docdownloader.com-pdf-bab-2-buffer-dd 786d48133bd74eab400cd3d33c0d86f6
advertisement
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Larutan II.1.1 Pengertian larutan Larutan adalah campuran yang bersifat homogen antara mole mo lek kul ul,, at atom om at atau aupu pun n io ion n da dari ridu dua a za zatt atau atau le lebi bih. h. Di Dise sebu butt camp ca mpur uran an kar aren ena a su susu suna nann nnya ya at atau au kom ompo posi sisi siny nya a da dapa patt berubah.D beru bah.Disebu isebutt homog homogen en kar karena ena susu susunanya nanya begitu sera seragam gam sehi se hing ngga ga ti tida dak k da dapa patt di diam amat atii ad adan anya ya ba bagi gian an-- ba bagi gian an ya yang ng berlai ber lainan nan,, bah bahka kan n den dengan gan mik mikrrosk oskop op opt optis is sek sekali alipun pun.. Fase larutan dapat berwujud gas, padat ataupun cair. Larutan gas misalnya misal nya udar udara. a. Laru Larutan tan padat misalnya perunggu perunggu,, amalg amalgam am dan pa padu duan an lo log gam ya yan ng la lain in.. La Larruta tan n cai airr mis isal aln nya ai airr laut, larutan gula dalam air, dan lain-lain (Faizal, (Faizal, !""#. Larutan adalah suatu sistem homogen yang terdiri dari molekul atom ataupun ion dari dua zat atau lebih. Larutan akan terj terjad adii ji jik ka at atom om,, mo mole lek kul at atau au da dari ri su suat atu u za zatt se semu muan anya ya terdispersi. Larutan terdiri atas zat yang dilarutkan (zat terlarut# yang ya ng di dise sebu butt so solu lute te da dan n pe pela laru rutt ya yang ng dina dinama maka kan n so sol$ l$en ent. t. %ol$ %o l$en entt at atau au pe pela laru rutt me meru rupa pak kan se seny nyaw awa a da dala lam m ju juml mlah ah yanglebih besar sedangkan senyawa dalam jumlah yang lebih sedikit disebut solute atau zat terlarut (&aroro (&aroroh, h, !!'#. em embu buat atan an la laru ruta tan n ad adal alah ah su suat atu u ca cara ra me memp mpel elaj ajar arii tentang pencampuran bahan antara cair atau pada pa datt de deng ngan an kon onse sent ntra rasi si te tert rten entu tu.. )n )ntu tuk k meny menyat atak akan an kepe epeka kaaan aan ata atau u kons onsent entras rasii su suatu atu lar laruta utan n da dapat pat dil dilak akuk ukan an berbagai cara tergantung padatujuan penggunaannya. *dapun satuan satu an yang digu digunaka nakan n untu untuk k menen menentuk tukan an ke kepek pekaan aan laru larutan tan adalah molaritas. +olalitas, persen berat, persen $olume, atau sebagainya (Faizal, !"#. rosedur untuk menyiapkan suatu larutan yang molari mol aritas tasny nya a dik diketa etahui hui ada adalah lah seb sebaga agaii ber berik ikut, ut, zat ter terlar larut ut ditimbang ditim bang secar secara a ak akurat urat dan ke kemudia mudian n dimas dimasukk ukkan an ke kedalam dalam labu $olumeterik melalui corong, selanjutnya air ditambahkan seca se cara ra pe perl rlah ahan an ked edal alam am la labu bu uk ukur ur kem emud udia ian n la labu bu uk ukur ur digoyang perlahan untuk melarutkan padatan. %etelah semua padata pad atan n mel melaru arut, t, air di tam tambah bahka kan n kemb embali ali se secar cara a per perlah lahan an samp sa mpai ai ket etin ingg ggia ian n la laru ruta tan n tepa tepatt me menc ncap apai ai tand tanda a $o $olu lume me.. Dengan mengetahui $olume larutan dan kuantitasnya senyawa yang terlarut, kita dapat menghitung molaritas larutan dengan - &ab injauan ustaka persamaan mol zat terlarut dibagi dengan liter larutan (/hang, !!'# II.1.2 Molaritas (M) +enurut tim Dosen 0imia )& (!"'#, molaritas (+# adalah jumlah zat terlarut dalam setiap liter larutan. 1arga kemolar kemolaran an dapatt di dapa dite tent ntuk ukan an de deng ngan an me meng nghi hitu tung ng mo moll za zatt te terl rlar arut ut da dan n $olume larutan. 0euntungan menggunakan satuan molar adalah kemudahan kemudah an perhitungan dalam stoikiometri, kar karena ena konsen konsentrasi trasi di diny nyat atak akan an da dala lam m ju juml mlah ah mo moll (s (seb eban andi ding ng de deng ngan an ju juml mlah ah par arti tik kel ya yan ng seb eben enar arny nya# a#.. 0er erug ugia ian n dar arii pen eng ggu guna naan an satuan satu an ini adala adalah h ke ketidak tidaktepat tepatan an dalam peng penguku ukuran ran $olu $olume. me. %elain %el ain itu itu,, $ol $olume ume sua suatu tu cai cairan ran ber beruba ubah h ses sesuai uai tem temper peratu atur, r, sehingga molaritas larutan dapat berubah tanpa menambahkan atau ata u men mengur gurang angii zat apa apapun pun.. %el %elain ain itu itu,, pad pada a lar laruta utan n yan yang g tidak begitu encer, $olume molar dari zat itu sendiri iri meru me rupa pak kan fung fungsi si da dari rik kon onse sent ntra rasi si,, se sehi hing ngga ga hu hubu bung ngan an molaritas-konsentrasi molaritas-k onsentrasi tidak linear (2ikipedia, !"'#. +olaritas dapat diketahui dengan menggunakan rumus 3 +4 n v m atau Mr 1000 5 v Dimana 3 + 4 +olaritas (+# n 4 +ol (n# m 4 +assa (g# $ 4 6olume (L7ml# +r 4 +assa relatif II.1.3 Pengenceran pengenceran adalah mencampur larutan pekat (konsentrasi tinggi# dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh diperoleh $olume akhir yang lebih besar besar.. 8ika suatu larutan senyawa kimia yang pekat diencerkan, kadang-kadang sejumlah panas dilepaskan. 1al ini terutama dapat terjadi pada pengencer era an asam sulfat pekat. *gar panas ini dapat di dihi hila lang ngk kan de deng ngan an am aman an,, as asam am su sulf lfat at pe pek kat ya yang ng ha haru rus s di dita tamb mbah ahka kan n ke da dala lam m ai air, r, ti tida dak k bo bole leh h seba sebali likn knya ya.. 8i 8ika ka ai airr di dittam amb bah ahk kan ke dal alam am as asam am su sulf lfat at pe pek kat at,, pan anas as yan ang g dilepa dil epask skan an sed sedemi emikia kian n bes besar ar yan yang g dap dapat at men menyeb yebabk abkan an air Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % &ab injauan ustaka mendadak mendidih dan menyebabkan asam sulfat memercik. 8ika kita berada di dekatnya, percikan asam sulfat ini merusak kulit (&rady, !!!#. 9umus 9umu s sederhana pengenceran adalah sebagai berikut 3 +" 5 6" 4 + 5 6 Dimana 3 +" 4 molaritas larutan sebelum pelarutan 6" 4 $olume larutan sebelum pelarutan + 4 molaritas larutan sesudah pelarutan 6 4 $olume larutan sesudah pelarutan II.2 ! Kekuatan asam dan basa tergantung pada kemampuannya berionisasi. Kekuatan basa tergantung dari ukuran ion positifnya. Jika ion positifnya bertambah besar dan muatan mua tannya nya lebih lebih kecil kecil maka maka kecend kecenderu erunga nganny nnyaa mengad mengadaka akan n pemisah pemisahan an antara antara ion positif dan OH- besar. Basa dari logam alkali adalah basa kuat. Karena ukuran ion positifnya besar dan muatannya kecil. Contoh : KOH adalah basa kuat dibanding dengan NaOH karena ion K lebih besar dari ion Na . !alam periode yang sama pada susunan berkala di "umpai NaOH adalah basa kuat dari #g$OH%&. 'usunan kebasaannya adalah Na ( #g% ( )l*. +ntuk +ntu k asam-asam yang berasal dari unsur yang sama, maka kekuatan asamnya asamnya bergantung dari bilangan oksidasi dari unsur tersebut. Bilangan oksidasi yang lebih tinggi mempunyai asam yang lebih besar. besa r. Contoh : H%'O dan H%'O* Jumlah ' pasa H%'O mempunyai biloks , sedangkan ' pada H %'O* mempunyai biloks , maka H%'O bersifat asam lebih kuat daripada H%'O* karena atom ' pada H%'O mempunyai gaya tarik terhadap elektron lebih besar pada elektron yang dipakai bersama antara antar a atom O dan ataom H sehingga H mudah lepas $/im dosen kimia, %00*: %&. !alam analisis kimia, kita sering berhadapan dengan konsentrasi-konsentrasi ion hidrogen yang rendah. +ntuk menghindari kerumitan penulisan angka-angka dengan Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % &ab injauan ustaka faktor 10 berpangkat negatif, 'orensen memperkenalkan eksponen ion-hidrogen $pH&, yang didefinisikan sebagai berikut : 2H 3 - log 4H5 3 log H ¿ +¿ ¿ ¿ atau 4H5 3 10-pH. 1 ¿ Jadi besarnya pH adalah sama dengan logaritma dari konsentrasi ion hidrogen dengan diberi tanda negatif, atau logaritma dari kebalikan konsentrasi ion-hidrogen. +ntuk larutan asam, pH 6 7 +ntuk larutan basa, pH ( 7 +ntuk larutan netral, pH 3 7 8stilah pOH kadang-kadang dipakai secara analog untuk eksponen ion hidroksi, yaitu: OH pOH 3 -log 4OH-5 3 log ¿ −¿ ¿ ¿ 1 3 10-pOH ¿ pH pOH 3 1 +ntuk setiap asam dengan tetapan disosiasi ka 1 pKa 3 - log ka 3 log ka Begitu pula, untuk setiap basa dengan tetapan disosiasi kb 1 pKb 3 - log kb 3 log log log kb II.3 Larutan "u#er II.3.1 Pengertian larutan "u#er Larutan penyangga adalah larutan yang bersifat mempert ahank aha nkan an p1n p1nya, ya, jika jika dit ditamb ambahk ahkan an sed sediki ikitt asa asam m ata atau u sed sediki ikitt bas asa a atau atau di dien ence cerrkan an.. La Larrut utan an pen eny yan angg gga a mer eru upak pakan Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % &ab injauan ustaka cam ampu purran asa sam m le lem mah de den nga gan n bas asa a konj njug uga asin inya ya at atau au camp ca mpur uran an ba basa sa le lema mah h de deng ngan an as asam am kon onju juga gasi siny nya. a. :i :ila laii p1 larutan bu;er tidak berubah (konstan# setelah penambahan seju se juml mlah ah as asam am,, ba basa sa,, ma maup upun un air air.. La Laru ruta tan n bu;e bu;err ma mamp mpu u menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar ()tami, !!<#. Larutan bu;er bisa dibuat bukan dari campuran antara basa lemah dengan garamnya saja. Larutan bu;er dapat juga berupa campuran hasil reaksi dari basa lemah dan asam kuat asalkan banyaknya basa lemah lebih banyak dari pada asam kuat yang dicampurkan. /ara ini lebih umum dilakukan untuk larutan bu;er (im Dosen kimia )ni$ersitas 1asanuddin, !"!#. Laru La ruta tan n bu bu;e ;err da dapa patt di dibu buat at de deng ngan an be berb rbag agai ai ca cara ra.. Larutan bu;er asam dapat dibuat dengan cara mencampurkan sejumlah larutan asam lemah dengan larutan basa konjugasinya secara langsung. %elain itu, larutan bu;er asam juga dapat dibuat dengan mencampurkan sejumlah larutan basa kuat dengan larutan asam lemah berlebih. %etelah reaksi selesai, campuran dari larutan basa konjugasi yang terbentuk dan sisa larutan asam lemah membentuk larutan bu;er asam. /ara yang serupa, larutan bu;er basa juga dapat dibuat melalui dua cara. ertama, mencampurkan sejumlah larutan bas asa a lema lemah h den enga gan n la larrutan tan asam sam kon onju juga gasi sin nya sec ecar ara a langsung. /ara kedua, mencampurkan sejumlah larutan asam kua uatt de deng ngan an la laru ruta tan n ba basa sa lema lemah h be berl rleb ebih ih.. %e %ete tela lah h rea eaks ksii selesai, campuran dari larutan asam konjugasi yang terbentuk dan sisa larutan basa lemah membentuk larutan bu;er basa (*ndy, !!<#. II.3.2 Jenis$%enis larutan "u#er ". Laru Larutan tan bu;er yang bers bersifat ifat asam Larutan Laru tan ini mempe mempertah rtahanka ankan n p1 pada daerah asam( asam(p1 p1 =>#. )ntuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. *dapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya di dica camp mpur urk kan da dala lam m ju juml mlah ah be berl rleb ebih ih.. /a /amp mpur uran an ak akan an menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. ada umumnya basa kuat yang digun digunakan akan seperti natrium, natrium, kali kalium, um, bariu barium, m, kal kalsium, sium, dan lain-lain. Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % &ab injauan ustaka /ontoh yang biasa merupakan campuran asam etanoat dan na nattriu ium m et etan ano oat dal alam am la larrut utan an.. ad ada a kas asus us in ini, i, jika larutan mengandung mengandung konsent konsentrasi rasi molar yang sebanding anta an tara ra as asam am da dan n ga gara ram, m, ma maka ka ca camp mpur uran an te ters rseb ebut ut ak akan an memi me mili liki ki p1 ',>? ',>?.. ni ni bu buk kan su suat atu u ma masa sala lah h da dala lam m ha hall konsent ko nsentrasi rasinya, nya, sepan sepanjang jang ked keduanya uanya memil memiliki iki ko konsent nsentrasi rasi yang sam yang sama. a. p1 lar laruta utan n pen penyan yangga gga dap dapat at diu diubah bah den dengan gan mengubah rasio asam terhadap garam, atau dengan memilih asam yang berbeda dan salah satu garamnya. /ontoh 3 /1/@@1 dan /1/@@- dimana /1/@@- disediakan dari garamnya (misalnya /1/@@:a atau (/1/@@#/a# . Laru Larutan tan bu;er yang bers bersifat ifat basa *pab *p abil ila a sua uatu tu ba bas sa le lem mah dica dicam mpu purr de deng ngan an asa sam m konjugasinya maka akan terbentuk suatu larutan bu;er basa. Larutan ini akanmemper akanmempertahankan tahankan p1 pad pada a dae daerah rah bas basa a (p1 (p1A># A>#.. +is +isaln alnya ya lar laruta utan n cam campur puran an B :1 dengan ion amonium (:1' #. Larutan bu;er basa juga dapat terjadi dari campuran suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemah dicampurkan berlebih. 8ika ke dalam larutan ditambahkan suatu asam kuat, maka ion 1 B yang yan g ber berasa asall dar darii asa asam m itu ak akan an men mengik gikat at ata atau u ber bereak eaksi si dengan ion @1 . 1al itu menyebabkan ke kesetimbangan setimbangan larutan menjad men jadii ber berges geser er ke ka kanan nan seh sehing ingga ga kons onsent entras rasii ion @1dapat dipertahankan atau dengan kata lain p1 larutan stabil atau dapat bertahan. Demikian juga pada penambahan suatu basa kuat, jumlah ion @1- da dala lam m la laru ruta tan n ak akan an be bert rtam amba bah. h. 1a 1all in inii ak akan an menyebabk meny ebabkan an ke kesetim setimbanga bangan n larut larutan an menjad menjadii ber bergeser geser ke kiri sehingga konsentasi ion @1 - dapat dipertahankan dan p1 larutan tidak berubah. /ontoh 3 Larutan :1'@1 (:1# dan :1'B dimana :1'B disediakan dari garamnya (misalnya :1'/l atau (:1'#%@'# II.3.3 Si&at larutan "u#er ". p1 lar larutan utan ttidak idak b berub erubah ah jik jika a dien diencerk cerkan an pengeceran larutan yang mengandung :1'@1 !," + dan :1'/l !," + hingga $olumenya 4 kali $olume semula. 8ika laruta lar utan n ini die dience ncerk rkan an hin hingga gga $ol $olume umenya nya 4 ka kali li $ol $olume ume Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % &ab injauan ustaka semula, maka a :1'@1 bertambah yang dapat menyebabkan jumlah @1- dalam larutan bertambah. etapi, kon onse sent ntra rasi si @1 @1-- ti tida dak k be beru ruba bah h se seba bab b $o $olu lume me la laru ruta tan n bertambah. *kibatnya, p1 larutan tidak berubah. . p1 laru larutan tan tidak be beruba rubah h jika dita ditambahk mbahkan an ke dal dalamny amnya a sedikit asam 8ika ke dalam larutan yang mengandung :1'@1 !," + dan :1'/l !," + ditambahkan sedikit 1/l, maka p1 larutan tidak berubah. 1al ini disebabkan 1B yang berasal dari 1/l dalam larutan akan dinetralkan dengan :1'@1 berdasarkan reaksi berikut. 1B(aC# B :1'@1 (aC# :1'B(aC# B 1@(l# 9eaksi 9eak si ini menyebabkan jumlah 1B dalam larutan tidak berubah. *kibatnya, p1 larutan tidak berubah. . p1 laru larutan tan tidak be beruba rubah h jika dita ditambahk mbahkan an ke dal dalamny amnya a sedikit basa 8ika ke dalam larutan yang mengandung :1'@1 !," + dan :1 :1'/ '/ll !," !," + di dita tamb mbah ahk kan se sedi diki kitt :a :a@1 @1,, ma mak ka p1 larutan tidak berubah. 1al ini disebabkan @1- yang berasal dar arii :a :a@1 @1 da dala lam m la laru ruta tan n ak akan an dine dinetr tral alk kan :1 :1'B 'B ya yang ng berasal dari :1'/l berdasarkan reaksi berikut. @1-(aC# B :1'B(aC# :1'@1(aC# 9eaksi ini menyebabkan jumlah @1- atau 1B dalam larutan 9eaksi tidak berubah. *kibatnya, p1 larutan tidak berubah. II.3.' Aliasi larutan "u#er Larutan bu;er diperlukan untuk menjaga p1 yang tepat untuk enzim dalam banyak organisme untuk bekerja. &anyak enzi en zim m be bek ker erja ja ha hany nya a pad ada a kon ondi disi si sa sang ngat at te tepa pat t bila bila p1 bergerak ke luar dari rentang yang sempit, maka kerja enzim mellam me amb bat at atau au bah ahk kan ber erhe hen nti dan dap apat at men enga gala lam mi denaturasi atau kehilangan sifat alaminya. Dalam banyak kasus denaturasi denat urasi dapat melum melumpuh-k puh-kan an akti$ akti$itas itas kat katalitik alitiknya nya seca secara ra perrma pe mane nen. n. &u &u;e ;err as asam am kar arbo bona natt (1/@# da dan n bik bikar arbo bona natt Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % &ab injauan ustaka (1/@E# terdapat dalam plasma darah, untuk mempertahankan p1 antara >, dan >,'. %ecara indus %ecara industri, tri, laru larutan tan bu;er digunak digunakan an dalam proses fermen fer mentas tasii dan dal dalam am pen pengat gatura uran n kond ondisi isi yan yang g tep tepat at unt untuk uk bahan pewarna yang digunakan di pabrik pewarnaan. Larutan bu;er jug bu;er juga a dig diguna unaka kan n dal dalam am an analis alisis is kimia kimia dan ka kalib libra rasi si p1 meter.. +ayo meter +ayoritas ritas sampel biolog biologii yang digun digunakan akan dalam riset di dibu buat at de deng ngan an bu bu;e ;er, r, teru teruta tama ma ai airr as asin in ya yang ng dibu dibu;e ;erk rkan an dengan fosfat (&%# pada p1 >,'. %istem pen %istem penyan yangga gga dig diguna unaka kan n dal dalam am ber berbag bagai ai bid bidang ang seperti seper ti indus industri tri far farmasi, masi, kimia anali analik, k, &akt &akteriol eriologi, ogi, Fot Fotogra ograG, G, industri 0ulit, dan Hat 2arna, yang menggunakan rentang p1 yangcu yan gcuku kup p sem sempit pit unt untuk uk men menda dapat patka kan n kerj erja a yan yang g opt optimu imum. m. Dalam Dal am tub tubuh uh man manus usia ia man manusi usia, a, sis sistem tempen penyan yangga gga ber berfun fungsi gsi untu un tuk k me memp mper erta taha hank nkan an ha harg rga a p1 p1,, se sepe pert rtii as asam am ka karb rbon onat at dengan denga n ionk ionkarbon arbonat. at. %elain aplik aplikasi asi ters tersebut, ebut, ter terdapat dapat fungs fungsii penerapan konsep larutan penyangga ini dalamtubuh manusia sep eper erti ti pad ada a ca cair iran an tu tub buh uh.. /ai airran tu tubu buh h in inii bis bisa dal alam am cair ca iran an in intr tras asel el ma maup upun unca cair iran an ek ekst strrasel asel.. Di Dima mana na si sist stem em penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti 1@' dan 1@' ya yang ng da dapa patt be berrea eaks ksii de deng ngan an su suat atu u as asam am da dan n basa basa.. *dapun *dap un siste sistem m penya penyangga ngga ters tersebut, ebut,dapat dapat menja menjaga ga p1 dara darah h yang yan g ham hampir pir ko konst nstan an yai yaitu tu sek sekita itarr >,' >,'.. %el %elain ain itu pen penera erapan pan larutanpenyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan seharihari seperti pada obat tetes mata. II.3. *at e+"u#er se,er-ana )ntuk bu;er dalam daerah asam, p1 dapat diatur pada nilai yang diinginkan dengan menambahkan asam kuat seperti 1/l untuk zat pembu;er. )ntuk bu;er basa, basa kuat seperti :a@1 dapat ditambahkan. %ebagai alter alternatif, natif, bu;er c campuran ampuran dari asam dan basa konjugatnya dapat dibuat. +isalnya, suatu bu;e bu ;err as aset etat at da dapa patt di dibu buat at da dari ri ca camp mpur uran an as asam am as aset etat at da dan n natrium asetat. Demikian pula dengan bu;er basa dapat dibuat dari campuran basa dan asam konjugatny konjugatnya a. Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka *at e+"u#er Ka 7entang ! *sam sitrat ," ',>? ?,'! ," J >,' *sam asetat ',I ,I J ,I 01@' >, ?, J I, /1K% <, I,J"!, &orat <,' I, J "!, II.3. /a+uran "u#er uni0ersal Dengan menggabungkan zat-zat dengan nilai pK p Ka berbeda deng de ngan an ha hany nya a du dua a at atau au kur uran ang g da dan n me meng ngat atur ur p1 p1,, ren enta tang ng bu;er bu; er yan yang g lua luas s da dapat pat dip diper erole oleh. h. *sa *sam m sit sitrat rat ada adalah lah su suatu atu kom ompo pone nen n ya yang ng be berrgu guna na da dari ri ca camp mpur uran an bu bu;e ;err kar aren ena a ia memiliki memil iki tiga nilai pKa, terpisah oleh kurang dari dua. 9entang bu; u;er er dap apat at dit itin ingk gkat atk kan de deng ngan an pen enam amb bah ahan an bah ahan an penyangga lain. /ampuran dua-komponen dua-komponen yang berikut (larutan bu;er +cl$aine# mempunyai kisaran bu;er dari p1 sampai I. 2M Na2!P' 44+ +L 1M Asa+ sitrat 4+L !5 !, ><,' ,! I, ?",' ',! ",! 'I,! ,! ?," ?,I ?,! I, ">,? >,! <>, ,> I,! %uatu campuran yang mengandung asam sitrat, kalium hidrogen fosfat, asam borat, dan dietil asam barbiturat dapat dibuat untuk mengubah rentang p1 ,? J ". II.3.6 Kaasitas "u#er Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka 0apasitas buffer, , ialah penentuan kuantitatif dari daya taha tahan n su suat atu u la laru ruta tan n bu bu;e ;err te terrha hada dap p pe peru ruba baha han n p1 atas atas penambah-an ion hidroksida. 1al ini dapat dideGnisikan sebagai berikut3 4 dn 7d(pM1BN# dn7d(pM1 Dimana dn adalah suatu jumlah basa yang ditambahkan sangat kecil sekali dan d(pM1BN# ialah perubahan yang dihasilkan sangat kecil sekali dalam logaritma konsentrasi ion hidrogen. Dengan deGnisi ini kapasitas penyangga (bu;er# dari suatu asam lemah, deng de ngan an kon onst stan anta ta di diso sosi sias asii 0a, da dapa patt diny dinyat atak akan an se seba baga gaii berikut3 N7(K dn7d(pH dn7 pH## 4 ,! (M1BN B CAKa M1BN7( Ka B M1BN# B M@1ON di mana /* adalah konsentrasi asam analitik. p1 dideGnisikan B sebagai Plog"!M1 N. *da tiga daerah kapasitas bu;er tinggi3 ". ada pM1BN san sangat gat re renda ndah h kead eadaan aan per pertam tama a men mendom domina inasi si dan peningkatan dalam perban and dingannya dengan konsentrasi ion hidrogen. ni tidak tergantung dari ada atau tidak adanya bahan penyangga dan penggunaan pada semua pelarut. . Dalam daerah pM1BN 4 p 0a Q kea eada daan an ked edua ua me menj njad adii pentin pen ting. g. 0a 0apas pasita itas s bu; bu;er er seb seband anding ing den dengan gan kons onsent entras rasii sehing ingga ga lar laruta utan n enc encer er mem mempun punyai yai bahan peny penyangga angga,, CA, seh kapasitas bu;er kecil. . ada p pMM1BN sangat tinggi keadaan ketiga mendominasi dan meningkat menin gkat dalam perb perbandin andinganny gannya a deng dengan an ko konsent nsentrasi rasi ion hi hidr drok oksi sida da.. ni ni kar aren ena a io ioni nisa sasi si-s -sen endi diri ri da dari ri ai airr da dan n ti tida dak k tergantung dari ada atau tidak adanya bahan penyangga. 0apasita 0apas itas s bu; bu;er er dar darii bah bahan an pem pembu; bu;er er ial ialah ah pad pada a pM1BN 4 p0amaksimum. 1al ini merosot sampai R dari nilai maksimum pada pM1BN 4 p0a Q " dan menjadi "!R pada pM1 BN 4 p0a Q ",. *tas alasan ini rentang yang berguna ialah sekitar p0a Q ". II.' /ara er%a larutan "u#er Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka Lar arut utan an pe peny nyan angg gga a men eng gan andu dung ng kom ompo pone nen n as asam am dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehinggadapat mengikat baik ion 1B maupun ion @1-. %ehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah p1-nya secara signiGkan. &erik &erikut ut ini cara kerja larutan penyangga 3 Larutan n penyan penyangga gga asam asam ". Laruta +isa +i saln lnya ya la laru ruta tan n pe peny nyan angg gga a 1: 1:@ @7:@campuran larutan 1:@ dengan :a:@ yan ang g dibu ibuat dar arii ada a penambahan asam (+isal 3 1/l# a. ad &erda &er dasa sark rkan an Sa Samb mbar ar ?a ?a,, La Laru ruta tan n peny penyan angg gga a 1:@7:@- dap dapat at dib dibuat uat dar darii cam campur puran an 1:@ da dan n :a :a:@ :@. &erarti dalam larutan ini terkandung molekul 1:@ , ion 1B, :aB dan :@-. en enam amb bah ahan an se sed dik ikit it as asam am kuat akan mena me namb mbah ah kon onse sent ntra rasi si 1B dal alam am la laru ruta tan n (? (?b# b#,, nam amun un kelebihan ini dinetralisasi oleh :@ -, membentuk 1:@ sehin sehingga gga ke kesetim setimbanga bangan n ber bergeser geser ke arah 1:@. 1al B ini ini mem embu buat at ju juml mlah ah 1 dalam larutan menjadi tetap tetap.. *kibatnya (?c# nilai p1 tetap b. ada p penamb enambahan ahan basa (mis (misal al 3 : :a@1# a@1# &erdasarkan &erdasar kan Samb Sambar ar >b, penam penambahan bahan sedi sedikit kit bas basa a kuat akan memunculkan ion baru dalam larutan penyangga 1:@7:@- yaitu @1-, namun ion tersebut dinetralisasi oleh Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka 1:@, membentuk :@- sehingga kesetimbangan bergeser ke arah :@-. 1al ini membuat @1 - tidak mengganggu 1B dalam larutan.. *kibatnya (>c# nilai p1 tetap larutan tetap.. c. ada pen pengen gencer ceran an d deng engan an 1 1@ @ &erdasarkan &erdasar kan Samb Sambar ar I, jika dilak dilakuka ukan n penge pengencer nceran an deng de ngan an 1@ ma maka ka de dera raja jatt io ioni nisa sasi si (T (T## as asam am le lema mah h akan akan naik (Hukum Pengenceran Ostwald) yang berarti menambah jumlah ion 1B da dan n :@- dari ionisasi asam lemah (Ib#. *kan tet etap apii kar aren ena a $o $olu lum me la larrut utan an ju juga ga be berrtam tamba bah h mak aka a penambahan konsentrasi konsentrasi 1B menjadi tidak berarti. *kibatnya (Ic# nilai p1 tetap. &erdas &er dasark arkan an kete eteran rangan gan di ata atas, s, dap dapat at dis disimp impulk ulkan an prinsip kerja larutan penyangga asam dalam mempertahankan mempertahank an p1 adalah sebagai berikut3 ". %etiap penambahan 1B ak akan an din dinetr etrali alisas sasii oleh basa konjugasi. . %eti %etiap ap pe pena namb mbah ahan an @1 @1-- ak akan an dine dinetr tral alis isas asii ol oleh eh asam lemah. . %eti %etiap ap pe peng ngen ence cera ran n de deng ngan an 1 1@ @ be bera rart rtii me memp mper erbe besa sarr jumlah ion 1B dan basa konjugas konjugasii dari ionisasi asam lemah namun penambahan konsentrasi 1B menjadi tidak berarti karena $olume larutan juga bertambah. . Lar Laruta utan n pe penya nyangg ngga a ba basa sa +isa +i saln lnya ya la laru ruta tan n pe peny nyan angg gga: a:1 17:1'B campuran larutan :1'@1 dengan :1'/l a. ada p penamb enambahan ahan asam (misal (misal 3 1 1/l# /l# Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % yang dibuat dari - &ab injauan ustaka &erdasarkan Sambar <a, Larutan penyangga :1 7:1'B dapat dibuat dari campuran :1 '@1(bentuk :1 dalam air# dan :1'/l. &er &erart artii dal dalam am lar laruta utan n ini ter terka kandu ndung ng mol molek ekul ul :1'@1, ion :1'B, ion @1- dan /l-. enambahan sedikit asam kuat akan memunculkan ion baru dalam larutan (<b# yaitu 1B, namun ion tersebut dinetralisasi oleh :1'@1, B membentuk :1' sehingga kesetimbangan bergeser ke arah :1'B. 1a 1all in inii me memb mbua uatt 1B tid tidak ak men mengga ggangg nggu u @1- dalam larutan. *kibatnya (<c# nilai p1 tetap. b. ada p penamb enambahan ahan basa (mis (misal al 3 : :a@1# a@1# &erdasark &erdas arkan an Sam Sambar bar "!, e enam nambah bahan an sed sediki ikitt bas basa a kuat akan menambah konsentrasi @1- dalam larutan, namun kele elebih bihan an ini din dinetr etrali alisas sasii ole oleh h :1'B, me memb mben entu tuk k :1'@1 sehingga sehi ngga kes kesetimb etimbangan angan berg bergeser eser ke arah :1'@1. 1al ini membuat jumlah @1- dalam larutan menjadi tetap tetap.. *kibatnya ("!c# nilai p1 tetap tetap.. c. ada pen pengen gencer ceran an d deng engan an 1@ Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka &erdasarkan Sambar "", jika dilakukan pengenceran deng de ngan an 1@ ma maka ka de dera raja jatt io ioni nisa sasi si (T (T## ba basa sa le lema mah h ak akan an berarti ti naik/turun(<# (Hu (Hukum kum Peng Pengenc encera eran n Ost Ostwal wald) d) yang berar B menambah jumlah ion @1 dan :1' dari ionisasi basa lemah (""b#. (""b #. *kan tetapi karen karena a $olu $olume me laru larutan tan juga bertamba bertambah h maka mak a penam penambahan bahan ko konsent nsentrasi rasi @1 menja menjadi di tidak berart berarti. i. 1al ini (""c# membuat nilai p1 tetap. &erdasark &erdas arkan an kete eteran rangan gan di ata atas, s, dap dapat at dis disimp impulk ulkan an prinsip kerja larutan penyangga basa dalam mempertahankan mempertahank an p1 adalah sebagai berikut3 ". %etiap penambahan 1Bak akan an dine dinetr tral alis isas asii ol oleh eh basa lemah. . %eti %etiap ap pe pena namb mbah ahan an @1 @1-- ak akan an dine dinetr tral alis isas asii ol oleh eh asam konjugasi. . %eti %etiap ap pe peng ngen ence cera ran n de deng ngan an 1 1@ @ be bera rart rtii me memp mper erbe besa sarr jumlah ion @1- dan asam konjugasi dar darii ionisasi basa lemah, lem ah, na namun mun pen penamb ambaha ahan n kons onsent entra rasi si @1 @1-- men menjad jadii tidak berarti karena $olume larutan juga bertambah. II. Meng-itung ! larutan "u#er II..2 Asa+ +onoroti ertama-tama, tuliskan persamaan kesetimbangannya. 1* *E B 1B ni men menunj unjukk ukkan an bah bahwa wa ketik etika a asa asam m ter terdis disosi osiasi asi ak akan an menghasilk mengh asilkan an ion hidr hidrogen ogen dan anion dengan jumla jumlah h setar setara. a. Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka 0onse onsentras ntrasii kes kesetimb etimbangan angan tiga ko kompon mponen en ini dapat dihit dihitung ung dalam tabel /K. /K. Ta"el I/8 untu asa+ +onoroti 7 9!A: 9A;: 9!<: /! ! U / -5 5 V K / ! -5 5 5By &aris pertama, diberi label WIW, menyatakan kondisi awal3 konsentrasi asam awal adalah / !, belum terdisosiasi, sehingga konsentrasi *E dan 1B adalah nol y konsentrasi awal asam kuat yang ditambahkan asam klorida. 8ika yang ditambahkan,, misalnya ditambahk ditamb ahkan an ada adalah lah bas basa a ku kuat, at, mis misal al nat natriu rium m hid hidro roksi ksida, da, y akan bernilai negatif karena basa menghilangkan ion hidrogen dari da ri la laru ruta tan. n. &a &ari ris s ked edua ua,, di dibe beri ri la labe bell W CW unt untuk uk per peruba ubahan han (Change #, men menyat yatak akan an per peruba ubahan han yan yang g ter terjad jadii keti etika ka asa asam m hange#, menga men galam lamii dis disos osias iasi. i. 0ons onsent entras rasii asa asam m men menuru urun n sejuml sejumlah ah ! konsentrasi *E serta 1B ked edua uany nya a me meni ning ngk kat " dan sejumlah #". 1al ini men mengik gikuti uti ka kaida idah h kese esetim timban bangan gan.. &ar &aris is ketig etiga, a, di dibe berri la lab bel WEW un untu tuk k kon onse sent ntra rasi si kes eset etim imba bang ngan an (ECuilibrium concentrations#, adalah penjumlahan dua baris di atasnya d an menunjukkan konsentrasi pada saat kesetimbangan. )ntuk menen )ntuk menentuk tukan an ", gu guna nak kan ru rumu mus s un untu tuk k te teta tapa pan n kesetimbangan kesetimb angan yang dinyatakan sebagai konsen konsentrasi3 trasi3 +¿ ¿ H 0a 4 ¿ −¿ A ¿ ¿ ¿ ¿ %ubstitusikan konsentrasi konsentrasi dengan nilai yang diperoleh dari baris terakhir tabel /K3 Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka 0a 4 x ( x+ y ) C 0− x Disederhanakan Disederhanak an menjadi3 5 B (0a B y#5 - 0a/! 4 ! )ntuk nilai /! tertentu, 0a dan y pada persamaan ini dapat diguna dig unaka kan n unt untuk uk mem memeca ecahk hkan an 5. Dia Diasum sumsik sikan an bah bahwa wa p1 4 B -log"!M1 N maka p1 dapat dihitung sebagai p1 4 -log "!(5By#. II..2 Asa+ oliroti *sam *sa m pol polipr iproti otik k ada adalah lah asa asam m yan yang g dap dapat at mel melepa epask skan an lebih dari satu proton. etapan disosiasi proton pertama dapat ditulis dit ulis seb sebaga agaii Ka" da dan n teta tetapa pan n diso disosi sias asii pr prot oton on se selan lanju jutn tnya ya sebagai Ka, dst. *sam sitrat, sitrat, 1*, adalah contoh asam poliprotik yang dapat melepas tiga proton. eseti+"angan 1* 1*E B 1B nilai Ka pKa" 4 ." 1*E 1*E B 1B pKa 4 '.>? 1*E *E B 1B pKa 4 ?.'! 8ika perbedaan nilai pK yang berturutan kurang dari tiga, akan ak an tim timbul bul tum tumpan pangsu gsuh h ant antara ara renta rentang ng p1 sp spesi esies es dal dalam am kesetim ke setimbang bangan. an. %ema %emakin kin kec kecil il perb perbedaan edaannya, nya, sema semakin kin besar tumpangsuhnya. Dalam kasus asam sitrat, tumpangsuhnya luas dan larutan asam sitrat dapat mendapar pada rentang antara p1 , to >,. er erhi hittun ung gan p1 yan ang g mel elib ibat atk kan as asam am poli lipr prot otik ik spesiasi.. Da Dala lam m ka kasu sus s as asam am si sitr trat at,, memerlukan perhitungan spesiasi memerlukan pemecahan dua persamaan kesetimbangan massa Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka /* 4 M*-N B "M*-NM1BN B M*-NM1BN B M*-NM1BN /1 4 M1BN B "M*-NM1BN B M*-NM1BN B M*-NM1BN /* adalah konsentrasi analitik asam, /1 adalah konsentrasi analitik ion hidrogen yang ditambahkan, C adalah tetapan asosiasi kumulatif. Log g 4 p0a B p0a, Lo Log Lo g " 4 p0a, Lo Log g 4 p0a" B p0a B p0a 0w adala adalah h tetap tetapan an ionis ionisasi asi air air.. erd erdapat apat dua persamaan simultan non-linear untuk dua $ariabel yang tak diketahui M*EN dan M1BN. &anyak program komputer tersedia untuk melakukan perrhi pe hitu tung ngan an in ini. i. Di Diag agra ram m sp spes esia iasi si as asam am si sitr trat at ju juga ga da dapa patt dihasilkan oleh program 1y%% II..3 Meng-itung ! larutan "u#er asa+ )ntuk larutan bu;er yang terdiri atas campuran asam lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai p1 = ># digunakan rumus 3 M1BN 4 0 M1BN 0a. a. /a /a7/ 7/g g p1 4 p0a B log /a7/g dimana /g a / 0a 3 4k k ko on ns se en nttrra as sii as a mmlle ey maah 4 o ga gs aa ra n 4 tte etapan iio onisasi a as sam lle emah /ontoh 3 1itunglah p1 larutan yang terdiri atas campuran !.!" mol asam asetat dengan!." mol natrium *setat dalam " "iter larutan X 0a bagi asam asetat 4 "! - 8awab 3 /a 4 !.!" mol7liter 4 "!- + /g 4 !."! mol7liter 4 "!-"+ p1 4 p0a B log /g7/a 4 -log "!- B log-"7log- Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % - &ab injauan ustaka 4 B " 4 ?. II..' Meng-itung ! larutan "u#er "asa )ntuk larutan bu;er yang terdiri atas campuran basa lemah dengan garamnya (larutannya akan selalu mempunyai p1 A >#, digunakan rumus3 M@1-N 4 0 M@1-N 0b. b. / /b7/ b7/g g p@1 4 p p0b 0b B llog og /g7/b dimana 3 /b 4 konsentrasi basa lemah /g 4 konsentrasi ga garamnya 0b 4 tte etapan iio onisasi b ba asa lem ema ah /ontoh 3 %ebanyak ! mL larutan :1 !," + (0b 4 "!J# dicampur dengan "!! mL larutan :1'/l !, +. 1itunglah p1 larutan tersebutX 8awab3 ! mL :1 !," + B "!! mL :1'/l !, + mol : :1 1 4 ! !m mL L Y !," m mm mol7mL 4 m mm mol mol :1' :1'/l /l 4 "! "!! ! mL Y !, m mmol mol7mL 7mL 4 ! m mmol mol p@1 4 p0b J logb7g p@1 4 J log7! p@1 4 J log !," p@1 4 B" 4? p1 4 "' J p@1 4 "' J ? 4I Laboratorium 0imia *nalit rogram %tudi D eknik 0imia F - % -
