Manakah campuran yang dapat mempertahankan pH darah dalam tubuh kita?

Gambar 1.1 Prinsip Kerja Larutan Penyangga

   Larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa lemah, dengan asam dan basa                       konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H+ ataupun ion OH-. Sehingga penambahan sedikit       asam kuat atau basa kuat serta sedikit pengenceran tidak bisa mengubah pH-nya secara signifikan.

   a. Larutan Penyangga asam

        1)   Pada Penambahan Asam

      Pada penambahan asam, ion H+ dari asam akan menambah konsentrasi H+ pada larutan dan                    menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kiri. Sehingga reaksi mengarah pada                                        pembentukan CH3COOH. Artinya, ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan                                  ion CH3COO-  membentuk molekul CH3COOH

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

              Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion H+ ,                            sehingga  pH dapat dipertahankan.

             Pada penambahan  basa, ion OH- dari basa akan menambah  ion OH- pada  larutan dan                             menyebabkan reaksi bergeser ke kanan. Sehingga reaksi mengarah pada pada                                           pembentukan CH3COO-   dan air.

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

     Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion   H+ ,                           sehingga pH dapat dipertahankan.

             Pada penambahan air (pengenceran), derajat ionisasi asam lemah CH3COOH akan bertambah                 besar, yang berarti jumlah ion H+ dari ionisasi CH3COOH juga bertambah. Akan tetapi, karena               volume larutan juga bertambah, pengaruh 

             penambahan konsentrasi H+  menjadi tidak berarti. Dengan demikian, nilai pH larutan tidak                   mengalami perubahan

   b. Larutan Penyangga Basa

        Prinsip kerja larutan penyangga asam sebagai berikut :

        1)  Pada penambahan asam

             Bila yang ditambahkan suatu asam, maka Ion H+ dari asam akan mengikat Ion OH- Hal itu                     akan dapat menyebabkan keseimbangan dan akan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion               OH- dapat dipertahankan. Asam yang ditambahkan akan bereaksi dengan basa NH3 akan                         membentuk Ion NH4+

             NH3 (aq) + H+(aq) ⇄ NH4+ (aq)

             Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion OH- ,                           sehingga pH dapat dipertahankan.

       2)   Pada penambahan basa

              Bila yang ditambahkan adalah suatu basa, maka keseimbangan bergeser ke kiri, sehingga                        konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan                              komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air.

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

             Oleh karena itu, pada kesetimbangan baru tidak terjadi perubahan konsentrasi ion OH- ,                           sehingga pH dapat dipertahankan.

      3)    Pengenceran

             Pada penambahan air (pengenceran), derajat ionisasi basa lemah akan bertambah besar, yang                   berarti jumlah OH- dari ionisasi NH3 bertambah. Akan tetapi, karena volume larutan juga                         bertambah, pengaruh penambahan konsentrasi OH- menjadi tidak berarti. Dengan demikian,                   nilai pH larutan tidak mengalami perubahan.

 4.   Perhitungan pH Larutan Penyangga

       Untuk melakukan penghitungan pH larutan penyangga maka kita harus memperhatikan  larutan              penyangga tersebut bersifat asam atau basa. 

       a)   Larutan penyangga asam

             Larutan penyangga bersifat asam apabila terdiri dari campuran asam lemah dengan basa                         konjugasinya , misalnya CH3COOH dengan CH3COO- atau CH3COONa

             Perumusan larutan penyangga yang bersifat asam adalah sebagai berikut:

                      Ka = tetapan ionisasi asam lemah

              na = Jumlah mol asam lemah

              nbk= Jumlah mol basa konjugasinya

       b)    Larutan penyangga basa

      Larutan penyangga bersifat basa apabila terdiri dari campuran basa lemah dengan asam                          konjugasinya, misalnya adalah NH4OH dengan NH4+ atau NH4Cl.

              Perumusan larutan penyangga yang bersifat basa adalah sebagai berikut:

                             Ka = tetapan ionisasi asam lemah

                             nb = Jumlah mol basa lemah

                             nak= Jumlah mol asam konjugasinya

         Suatu larutan penyangga mengandung 50 mL CH3COONa 0,4 M dan 100 CH3COOH 0,25 M. 

         a.  Apakah larutan tersebut merupakan larutan penyangga?

         b.  Jika larutan tersebut termasuk larutan penyangga maka tentukanlah harga pH-nya? 

         a.  Pada soal tersebut CH3COOH merupakan asam  lemah dan CH3COONa merupakan                                garamnya,  larutan pada soal di atas termasuk larutan penyangga

        b.   50 mL CH3COONa 0,4 M + 100 mL CH3COOH 0,25 M.

              mol CH3COONa= 50 mL × 0,4 mmol/mL = 20 mmol

              mol CH3COOH  = 100 mL × 0,25 mmol/mL = 25 mmol

         Latihan

         Tentukanlah pH dari campuran 200 mL larutan HNO2 0,15 M dengan 150 mL larutan KOH 

         0,1 M. 

         a.   Apakah larutan tersebut merupakan larutan penyangga?

         b.   Jika larutan tersebut termasuk larutan penyangga maka tentukanlah harga pH-nya?

               (Ka = 10–5)

DAFTAR PUSTAKA

Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas XI, Surakarta, Erlangga

Sari,Novitalia Ablinda, S.T.2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI,Kemendikbud

Utami, Budi dkk, 2009. Kimia Untuk SMA dan MA Kelas XI Program Ilmu  Alam, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta 

Sutresna , Nana. 2013. KIMIA SMA XI Sekolah Menangah Atas. Grafindo. Jakarta.