BUFFER DAN KAPASITAS BUFFER

BUFFER DAN KAPASITAS BUFFER

A.    Tujuan

Memperkenalkan cara pembuatan buffer dan penetapan pH larutan, serta penentuan kapasitasnya.

B.     Landasan Teori

Larutan penyangga adalah larutan yang pH-nya tidak mudah berubah dengan penambahan sedikit asam, basa, atau air. Larutan penyangga disebut juga larutan buffer atau dapar. Larutan penyangga dapat dibuat dengan cara mencampurkan asam lemah dengan garamnya atau basa lemah dengan geramnya (Sari, 2013).

Adanya alkalinitas dalam reaktor dengan konsentrasi tertentu dapat menjadi penyangga (Buffer) agar pH tetap pada kondisi netral apabila terjadi penambahan asam, sehingga kesetimbangan proses secara keseluruhan dapat tetap berjalan dengan normal. Hal ini sangat penting karena pada pH 3, konsentrasi alkalinitas akan turun hingga 500 ppm dan ini merupakan kondisi terendah untuk proses dekomposisi bahan organik. Bila pH dibiarkan turun maka sistem akan berhenti sama sekali karena bakteri pembentuk metan akan mati (Padmono,  2007).

Analisa Buffer digunakan untuk mengidentifikasi area sekitar fitur-fitur geografi. Proses mengenerate sekitar lingkaran buffer yang ada fitur-fitur geografi dan kemudian mengidentifikasi atau memilih fitur-fitur berdasarkan pada apakah mereka berada di luar atau didalam batas buffer (Handayani, 2005).

Larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam kuat. Disamping itu larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya (Wiro, 2011).

Larutan penyangga atau larutan buffer atau larutan dapar merupakan suatu larutan yang dapat menahan perubahan pH yang besar ketika ion – ion hidrogen atau hidroksida ditambahkan, atau ketika larutan itu diencerkan. Secara umum, larutan buffer mengandung pasangan asam-basa konjugat atau terdiri dari campuran asam lemah dengan garam yang mengandung anion yang sama dengan asam lemahnya, atau basa lemah dengan garam yang mengandung kation yang sama dengan basa lemahnya. Oleh karena mengandung komponen asam dan basa tersebut, larutan buffer dapat bereaksi dengan asam (ion H+) maupun dengan basa (ion OH-) apa saja yang memasuki larutan. Oleh karena itu, penambahan sedikit asam ataupun sedikit basa ke dalam larutan buffer tidak mengubah pH-nya. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Apabila asam lemah dicampur dengan basa konjugasinya maka akan terbentuk larutan buffer asam, dimana larutannya mempertahankan pH pada daerah asam (pH 7) (Anggrani, 2012).

C.    Alat dan Bahan

1.      Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu:

-       Buret 50 ml

-       Gelas ukur 50 ml,

-       Erlenmeyer 250 ml

-       Statif dan klem

-       Pipet tetes

-       corong

2.      Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu:

-       Kertas pH

-       Asam Asetat 0,1 M

-       NaOH 0,1 M

-       Buffer asetat pH 4 dan pH 5

-       Akuades

-       Natrium Asetat pH 20 ml dan 70 ml

D.    Prosedur Kerja

·         Asam Asetat (CH₃COOH)

Asam Asetat

 

-          Dimasukkan dalam erlemeyer sebanyak 10 ml

-          Diukur pH nya

-          Ditambahkan larutan NaOH 0,1 M sedikit demi sedikit dan diukur pH nya tiap penambahan 0,5 ml

-          Dilakukan hingga total penambahan sebanyak 5 ml

                                            

                        Hasil Pengamatan…?

·     

Buffer Asetat pH 4

Buffer Asetat pH 4

 

-          Dimasukkan dalam erlemeyer sebanyak 10 ml

-          Diukur pH nya

-          Ditambahkan larutan NaOH 0,1 M sedikit demi sedikit dan diukur pH nya tiap penambahan 0,5 ml

-          Dilakukan hingga total penambahan sebanyak 5 ml

                         Hasil Pengamatan…?

·      Buffer Asetat pH 5

Buffer Asetat pH 5

 

-          Dimasukkan dalam erlemeyer 10 ml

-          Diukur pH nya

-          Ditambahkan larutan NaOH 0,1 M sedikit demi sedikit dan diukur pH nya tiap penambahan 0,5 ml

-          Dilakukan hingga total penambahan sebanyak 5 ml

                             Hasil Pengamatan…?

E.     Hasil Pengamatan

1.      Tabel Pengamatan

·         Tabel 1

Volume beffer pH 4 (ml)	Volume NaOH (ml)	pH
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10	0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 15	4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5

·         Tabel 2

Volume beffer pH 4 (ml)	Volume NaOH (ml)	pH
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10	0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 15	5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 9

·         Tabel 3

Volume beffer pH 4 (ml)	Volume NaOH (ml)	pH
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10	0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 15	3 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5

2.      Perhitungan

·         Buffer Asetat pH 4

Perbandingan [garam] dan [asam]

pH =4

pH = pKa + log

4 = 4,76 + log

-0,76= log

 = 10^-0,76

 = 1/10^-0,76

Jadi, perbandingan [CH₃COONa] : [CH₃COOH] = 1 : 10^-0,76

·      Buffer Asetat pH 5

pH =5

pH = pKa + log

 5   = 4,76 + log

0,24 = log

 = 10^0,24

 = 10^0,24/1

Jadi, perbandingan [CH₃COONa] : [CH₃COOH] = 10^0,24 : 1

·      Kapasitas buffer

[CH₃COOH]    = 0,2 M

[CH₃COONA] = 0,3 M

β = 0,576 . C                  C = jumlah kadar molar asam + garam

                                       C = 0,2 + 0,3 = 0,5

β = 0,567 . 0,5

β = 0,288

F.     Pembahasan

Larutan buffer dapat mempertahankan pH nya ketika ditambahkan sedikit asam atau basa. Ketika larutan buffer ditambahkan sedikit asam, asam tersebut akan dinetralkan oleh basa konjugasinya sehingga kesetimbangan akan bergeser kearah reaktan sehingga jumlah molekul asamnya akan meningkat. Begitu pula sebaliknya, jika larutan buffer ditambahkan basa, maka basa tersebut akan dinetralkan oleh asam lemahnya sehingga kesetimbangan akan bergeser ke arah produk dan meningkatkan jumlah basa konjugasinya. Reaksi  ini  disebut  sebagai  reaksi  asam-basa  konjugasi  yang  mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H+ maupun ion OH-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan.

Keefektifan suatu larutan penyangga dalam menahan perubahan pH persatuan asam atau basa kuat ditambahkan, mencapai nilai maksimumnya ketika rasio asam penyangga terhadap garam adalah satu. Dalam titrasi asam lemah, titik maksimumkeefektifan ini dicapai bila asam tersebut ternetralkan separuh, atau pH = pKa. Kapasitas suatu penyangga merupakan ukuran keefektifannya dalam perubahan pH pada penambahan asam atau basa. Semakin besar konsentrasi asam dan basakonjugasinya, semakin besar kapasitas penyangga. Kapasitas penyangga dapatdidefinisikan secara kuantitatif dengan jumlah mol basa kuat dibutuhkan untuk mengubah pH 1 L larutan sebesar 1 pH satuan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar. Penambahan garam-garam netral ke dalam larutan dapar mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Perubahan kekuatan ion dan pH dapar dapat pula disebabkan oleh pengenceran. Penambahan air dalam jumlah cukup, jika tidak mengubah pH dapat mengakibatkan penyimpangan positif atau negative sekalipun kecil sekali, karena air selain dapat mengubah nilai koefisien kereaktifan ia juga dapat bertindak sebagai asam lemah atau basa lemah. Nilai pengenceran yang positif menunjukkan bahwa harga pH akan naik akibat pengenceran sedang nilai pengenceran negative menunjukkan bahwa nilai pH turun dengan adanya pengenceran dapar

Mekanisme kerja larutan buffer adalah menetralkan asam maupun basa dari luar. Masing-masing komponen dalam larutan buffer mampu menetralkan asam maupun basa darii luar. Komponen asam lemah dan basa konjugasi dalam larutan buffer asam membentuk sistem kesetimbangan .

Percobaan ini menggunakan beberapa larutan diantaranya larutan asam asetat (CH₃COOH) 0,1 M, buffer asetat pH 4, buffer asetat pH 5, dan larutan NaOH sebagai titran. Untuk menetapkan pH larutan digunakan kertas pH  yang biasa juga disebut dengan indikator universal, yaitu dengan mencelupkan kedalam atau ditetesi larutan yang dianalisis maka kertas akan berubah warna sesuai pH larutan dan pH dapat ditentukan dengan mencocokkan warna yang tertera pada  kemasan.  Pada perlakuan larutan dilihat perubahan pH setiap penambahan 0,5 ml NaOH.

Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan larutan asam asetat 0,1 M yang dimasukkan dalam Erlenmeyer sebanyak 10 ml. sebelum dititrasi diukur pHnya dengan menggunakan kertas pH. Setelah itu dititrasi dengan NaOH sebanyak 0,5, kemudian dilakukan lagi pengukuran pH. Pengukuran dilakukan setiap penambahan 0,5 ml NaOH dengan volume asam asetat 10 ml. Hasil dari pengukuran tersebut adalah sebelum dititrasi pH larutan asam asetat adalah 3 dan setelah di titrasi, pH larutan asam asetat  berubah  volume NaOH 0,5 ml menjadi 4.

Percobaan kedua dilakukan dengan menggunakan larutan buffer asetat pH 4 dengan cara yang sama dengan asam asetat. Hasil dari pengukuran pH dari larutan tersebut adalah sebelum dititrasi dengan NaOH, pH larutan buffer asetat adalah 4 dan setelah dititrasi, pH larutan tersebut masih tetap 4 dan  berubah sampai volume NaOH 3,5 ml pHnya menjadi 5.

Percobaan ketiga dilakukan dengan menggunakan larutan buffer asetat pH 5 dengan cara yang sama dengan sebelumnya. Hasil dari pengukuran tersebut adalah sebelum dititrasi pH larutan buffer asetat adalah 5 dan pada penambahan 2,5 ml NaOH, pH larutan tersebut  berubah menjadi 6, kemudian pada penambahan volume larutan NaOH menjadi 5 ml pH kemudian beruh lagi menjadi 9.

Kapasitas buffer sangat dipengaruhi oleh konsentrasi garam dan konsentrasi asam. Semakin tinggi konsentrasi garam dan asam maka semakin besar kapasitas buffernya sehingga semakin besar kemampuan untuk mempertahankan pH.

Buffer pada bidang farmasi banyak digunakan untuk menetralkan darah atau biasanya pada kasus keracunan. Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah. larutan penyangga berperan untuk pembuatan obat-obatan agar zat aktif dari obat tersebut mempunya pH tertentu. Selain itu larutan penyangga juga digunakan unutk industri makanan dan minuman ringan seperti yang sering digunakan adalah Natrium asetat dan asam sitrat.

G.    Kesimpulan

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa pembuatan larutan buffer dilakukan dengan mencampurkan sejumlah larutan basa lemah dengan larutan asam konjugasinya dan mencampurkan sejumlah larutan asam lemah dengan basa konjugasinya. Perubahan pH pada larutan penyangga terjadi dengan perubahan kecil yang signifikan karena sifatnya yang mempertahankan nilai pH saat ditambahkan sedikit asam atau basa. Penentuan kapasitas buffer dilakukan untuk menunjukkan kekuatan larutan dalam mempertahankan pH.

DAFTAR PUSTAKA

Anggrani, Hesti. 2012. Laporan IPN Buffer. http://hestianggraniiptp.wordpress.com/2012/09/07/laporan-ipn-buffer.html. Diakses tanggal 21 April 2013.

Handayani, Dewi. 2005. Pemanfaatan Analisis Spasial untuk Pengolahan Data Spasial Sistem Informasi Geografi. Jurnal Teknologi Informasi DINAMIK. Vol X No.2.

Padmono, Djoko. 2007. Kemampuan Alkalinitas Kapasitas Penyanggan (Buffer Capacity) Dalam Sistem Anaerobik Fixed Bed. J. Tek.Ling. Vol.8 No.2.

Sari, P S., 2013. Efektivitas Pemanfaatan Laboratorium pada Praktikum Larutan Penyangga dan Hubungannya dengan Hasil Belajar siswa di kelas XI IPA SMAN 1 Batanghari. Artikel Ilmiah.

Wiro, Alexander. 2011. Buffer dan Kapsitas Buffer. http://wiro pharmacy.blogspot.com/2011/03/kuliah-buffer-dan-kapasitas-buffer.html, Diakses tanggal 23 april 2013.