasma darah.

C.H3PO4 dan H2PO4- yang terdapat dalam eritrosit.

D. H2CO3 dan HCO3 - yang terdapat pada trombosit.

E. H2CO3 dan HCO3 - yang terdapat pada leukosit.

24. Besarnya perbandingan Volume NH4Br dan NH4OH 0,05 M ( Kb = 10-5 ) untuk menghasilkan larutan penyangga dengan pH = 9 + log 2 adalah …

A. 1 : 2

B. 1 : 4

C. 2 : 1

D. 3 : 2

E. 4 : 1

25. Pada tekanan gas-gas 1 atm dan 270C, gas HCl dan NH3, murni berturut-turut sebanyak 12 ml dan 24 ml dilarutkan ke dalam 500 ml air hingga sekuruh gas larut dan volume air tidak berubah. Kemudian ke dalam larutan tersebut ditetesi larutan encer Ni(NO3)3 hingga Ni(OH)2 akan mengendap ( membentuk larutan tepat jenuh) konsentrasi Ni2+ pada saat Ni(OH)2 tepat jenuh adalah … ( Kw = 10-14 , Kb= 10-5 dan Ksp Ni(OH)2 = 4 x 10-14 )

A. 1,6 x 10-3 M

B. 1,0 x 10-4 M

C. 4,0 x 10-4 M

D. 1,0 x 10-5 M

E. 4,0 x 10-9 M

B. Jawablah dengan singkat dan Jelas.

1. Disebuah laboratorium tersedia 200 ml Larutan NH4OH 0,2 M dan HCl 0,1 M.Berapa volume HCl yang harus ditambahkan untuk membuat larutan penyangga dengan pH = 8 ? ( Kb NH4OH = 10-5 ).

2. Dicampurkan 800 ml larutan NH30,4 M dengan 200 ml Larutan NH4Br 0,8 M. Berapa pH larutan ? Apabila ditambahkan lagi 2 ml larutan HCl 1 M ke dalam campuran itu, berapa pH-nya ? Kb NH3 = 10-5.

3. Berapa gram HCOONa harus ditambahkan ke dalam 2 liter larutan yang mengandung 9,2 gram HCOOH, agar pH larutan menjadi 5 – log 2 ( Ka = 10-5 ).

4. Ke dalam 200 ml larutan HCl 0,1 M di tambahkan X ml larutan NH3 0,1 M, sehingga pH larutan menjadi 9. Hitung X jika diketahui Kb NH3 = 10-5.

5. Mengapa larutan penyangga juga ditambhakan dalam produk obat tetes mata ?

DAFTAR PUSTAKA

Anis Dyah Rufaida, dkk 2015, KIMIA SMA/MA Kelas XI Peminatan MIPA. Klaten : Intan Pariwara.

Anonimus, 2010, Soal SNMPTN, PT. Cendekia Education, Jakarta

Benny Karyadi, 1994, Kimia 2, Jakarta, Departemen Pendidikan Nasional

Erfan Priyambodo, dkk 2015. Buku Guru KIMIA Kelas XI Peminatan MIPA. Klaten, Intan Pariwara.

E.N. Ramsden,2000, A-Level Chemistry, United Kingdom: Cambridge University Press

Ratna Rima Melati, dkk. 2012. Bank Soal Kimia SMA/MA. Surakarta. PT. Aksara Sinergi Media.

Siti Kalsum, dkk. 2009. Kimia 2 kelas XI kelas Peminatan. Jakarta. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan dan Kebudayaan.

Sri Ratna dkk, 2019. X-Press UN SMA/MA Kimia. Jakarta. Erlangga

Unggul Sudarmo. 2015. Kimia XI ( Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu Alam ). Surakarta. Erlangga.

Tine Maria Kuswati, 2000, Sains Kimia 3A, kelas 3 Jakarta, Bumi Aksara.

Kunci Jawaban Evaluasi

Evaluasi :

1.D 11. E

2. A 12. D

3. A 13. E

4. B 14. C

5. C 15. A

6. E 16. C

7. C 17. D

8. B 18. A

9. B 19. B

10. E 20. E

21. B

23. A 22. C

24. A

25. C

SOLUSI PENGAYAAN LARUTAN PENYANGGA

Buku ini menekankan khusus materi larutan penyangga dengan berbagai macam bentuk soal – soal latihan larutan penyangga sampai pada evaluasi larutan penyangga serta materi larutan penyangga yang berfungsi dalam kehidupan sehari-hari. Buku ini dapat digunakan sebagai pegangan siswa khususnya program IPA dan juga Bapak dan Ibu pengajar Kimia dapat menggunakan dalam pembelajaran kimia disekolah.

Sasaran buku ini adalah seluruh siswa atau pelajar program peminatan IPA atau limit IPS yang mengambil pilihan kimia. Buku dilengkapi dengan teknik pembelajaran penyelesaian latihan yang sederhana sampe penyelesaian soal latihan agak komplek. Materi pembelajaran yang lengkap dengan teknik mudah mengingatkan materi larutan penyangga, baik penyangga asam maupun penyangga basa.

Bagi Bapak dan Ibu pengajar kimia dapat digunakan dalam pembelajaran karena dalam buku ini terdapat Kompotensi Inti, Kompotensi dasar, Indikator pencapaian kompotensi serta tujuan pembelajarannya. Buku ini salah satu materi pembelajaran kimia kelas XI peminatan IPA kurikulum 2013. Kurikulum sebelumnya materi ini berada di kelas XII IPA. Sehingga buku sangat bermanfaat juga bagi bapak dan ibu dalam pembelajaran.

Melalui buku ini diharapkan memberikan modal pengetahuan bagi siswa dalam dunia pendidikan menengah atas, dan tenaga pendidik dalam pembelajaran. Buku sangat bermanfaat bagi akdemisi, praktisi, dan pemerhati dunia pendidikan.

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan syukur kepada Allah, Rabbil ‘ alamin, yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan buku ini dengan judul

SOLUSI PENGAYAAN LARUTAN PENYANGGA

Buku ini memberikan masukan kepada bapak/ibu pembelajaran disekolah maupun masyarakat umunnya tentang Materi larutan penyangga. Dalam Kesempatan ini, perkenankan saya menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, baik dalam pelaksanaan maupun dalam penyusunan penulisan buku ini. Untuk itu dengan kerendahan hati saya mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Dra. Hartini, MM, Kepala SMAN 1 Banjarmasin yang telah memberikan ijin dan mendukung penulisan buku ini.

2. Ibu dan Bapak Guru SMAN 1 Banjarmasin, kerjasama dan petunjuk yang telah diberikan kepada penulis.

3. Keluargaku yang tercinta, isteri dan anak-anaku yang telah banyak memberikan perhatian dan dukungannya.

4. Penulis berharap dan berdoa semoga buku ini bermanfaat bagi dunia pendidikan dan masyarakat umunnya.

Akhir kata, penulis menyadari banyak terdapat kekurangan dalam buku ini, sehingga kritik dan saran yang sifatnya membangun untuk perbaikan kedepan sangat diharapkan.

Banjarmasin, Maret 2019

Penulis,

BIODATA PENULIS

SYAILANI, S.PD. M.Pd DILAHIRKAN DI BANJARMASIN TANGGAL 14 AGUSTUS 1967 MENYELESAIKAN JENJANG PENDIDIKAN DASAR 6 TAHUN, SMP 3 TAHUN, SMA 3 TAHUN, SARJANA PENDIDIKAN KIMIA 5,5 TAHUN DAN PASCA SARJANA JURUSAN PENDIDIKAN SAINS 2 TAHUN.

PENGALAMAN MENGAJAR :

1. TAHUN 1993 – 1995 ( di SMAN Ashriyah, SMAN 5, SMA PGRI 1)

2. TAHUN 1995 – 1996 ( di SMAN 1, SMAN 5, SMA Kebun Bunga )

3. TAHUN 1996 - 1998 ( di SMAN 1, SMAN 12 )

4. TAHUN 1999 ( di SMAN 12 )

5. TAHUN 2000- SAMPAI SEKARANG ( di SMAN 1 )

PENGALAMAN MENULIS :

1. Lomba Karya Tulis Ilmiah Bidang Pendidikan Tahun 1991- 1993 ( Mahasiswa )

2. Lomba Kreativitas Guru 1995 – 1997 Bidang Teknologi ( LIPI )

3. Lomba Karya Tulis Ilmiah (PTK) Tahun 1998 – Sampai sekarang oleh direktorat Dinas pendidikan dan Kebudayaan, Departemen Agama, Institusi Swasta.

4. Menulis Buku dengan Judul : KIMIAKU dan KIMIAMU

5. Menulis Buku dengan Judul : SOLUSI PENGAYAAN LARUTAN PENYANGGA