Yuk, Kepoin Materi Larutan Penyangga Kelas 11 Ini dan Manfaatnya dalam Kehidupan!

Larutan penyangga adalah larutan yang digunakan untuk menstabilkan pH saat ada penambahan asam, basa, atau garam. Larutan ini dibentuk lewat reaksi antara asam lemah dan basa konjugasinya (ion X), serta basa lemah dan asam konjugasinya (ion YH+). Larutan penyangga ada 2 jenis, larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa.

Halo Quipperian, saat mempelajari Kimia, materi apa sih yang kalian suka? Jangan lewatkan artikel terbaru Quipper Blog kali ini ya, karena Quipper Blog akan membahas materi larutan penyangga dan manfaatnya dalam kehidupan. Pernahkah kalian berpikir bagaimana kadar pH dalam darah bisa tetap stabil, meskipun asupan makanan yang masuk ke dalam tubuh bervariasi?
Tidak hanya itu, bagaimana cara ludah beradaptasi dengan tingkat keasaman yang masuk ke dalam mulut? Untuk menjawab kedua pertanyaan tersebut, Quipperian harus memahami apa itu larutan penyangga. Pada prinsipnya, larutan penyangga dibuat untuk menstabilkan kadar pH, baik pH dalam tubuh maupun reaksi-reaksi kimia di laboratorium. Lalu, apa sebenarnya larutan penyangga itu dan seperti apa manfaatnya dalam kehidupan? Yuk, kita belajar lebih dalam mengenai materi larutan penyangga dalam artikel ini!

Pengenalan Materi Larutan Penyangga


Larutan penyangga atau biasa disebut bufferatau dapar merupakan larutan yang digunakan untuk mestabilkan pH saat terjadi penambahan asam, basa, atau garam. Artinya, pH larutan penyangga tidak akan berubah secara signifikan saat ditambahkan asam, basa, atau garam. Mengapa bisa demikian? Karena di dalam larutan penyangga terdapat komponen asam yang mampu menahan kenaikan pH secara berlebih dan komponen basa yang mampu menahan penurunan pH secara berlebih.
Berdasarkan penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa larutan penyangga dibentuk melalui reaksi antara asam lemah dan basa konjugasinya (ion X) serta basa lemah dan asam konjugasinya (ion YH+). Sebagai contoh, jika suatu larutan mengandung CH3COOH dan ion CH3COO, artinya larutan tersebut merupakan larutan penyangga, di mana CH3COOH merupakan asam lemah, sedangkan CH3COOmerupakan basa konjugasi.
Bagaimana Quipperian, sudah paham kan sekilas tentang pengertian larutan penyangga? Lantas, apa sajakah jenis-jenis larutan penyangga itu?

Jenis-jenis Larutan Penyangga


Secara umum, larutan penyangga dibagi menjadi dua jenis, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa.

1. Larutan penyangga asam

Larutan penyangga asam merupakan larutan penyangga yang terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya. Larutan penyangga ini berfungsi untuk mempertahankan pH pada kondisi asam (pH < 7). Adapun contoh larutan penyangga asam adalah campuran antara CH3COOH dan CH3COONa. Campuran tersebut mengandung basa konjugasi CH3COO.

2. Larutan penyangga basa

Larutan penyangga basa merupakan larutan penyangga yang terdiri dari basa lemah dan asam konjugasinya. Larutan ini berfungsi untuk mempertahankan pH pada kondisi basa (pH > 7). Adapun contoh larutan penyangga basa adalah campuran antara NH4OH dan NH4Cl. Campuran tersebut mengandung asam konjugasi NH4+.
Setelah Quipperian tahu jenis-jenis larutan penyangga, kini saatnya mempelajari bagaimana sihpembuatan larutan penyangga.

Pembuatan Larutan Penyangga


Seperti pembahasan sebelumnya, bahwa larutan penyangga dibedakan menjadi dua jenis, yaitu larutan penyangga asam dan basa. Berikut ini akan dijabarkan tentang proses pembuatan keduanya.

1. Pembuatan larutan penyangga asam

Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah dan basa konjugasi. Untuk membuat larutan ini, hal yang harus dilakukan adalah mencampurkan asam lemah dan garamnya atau bisa juga dengan mencampurkan asam lemah berlebih dengan basa kuat.

2. Pembuatan larutan penyangga basa

Larutan penyangga basa terdiri dari basa lemah dan asam konjugasinya. Untuk membuat larutan ini, hal yang harus dilakukan adalah mencampurkan basa lemah dan garamnya atau bisa juga dengan mencampurkan basa lemah berlebih dengan asam kuat.

Kapasitas Larutan Penyangga


Pada dasarnya, larutan penyangga memegang peranan penting untuk mempertahankan pH dalam rentang tertentu. Artinya, semakin besar kemampuan larutan penyangga untuk mempertahankan pH, semakin baik pula kualitasnya. Nah, kemampuan larutan penyangga untuk mempertahankan pH inilah yang disebut sebagai kapasitas larutan penyangga. Terdapat dua faktor yang memengaruhi kapasitas larutan penyangga, yaitu sebagai berikut.

1. Jumlah mol

Semakin besar jumlah mol asam/basa dan asam konjugasi/basa konjugasi, semakin besar pula kemampuan larutan untuk mempertahankan pH. Contohnya, 2 mol CH3COOH dan 2 mol CH3COONa memiliki kapasitas larutan penyangga lebih besar daripada 1 mol CH3COOH dan 1 mol CH3COONa.

2. Perbandingan jumlah mol

Perbandingan jumlah mol juga memegang peranan penting untuk menentukan kapasitas larutan penyangga. Semakin besar perbandingannya, semakin baik sifat larutan penyangga tersebut. Sebagai contoh, yaitu kapasitas larutan penyangga 1 mol CH3COOH dan 1 mol CH3COONa lebih besar daripada 1 mol CH3COOH dan 2 mol CH3COONa. Hal itu dikarenakan perbandingan jumlah 1 mol CH3COOH dan 1 mol CH3COONa adalah 1 : 1 (bernilai 1), sedangkan 1 mol CH3COOH dan 2 mol CH3COONa adalah 1 : 2 (bernilai 0,5).
Sampai sini, semakin paham kan Quipperian? Selanjutnya, akan dijelaskan cara kerja larutan penyangga, sehingga diharapkan mampu menjawab pertanyaan Quipperian, mengapa kok larutan penyangga bisa mempertahankan pH dalam larutan.

Cara Kerja Larutan Penyangga


Di dalam larutan penyangga terdapat asam/basa beserta asam konjugasi/basa konjugasi. Keduanya akan membentuk kesetimbangan ion di dalam air. Kesetimbangan ion itulah yang nantinya membuat larutan penyangga bisa bertahan pada rentang pH tertentu saat ditambahkan sedikit asam atau basa. Bagaimana bisa? Contohnya sebagai berikut.

  1. Jika di dalam campuran asam lemah CH3COOH dan basa konjugasi CH3COOditambahkan sedikit asam, maka ion H+akan bereaksi dengan ion negatif dari basa konjugasi CH3COO. Akibatnya, penambahan asam tersebut tidak akan mengubah pH larutan secara signifikan.
  2. Jika di dalam campuran basa lemah NH4OH dan asam konjugasi NH4+ditambahkan sedikit basa, maka ion OHakan bereaksi dengan ion positif dari asam konjugasi NH4+. Akibatnya, penambahan basa tersebut tidak akan mengubah pH larutan secara signifikan.

Perhitungan Larutan Penyangga


Masalah hitung menghitung tidak hanya ada di Matematika saja ya, Quipperian. Ternyata, Kimia juga menerapkan hitung-hitungan di setiap pemecahan masalahnya. Kali ini, Quipperian akan diajak untuk memahami perhitungan larutan penyangga.

1. Larutan penyangga asam

Larutan penyangga asam mengandung ion H+di dalamnya. Tugas Quipperian nantinya adalah menentukan konsentrasi ion H+di dalam larutan dengan persamaan berikut.

Keterangan:
[H+] = konsentrasi ion H+;
K= konstanta ionisasi asam lemah;
= mol asam dalam larutan penyangga;
= mol garam dalam larutan penyangga;
valensi = jumlah anion sisa asam yang dilepaskan garam; dan
x valensi = mol basa konjugasi.

2. Larutan penyangga basa

Nah, kebalikan dari larutan penyangga asam, larutan penyangga basa mengandung ion OHdi dalamnya. Tugas Quipperian nantinya adalah menentukan konsentrasi ion OHdi dalam larutan dengan persamaan berikut.

Keterangan:
[OH] = konsentrasi ion OH;
K= konstanta ionisasi basa lemah;
= mol asam dalam larutan penyangga;
= mol garam dalam larutan penyangga;
valensi = jumlah kation sisa basa yang dilepaskan garam; dan
x valensi = mol asam konjugasi.
Paparan di atas merupakan ulasan singkat tentang larutan penyangga ya, Quipperian. Selanjutnya, kamu akan diajak untuk mempelajari manfaat larutan penyangga dalam kehidupan.

Manfaat Larutan Penyangga


Ternyata, larutan penyangga juga bermanfaat lhodalam kehidupan. Ingin tau apa saja?

1. Mempertahankan pH dalam darah

Sebagai zat transportasi di dalam tubuh, darah memegang peranan penting dalam sistem metabolisme, khususnya pengangkutan oksigen dan karbondioksida. Oleh karena itu, darah harus selalu berada pada pH tertentu, yaitu 7,4. Untuk mempertahankan pH tersebut, di dalam darah terdapat beberapa jenis larutan penyangga, contohnya larutan penyangga karbonat, larutan penyangga hemoglobin, dan larutan penyangga fosfat.

2. Larutan penyangga di dalam air ludah

Makanan yang masuk ke dalam mulut, tentu akan memengaruhi tingkat keasaman di dalamnya. Kadar pH di dalam mulut harus selalu konstan agar tidak merusak email gigi, yaitu pada kisaran 6,8. Jika mulut berada pada kondisi yang terlalu asam, maka email gigi akan terkikis sedikit demi sedikit. Akibatnya, kuman-kuman bisa dengan mudah masuk ke dalam gigi. Untuk mempertahankan pH tersebut, air ludah akan mengeluarkan larutan penyangga fosfat. Larutan penyangga ini bisa menetralkan asam sisa-sisa makanan.

3. Menjaga keseimbangan pH pada tanaman

Beberapa tahun terakhir, masyarakat mulai beralih menggunakan sistem hidroponik untuk menanam berbagai jenis tanaman. Saat menerapkan hidroponik, media tumbuh yang digunakan bukanlah tanah, tetapi air. Tanaman akan tumbuh dan berkembang dengan baik jika berada pada pH tertentu. Nah, untuk mempertahankan agar pH tanaman konstan dalam media air, dibutuhkanlah  suatu larutan penyangga.
Biar kamu makin jago dalam materi larutan penyangganya, coba deh kerjakan contoh soal dari Quipper Video di bawah ini. Pasti bisa, kok!

Contoh Soal 1


Pembahasan:
Nah, kira-kira jawabannya apa ya Quipperian?
Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya. Di antara lima pilihan jawaban di atas, yang termasuk asam lemah adalah CH3COOH, sedangkan basa konjugasinya adalah CH3COO. Jadi, pilihan jawaban yang tepat adalah CH3COOH dan CH3COO.
Jawaban: 5

Contoh Soal 2


Pembahasan:
Berdasarkan soal di atas, diketahui;
a = Mol HCN = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol
g= Mol NaCN = 50 mL x 0,2 M = 10 mmol
Valensi = 1
KaHCN = 4 x 10-5
Jawab:

Untuk menjawabnya, Quipperian harus melihat kembali persamaan untuk mencari konsentrasi ion H+, yaitu sebagai berikut.
Berdasarkan konsentrasi ion H+di atas, diperoleh pH sebagai berikut.

Jadi, pH yang terbentuk dari campuran kedua zat adalah 5 – log 4.
Jawaban: 3

Contoh Soal 3


Pembahasan:
Berdasarkan soal di atas, diketahui;
b = Mol NH3= 50 mL x 0,2 M = 10 mmol
g= Mol NH4Cl = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol
Valensi = 1
KbNH3= 1 x 10-5
Jawab:
Untuk menjawabnya, Quipperian harus melihat kembali persamaan untuk mencari konsentrasi ion OH, yaitu sebagai berikut.

Berdasarkan konsentrasi ion OHdi atas, diperoleh pH sebagai berikut.

Jadi, pH campuran kedua zat tersebut adalah 9.
Jawaban: 4
Sudah jelas kan Quipperian, belajar Kimia itu mudah, lho. Terlebih lagi, Kimia erat kaitannya dengan kehidupan, contohnya saja materi larutan penyangga yang telah Quipperian pelajari. Jangan lupa tonton terus Quipper Video ya dan kerjakan latihan soal di dalamnya. Jika Quipperian mau tahu pembahasan materi lain atau materi ini lebih dalam, langsung saja gabung sama Quipper Video!
Sumber:

Penulis: Eka Viandari



Yuk, mulai siap-siap PTS! Kode promo: CERMAT Mulai belajar