BUFFER (LARUTAN PENYANGGA)

Salah satu sifat penting dari larutan penyangga (disebut juga larutan buffer) adalah dapat mempertahankan pH larutan.
Menurut Teori Asam-Basa Arrhenius, larutan yang mengandung campuran asam lemah dan garam yang anionnya senama dengan asam lemah tersebut akan membentuk larutan penyangga. Contohnya, NH₃COOH dan CH₃COONa. Demikian juga jika larutan mengandung campuran basa lemah dan garam yang kationnya senama dengan basa lemah akan membentuk larutan penyangga. Contohnya, NH₄OH dan NH₄Cl.
Berdasarkan Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry, larutan yang mengandung campuran dari pasangan asam lemah dan basa konjugat atau basa lemah dan asam konjugatnya akan membentuk larutan penyangga.
Contoh:
Prinsip larutan penyangga berdasarkan teori asam basa Arrhenius terbatas hanya untuk campuran asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya, sedangkan prinsip berdasarkan Bronsted-Lowry lebih umum, selain asam lemah dan garamnya (contoh a), juga mencakup campuran garam dan garam (contoh b).
Tinjau contoh (b), sistem kesetimbangan asam lemah dan basa konjugatnya dapat berasal dari garam NaH₂PO₄ dan Na₂HPO₄. Jika kedua garam ini dicampurkan, akan terbentuk larutan penyangga.

APLIKASI LARUTAN PENYANGGA

Cairan darah dalam tubuh manusia memiliki sifat penyangga karena mampu mengendalikan pH dalam darah. Salah satu fungsi darah adalah membawa oksigen untuk disebarkan ke seluruh sel. Fungsi ini bergantung pada pH darah.
Sel darah merah, khususnya atau hemoglobin bekerja optimal sebagai pembawa oksigen pada pH sekitar 7,4. Jika pH cairan darah berubah maka kerja hemoglobin akan menurun, bahkan kemampuannya akan hilang jika pH cairan darah di atas 10 atau di bawah 5.
Cairan darah mengandung asam lemah H₂CO₃ dan basa konjugatnya: HCO₃^– (dari garam NaHCO₃ dan KHCO₃). Kedua spesi ini bertanggung jawab dalam mempertahankan pH cairan darah agar sel darah merah bekerja secara optimal.
Jika seseorang meminum sedikit asam atau basa, seperti air jeruk atau minuman bersoda maka minuman tersebut akan terserap oleh darah. Kemudian, cairan darah akan mempertahankan pH-nya dari gangguan asam atau basa yang dimakan atau diminum seseorang.
Jika cairan darah tidak memiliki sifat penyangga maka akan bersifat asam, yang tentunya mengganggu kinerja darah. Akan tetapi, karena cairan darah memiliki sifat penyangga, penambahan sedikit asam atau basa tidak mengubah pH cairan darah sehingga kinerja darah tetap optimal.
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anionanion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat.
Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO₃ dan gas CO₂ dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO₂ terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:


Konsentrasi H₂CO₃ berasal dari gas CO₂ terlarut dan konsentrasi HCO₃^– berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap.

PERHITUNGAN PH BUFFER

Apakah seperti perhitungan pH di materi hidrolisis sebelumnya? Bagaimana membuat larutan penyangga yang memiliki nilai pH tertentu? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, silahkan sobat Materi Kimia SMA perhatikan uraian berikut.
Sobat dapat membuat larutan penyangga dari campuran asam lemah dan basa konjugat atau dari basa lemah dan asam konjugatnya, dengan tetapan ionisasi asam lemah atau basa lemah mendekati konsentrasi ion H+ atau pH yang diharapkan.
Sebagai gambaran, misalnya larutan penyangga dibuat dari asam lemah HA dan basa konjugatnya A^–. Persamaan kesetimbangan ionisasi asam adalah:

Tetapan ionisasi dari asam lemah HA adalah:

Persamaan tersebut menyatakan konsentrasi ion H+ dalam bentuk Ka asam lemah dikalikan dengan perbandingan konsentrasi HA dan A^– pada keadaan kesetimbangan. Jika [HA] dan [A^–] sama maka konsentrasi ion H⁺ dari larutan penyangga sama dengan nilai Ka.
Sobat  dapat menggunakan persamaan di atas untuk menentukan nilai pH larutan penyangga, yaitu:

Ruas kiri persamaan menyatakan pH. Ruas kanan dapat disederhanakan menjadi pKa, dimana pKa = –log Ka. Jadi, persamaan di atas dapat ditulis dalam bentuk sebagai berikut.

Secara umum, persamaan tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut.

Untuk membuat larutan penyangga dengan pH sesuai keinginan, misalnya pH ≈ 4,75, dapat dilakukan dengan mencampurkan asam lemah yang memiliki nilai pKa sekitar 4,74. Kemudian, dicampurkan dengan garam yang konsentrasi molarnya sama dengan asam lemah agar
– log [Asam]/[Garam] = 0sehingga pH = pK .

Source : http://materi-kimia-sma.blogspot.com/2013/12/larutan-penyangga.html