Larutan Penyangga 4s6r6n
This document was ed by and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this report form. Report 3i3n4
Overview 26281t
& View Larutan Penyangga as PDF for free.
More details 6y5l6z
- Words: 7,193
- Pages: 29
MODUL 2 LARUTAN PENYANGGA Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari modul ini, peserta didik diharapkan mampu: 1. Mendeskripsikan sifat larutan penyangga dan peranan larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup.
Refleksi tentang : Larutan Penyangga Anda tentu pernah melihat cairan infus, pernahkah anda berfikir apa isi dari cairan infus, dan bagai mana sistem kerjanya? Larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari digunakan dalam berbagai bidang, seperti biokimia, bakteriologi, kimia analisis, industri farmasi, juga dalam fotografi dan zat warna. Dalam industri farmasi, larutan penyangga digunakan pada pembuatan obat-obatan, agar obat tersebut mempunyai pH tertentu dan tidak berubah. Darah mempunyai pH yang relatif tetap di sekitar 7,4. Hal ini dimungkinkan karena adanya sistem penyangga H2CO3 dan HCO3 , sehingga meskipun setiap saat darah kemasukan berbagai zat yang bersifat asam maupun basa akan selalu dapat dinetralisir pengaruhnya terhadap perubahan pH. Bila darah kemasukan zat yang bersifat asam, Sumber : http://artikeleka.blogspot.com + maka ion H dari asam tersebut akan bereaksi dengan ion HCO3 . + H (aq) + HCO3 (aq) ⇄ H2CO3(aq) Sebaliknya bila darah kemasukan zat yang bersifat basa maka ion OH akan bereaksi dengan H2CO3. OH (aq) + H2CO3 (aq) ⇄ HCO3 (aq) + H2O(l) Begitu pula cairan infus bekerja, cairan infus berisi larutan garam dan nutrisi yang diperlukan oleh tubuh. Agar cairan ini dapat sesuai dengan pH darah maka pada infus juga terdapat larutan penyangga yang terdiri dari H2CO3 dan HCO3 yang berfungsi mempertahankan pH agar dapat diterima oleh tubuh. Sistem penyangga fosfat dalam cairan sel 2Sistem penyangga fosfat (H2PO4-dan HPO4 ) merupakan sistem penyangga yang bekerja untuk menjaga pH cairan intra sel. Bila dari proses metabolisme dihasilkan banyak zat yang
38 Modul 2 Larutan Penyangga
2-
bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO4 : 2+ HPO4 (aq) + H (aq) ⇄ H2PO4 (aq) Dan bila proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH- akan bereaksi dengan ion H2PO4 : 2H2PO4-(aq) + OH (aq) ⇄ HPO4 (aq) + H2O(l)
Nilai Pendidikan Karakter yang terintegrasi
Jujur Toleransi Tanggung jawab Kreatif Mandiri Kerja Keras Religius Rasa Ingin Tahu Peduli Lingkungan
Kata Kunci ● Larutan penyangga ● Tetapan ionisasi basa ● pH
● Buffer ● pasangan asam basa konjugasi ● Buffer asam
● Tetapa ionisasi asam ● Titrasi asam basa ● Buffer Basa
Standar Capaian Standar capaian merupakan indikator hasil belajar yang harus dicapai peserta didik. Standar capaian dalam modul larutan penyangga adalah : 1.1. Peserta didik dapat menganalisis larutan penyangga dan bukan penyangga melalui percobaan. 1.2. Peserta didik dapat menghitung pH atau pOH larutan penyangga 1.3. Peserta didik dapat menghitung pH larutan penyangga dengan penambahan sedikit asam atau sedikit basa atau dengan pengenceran 1.4. Peserta didik dapat menjelaskan fungsi larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup
Cek Kemampuan Awal 1. 2. 3.
4.
Jelaskan apakah yang Anda ketahui tentang larutan asam dan basa? Bagaimana cara membedakan sifat larutan asam, basa, dan garam dengan menggunakan kertas lakmus! NaOH sebanyak 40 gram dimasukkan ke dalam labu ukur yang berisi air hingga volumenya tepat 500 mL. Dari pernyataan tersebut tentukan: a. Jumlah mol NaOH b. Konsentrasi NaOH. c. pH larutan (Ar H = 1, O = 16, Na = 23) Tentukan pH dari: a. H2SO4 0,01 M b. NaOH 0,01 M
39 Modul 2 Larutan Penyangga
c. d. e.
larutan NH3 0,1 M jika kb NH3 = 10 -5 CH3COOH 0,5 M; ka = 1,8 x 10 Ba(OH)2 0,005 M
-7
Prasyarat Jadi sebelum Anda mempelajari Modul larutan penyangga, Anda harus menguasai konsep asam basa, konsep pH, stoikiometri asam basa, dan kesetimbangan kimia. Dari konsep-konsep tersebut anda akan mampu menentukan sifat larutan penyangga, menghitung pH larutan penyangga, menjelaskan pengaruh penambahan asam, basa dan pengenceran terhadap pH larutan asam basa serta manfaat larutan penyangga.
40 Modul 2 Larutan Penyangga
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 A. Larutan Penyangga Dalam modul 1 kita telah membahas tentang teori asam basa, stoikiometri asam basa serta reaksi asam basa. Pada modul ini kita akan membahas lebih jauh tentang reaksi asam basa. Pada teori atom Bronsted Lowry kita telah pelajari pasangan asam dan basa konjugasi serta basa dan asam konjugasi. Larutan penyangga terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya atau berisi basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan campuran ini disebut dengan larutan penyangga atau buffer karena sistem ini mampu mempertahankan harga pH jika kedalam larutan tersebut ditambahkan sejumlah kecil asam, basa atau dilakukan pengenceran. Penambahan asam akan menurunkan sedikit pH karena sedikit asam yang ditambahkan akan dinetralkan oleh komponen basa yang ada dalam larutan. Contoh larutan penyangga sederhana dapat kita buat dengan cara menyampurkan sejumlah asam asetat (CH3COOH) dengan natrium asetat (CH3COONa) ke dalam air. Larutan ini memiliki dua komponen yang mampu menentralkan asam ataupun basa yang ditambahkan. Natrium asetat adalah elektrolit kuat jika dilarutkan dalam air akan terjadi reaksi: H2O
CH3COONa (s)
-
CH3COO (aq)
+
Na
+ (aq)
+
-
Jika ditambahkan larutan asam, ion H akan akan bereaksi dengan basa konjugasi (CH3COO ) dalam larutan penyangga, dengan persamaan -
CH3COO (aq) + H
+ (aq)
CH3COOH(aq) -
Jika basa ditambahkan dalam sistem buffer , ion OH akan dinetralkan oleh asam dalam larutan penyangga. CH3COOH(aq) + OH-(aq)
-
CH3COO (aq) + H2O(l)
Selain dibuat dengan mencampurkan asam lemah dengan basa konjugasinya, ataupun dari basa lemah dengan asam konjugasinya larutan penyangga dapat juga dibentuk dari reaksi asam basa. Larutan penyangga dapat dibentuk oleh asam lemah dengan basa kuat dengan syarat saat akhir reaksi asam lemah tersisa dan basa kuat habis bereaksi. Berlaku juga pada basa lemah dan asam kuat, saat akhir reaksi basa lemah harus tersisa dan asam kuat habis bereaksi. Contoh : Manakah dari larutan berikut yang membentuk sistem penyangga, jelaskan? a. H3PO4 dengan KH2PO4 b. HClO4 dengan NaClO4 c. C5H5N dengan C5H6NCl (Kb C5H5N (piridin) dapat anda lihat di Tabel 1.5) Pembahasan : Seperti telah dijelaskan sebelumnya larutan penyangga atau buffer terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasinya atau basa lemah dengan asam konjugasinya. a. Termasuk penyangga karena terdiri asam lemah H3PO4 dengan basa konjugasinya b. Bukan termasuk larutan penyangga karena HClO4 merupakan asam kuat c. Termasuk penyangga Karena terdiri basa lemah piridin dengan asam konjugasinya
41 Modul 2 Larutan Penyangga
: Uji Mandiri Manakah dari sistem berikut yang merupakan larutan penyangga/buffer. a. KF/HF b. HBr/KBr c. Na2CO3/NaHCO3 d. NH4Br / NH3 e. NaH2PO4/H3PO4 1. Jenis Larutan Penyangga Berdasarkan sifatnya larutan penyangga dibedakan menjadi 2 macam, yaitu larutan penyangga asam (buffer asam) dan larutan penyangga basa (buffer basa). a. Larutan Buffer Asam Larutan buffer asam adalah larutan penyangga yang bersifat asam, yaitu terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasinya. Contoh buffer asam adalah campuran antara CH3COOH dengan CH3COOK dimana CH3COOH adalah asam lemah sedangkan CH3COO adalah basa konjugasinya. b. Larutan Buffer Basa Larutan buffer basa adalah sistem penyangga yang bersifat basa, yaitu terdiri basa lemah dengan asam konjugasinya. Contoh dari buffer basa adalah campuran antara larutan NH 3 + dengan NH4Cl. Di mana NH3 adalah basa lemah sedangkan NH4 adalah asam konjugasinya. B.
pH Larutan Penyangga pH larutan penyangga tergantung oleh penyusun penyangga tersebut. Larutan penyangga antara asam lemah dengan basa konjugasinya akan bersifat asam, sedangkan larutan penyangga yang disusun antara basa lemah dengan asam konjugasinya akan bersifat basa. 1. pH Larutan Buffer Asam Kita ambil contoh buffer asam antara larutan CH3COOH dengan CH3COONa. Dalam larutan CH3COOH akan mengalami ionisasi sebagian, sedangkan CH3COONa akan terionisasi total. Persamaan kesetimbangan antara CH3COOH dengan CH3COO dapat dituliskan. + CH3COOH(aq) CH3COO (aq) + H (aq) Tetapan ionisasi asam asetat dapat di tuliskan CH3COO- H+ Ka = CH3COOH +
Dari persamaan di atas, konsentrasi ion H dapat ditentukan sebagai berikut : +
[H ] = Ka
[CH3COOH] [CH3COO ]
-
Karena CH3COO mewakili basa konjugasi dari CH3COONa, maka persamaan tersebut dapat dituliskan +
[H ] = Ka
[CH3COOH] [Asam] + atau dapat dituliskan secara umam [H ] = Ka [Basa Konjugasi] [CH3COONa]
42 Modul 2 Larutan Penyangga
Basa konjugasi yang dihasilkan merupakan garam dari reaksi netralisasi, sehingga persamaan tersebut dapat juga dituliskan.
+
[H ] = Ka
[asam] [garam]
Karena larutan berasal dalam wadah yang sama, berarti memiliki volume campuran yang sama pula, sehingga perbandingan konsentrasi dapat diwakili oleh perbandingan mol, sehingga rumus + konsentrasi H dapat dinyatakan +
[H ] = Ka
mol asam mol garam
Jika mol asam lemah dinyatakan dengan simbol ɑ sedangkan garam dengan simbol g maka persamaan di atas dapat kita tuliskan
+
[H ] = Ka
a g
Keterangan : Ka = tetapan ionisasi asam lemah a = mol asam g = mol garam Dari persamaan di atas pH larutan buffer asam dapat kita tuliskan
pH = pKa + log
g a
Aspek Pendidikan Karakter Larutan Penyangga adalah larutan yang mampu mempertahankan pH larutan dari penambahan sedikit asam, basa ataupun dengan pengenceran, hal ini karena penyusun dari larutan penyangga. Dari definisi ini mengajarkan kita untuk saling membantu, saling menasihati dan bekerja sama dengan orang lain agar menjadi individu dan kehidupan sosial yang lebih baik.
43 Modul 2 Larutan Penyangga
Contoh Soal : 1. Hitunglah pH larutan berikut : a. Penyangga yang terdiri dari CH3COOH 1,0 M dan CH3COONa 1,0 M -5 (Ka CH3COOH = 1,8 x 10 ) b. Perubahan pH larutan karena penambahan 0,1 mol HCl ke dalam 1 L larutan ini. (anggap penambahan HCl tidak merubah volume larutan) Pembahasan :
[asam]
+
a. [H ] = Ka
[garam]
= 1,8 x 10
-5
(0,1)
(0,1) = 1,8 x 10 M + pH = - log [H ] -5 = - log 1,8 x 10 = 5 –log 1,8 = 4,74 b. Setelah ditambahkan HCl, terjadi ionisasi sempurna HCl + HCl(aq) H (aq) + Cl (aq) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol -5
-
Mula-mula dalam larutan terdapat 1 mol CH3COOH dan 1 mol CH3COO yang terdapat dalam 1 L air. Setelah terjadi reaksi netralisasi antara HCl dengan CH3COO , dengan reaksi -
+
CH3COO (aq) +
H
(aq)
CH3COOH(aq)
0,1 mol
0,1 mol
0,1 mol
Jumlah mol asam asetat dan ion asetat berubah menjadi: CH3COOH = (1,0 + 0,1)mol = 1,1 mol CH3COO = (1,0 – 0,1)mol = 0,9 mol + Sehingga konsentrasi ion H dapat kita hitung +
[H ] = Ka
[asam] [garam]
= 1,8 x 10
-5
(1,1)
(0, 9) = 2,2 x 10 M + pH = - log [H ] -5 = - log 2,2 x 10 = 5 –log 2,2 = 4,66 Catatan : Dapat kita amati bahwa larutan buffer dengan penambahan asam menghasilkan perubahan pH yang relatif tidak berubah. Jika ditambahkan dilarutan yang bukan buffer maka pH akan berubah menjadi 1,0. -5
44 Modul 2 Larutan Penyangga
2.
pH Larutan Buffer Basa Sama halnya dengan buffer asam, buffer basa dibentuk oleh campuran larutan basa lemah dengan asam konjugasinya. Sifat larutan buffer yang terbentuk akan bersifat basa, hal ini diakibatkan adanya basa lemah dalam campuran. Sebagai contoh buffer basa adalah campuran dari NH 4OH dan NH4Cl. Larutan NH4OH adalah basa lemah sehingga dalam larutannya akan terionisasi sebagian, sedangkan garam NH 4Cl akan terionisasi total. + NH4OH(aq) NH4 (aq) + OH-(aq) Tetapan ionisasi basa dapat dituliskan + [NH4 ][OH ] Kb = [NH4 OH] Berdasarkan tetapan ionisasi basa tersebut maka konsentrasi ion OH dapat kita tuliskan. -
[OH ] = Kb
[NH4 OH]
[NH4 ] +
Karena NH4 mewakili asam konjugasi dari NH4Cl, maka persamaan tersebut dapat dituliskan -
[OH ] = Kb
[NH4 OH] [NH4 Cl]
-
atau dapat dituliskan secara umam [OH ] = Kb
[Basa] [Asam Konjugasi]
Asam konjugasi yang dihasilkan merupakan garam dari reaksi netralisasi, sehingga persamaan tersebut dapat juga dituliskan.
-
[OH ] = Kb
[basa] [garam]
Karena larutan berasal dalam wadah yang sama, berarti memiliki volume campuran yang sama pula, sehingga perbandingan konsentrasi dapat diwakili oleh perbandingan mol, sehingga rumus konsentrasi OH dapat dinyatakan -
[OH ] = Kb
mol basa mol garam
Jika mol basa lemah dinyatakan dengan simbol b sedangkan garam dengan simbol g maka persamaan di atas dapat kita tuliskan
-
[OH ] = Kb
Keterangan : Kb = tetapan ionisasi basa lemah
45 Modul 2 Larutan Penyangga
b g
b = mol basa g = mol garam Dari persamaan di atas pH larutan buffer asam dapat kita tuliskan
pOH = pKb + log
g b
pH = PKw -pKb - log
g b
Contoh Soal : 1. Berapakah massa garam ammonium klorida (NH4Cl) yang harus ditambahkan ke dalam 100 mL larutan NH4OH 0,01 M jika dihasilkan larutan dengan pH 8 0 -5 pada suhu 25 C. anggap volume larutan tidak berubah Kb NH4OH adalah 10 ? (Ar H= 1, N= 14, O= 16, dan Cl= 35,5) Pembahasan : Karena penyangga ini bersifat basa terlebih dahulu kita tentukan konsentrasi ion OH . pH = 8 pOH = 14 – pH = 14 – 8 =6 -6 Sehingga dapat kita hitung bahwa [OH ] = 1 x 10 M -
[OH ] = Kb
mol basa mol garam
mol garam = Kb
mol basa [OH ]
= 1,0 x 10
-5
0, 01 x 100 mmol 1, 0 x10
6
= 10 mmol Massa NH4Cl = mol NH4Cl x Mr NH4Cl = 10 mmol x 53,5 gr/mol = 535 mg = 0,535 gram
Connectio : Untuk mempelajari materi larutan buffer lebih lanjut silahkan ikuti link berikut ini: http://chemed.chem.wisc.edu/chempathsInst...Chem-Textbook/buffer-Solutions-620.html
46 Modul 2 Larutan Penyangga
TEST INGENIO 1. Jelaskan pengertian larutan penyangga ! 2. Bila 3,4 gram gas NH3 dilarutkan ke dalam 1 liter air. Kemudian ke dalam larutan tersebut ditambahkan 5,35 gram NH4Cl. tentukanlah pH larutan tersebut, jika Kb -5 NH3 = 1,8 x 10 , Mr NH3 = 17, dan Mr NH4Cl = 53,5. 3. Bila 2 liter larutan NH4OH 0,2 M dicampurkan dengan 2 liter larutan NH4Cl 0,2 M -5 dan Kb NH4OH = 1,8 x 10 . Tentukan: a. pH larutan penyangga b. pH larutan penyangga setelah penambahan 10 ml HCl 0,1 M c. pH larutan penyangga setelah penambahan 10 ml NaOH 0,1 M 4. Larutan buffer dengan volume 10 L mengandung 0.10 mol asam propionat (CH3CH2COOH) dan 0.10 mol natrium propionat ( CH3CH2COONa ), jika Ka asam -5 propionat 1,8 × 10 maka, Hitunglah pH larutan buffer tersebut. 5. Hitung pH campuran 50 mL CH3COOH 0,1 M dengan 50 mL CH3COONa 0,1 M! -5 Ka CH3COOH = 1,8 x 10 (log 1,8 = 0,26) 6. Kedalam 1 liter terdpat 0,4 mol CH3COOH dan 0,2 mol CH3COONa. Ka CH3COOH = -5 1,8 x 10 . Tentukan pH campuran !
Go To Lab Percobaan Tujuan
: Identifikasi Buffer pada Minuman Bersoda : Mengidentifikasi apakah dalam minuman bersoda terdapat sistem buffer Alat : beaker glass, labu ukur, gelas ukur, pH universal, pipet tetes, dan kaca arloji Bahan : minuman bersoda, larutan HCl 0,1 M, larutan NaOH 0,1 M, larutan NH4OH 0,1 M, larutan CH3COOH 0,1 M, dan Akuades Cara Kerja : 1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan; 2. Menuangkan minuman bersoda ke dalam gelas kimia sebanyak 25 mL; 3. Mengukur pH minuman bersoda setelah tidak berbusa lagi; 4. Menambahkan 0,5 mL HCl 0,1 M ke dalam minuman bersoda tersebut; 5. Mengamati perubahan pH yang terjadi dengan pH universal; 6. Dengan cara yang sama, menambahkan 1 mL HCl 0,1 M dan mengukur pH-nya. 7. Mengulangi langkah 2 – 6, tetapi larutan HCl diganti dengan larutan NaOH 0,1 M, CH3COOH 0,1 M, dan NH4OH 0,1 M; 8. Mengencerkan minuman bersoda 2, 5, dan 10 kali, dan setiap hasil pengen-ceran diukur pH-nya dengan menggunakan pH meter.
47 Modul 2 Larutan Penyangga
Data Percobaan : pH Minuman
Perlakuan
Merk A
Merk B
Merk C
Mula-mula Penambahan
HCl 0,1 M CH3COOH 0,1 M NaOH 0,1 M NH4OH 0,1 M
Pengenceran
0,5 mL 1,0 mL 0,5 mL 1,0 mL 0,5 mL 1,0 mL 0,5 mL 1,0 mL
2 kali 5 kali 10 kali
Pertanyaan : 1. Apakah semua minuman bersoda yang Anda teliti merupakan Larutan Penyangga? 2. Mengapa produsen minuman bersoda memasukkan larutan penyangga ke dalam produk minuman bersoda?
SUMMARY Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH karena pengaruh penambahan sedikit asam, basa ataupun pengenceran Larutan penyangga dibentuk oleh asam lemah dan basa konjugasinya atau dibentuk oleh basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan penyangga yang dibentuk oleh asam lemah dan basa konjugasinya akan bersifat asam, sehingga disebut buffer asam Pada buffer asam [H ] = Ka
[ Asam ]
+
[ Basa Konjugasi ]
Larutan penyangga yang dibentuk oleh basa lemah dan asam konjugasinya akan bersifat basa, sehingga disebut buffer basa Pada buffer basa [OH ] = Kb
[ Basa ]
-
[ Asam Konjugasi ]
48 Modul 2 Larutan Penyangga
UJI KOMPETENSI Pilihlah salah satu jawaban yang benar dengan memberikan tanda silang (x) 1. Larutan penyangga atau buffer adalah …. a. Larutan yang berisi campuran asam kuat dengan basa konjugasinya b. Larutan yang pH-nya tidak berubah dengan penambahan asam, basa ataupun pengenceran c. Larutan yang berisi campuran antara asam lemah dengan basa lemah d. Larutan yang pH-nya relatif tidak berubah dengan penambahan sedikit asam, basa ataupun dengan pengenceran e. Larutan yang memiliki pH yang dapat berubah-ubah sesuai tempatnya. 2. Berapakah pH larutan jika 200 mL HCOOH 0,1 M dengan 200 mL HCOONa 0,1 M (ka HCOOH = -5 1,8 x 10 ) a. 5 b. 5 – log 1,8 c. 5 +log 3,6 d. 6 e. 9 + lo 1,8 -5 3. Kedalam 1 liter terdapat 0,4 mol CH3COOH dan 0,2 mol CH3COONa. Ka CH3COOH = 1,8 x 10 . pH campuran yang terjadi adalah …. a. 5 – log 3,6 b. 5 – log 1,8 c. 5 + log 3,6 d. 5 + log 1,8 e. 6 4. pH yang terbentuk jika 50 mL CH3COOH 0,1 M di campur dengan 50 mL NaCH3COO 0,1 M -5 adalah …. (ka CH3COOH = 1,8 x 10 ) a. 5 b. 5 – log 1,8 c. 5 +log 3,6 d. 6 e. 9 + lo 1,8 5. Kita ingin membuat larutan penyangga dengan pH = 9.00 yang terbuat dari larutan NH3 dan + NH4 . Berapa gram NH4Cl(s) yang ditambahkan ke dalam 1.0 L larutan NH3 0.10 M untuk membuat larutan penyangga ini . (Asumsikan bahwa volume larutan tidak berubah dengan penambahan NH4Cl.) Mr NH4Cl = 53.49 g/mol. a. 2.9 g b. 5.6 g c. 0.18 g d. 3.8 g e. 9.6 g 6. Manakah pasangan asam basa konjugasi yang paling tepat untuk membuat larutan penyangga dengana pH 3.0? Jika diberikan data Ka seperti berikut: -5 Ka CH3CO2H 1.8 ×10 -5 Ka C6H5CO2H 6.3 ×10
49 Modul 2 Larutan Penyangga
-3
Ka ClCH2CO2H 1.4 ×10 -10 Ka H3BO3 5.8 ×10 -7 Ka H2CO3 4.3 ×10 a. H2CO3 / NaHCO3 b. CH3CO2H / Na(CH3CO2) c. NaHSO4 / Na2SO4 d. ClCH2CO2H / Na(ClCH2CO2) e. H3BO3 / NaH2BO3 7. Campuran larutan buffer yang bersifat basa adalah …. a. CH3COOH/CH3COONa b. HF/KF c. H2CO3/NaHCO3 d. NH3/(NH4)2SO4 e. NH3/NH4F –6 8. Sebanyak 50 mL larutan NH4OH 0,01 M (Kb = 10 ) dicampur dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M. Maka pH campurannya adalah …. a. 5 b. 6 c. 7 d. 8 e. 9 9. Campuran buffer yang dapat mempertahankan pH darah dalam tubuh kita adalah …. – a. HCN/CN – b. HCl/Cl – c. H2CO3/HCO3 – d. CH3COOH/CH3COO – e. HCOOH/HCCO 10. Ke dalam 1 liter larutan asam asetat 0,1 M yang pH-nya = 3 ditambahkan garam natrium –5 asetat supaya pH-nya menjadi dua kali semula (Ka = 10 ). Garam natrium asetat yang ditambahkan sebanyak …. a. 0,0001 mol b. 0,001 mol c. 0,01 mol d. 0,1 mol e. 1,0 mol
50 Modul 2 Larutan Penyangga
Kegiatan Pembelajaran 2 A.
Reaksi Pembentukan Larutan Penyangga. Telah kita pelajari di pembelajaran pertama, bahwa larutan buffer terbentuk dari campuran antara asam lemah dengan basa konjugasinya. Larutan buffer juga dapat dibentuk dari campuran antara basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan penyangga atau buffer dapat juga dibentuk antara asam lemah dengan basa kuat dengan syarat saat akhir reaksi basa kuat habis bereaksi sedangkan asam lemahnya sisa, hal tersebut berlaku juga untuk reaksi antara basa lemah dengan asam kuat. 1. Reaksi Pembentukan Buffer Asam Larutan buffer asam terbentuk antara asam lemah dengan basa kuat. Sebagai contoh kita akan mereaksikan 100 mL asam lemah HF 0,1 M dengan 50 mL larutan basa kuat NaOH 0,1 M, hingga seluruh NaOH habis bereaksi. Reaksi netralisasi tersebut dapat kita tuliskan. HF(aq) + NaOH(aq) NaF(aq) + H2O(l) Pada reaksi ini terdapat : mol HF = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol mol NaOH = 50 mL x 0,1 M = 5 mmol reaksi ini secara keseluruhan dapat kita tuliskan HF(aq) Mula - mula Reaksi Sisa
+
10 mmol 5 mmol 5 mmol
NaOH(aq)
NaF(aq)
5 mmol 5 mmol -
5 mmol 5 mmol
+
H2O(l) 5 mmol 5 mmol
Syarat dari buffer adalah basa kuat haruslah habis bereaksi, seperti kita lihat pada reaksi di atas NaOH habis bereaksi. Reaksi di atas menghasilkan larutan buffer asam, hal ini dapat kita ketahui karena di akhir reaksi masih terdapat larutan asam lemah HF, sehingga larutan bersifat asam. Jika reaksi di atas kita hitung pH-nya maka akan berlaku rumus.
[ Asam ]
+
[H ] = Ka
[ Basa Konjugasi ]
Karena berada dalam satu wadah, rumus tersebut dapat kita nyatakan +
[H ] = Ka
mol asam mol basa konjugasi -4
Nilai Ka dapat kita amati pada Tabel 1.4, Ka HF =6,8 x 10 , sehingga dapat kita tuliskan +
[H ] = Ka +
mol asam mol basa konjugasi
[H ] = 6,8 x 10
-4
5 mmol
5 mmol [H ] = 6,8 x 10 M -4 pH = -log 6,8 x 10 pH = 4 – log 6,8 pH = 4 – 0,833 pH = 3, 167 +
-4
51 Modul 2 Larutan Penyangga
Contoh soal : Berapakah pH dari 50 mL CH3COOH 0,3 M dengan 50 mL NaOH 0,1 M (ka -5 CH3COOH = 1,8 x 10 ) Penyelesaian : mol CH3COOH = 15 mmol mol NaOH = 5 mmol Mula - mula Reaksi Sisa +
[H ] = Ka +
CH3COOH(aq) +
NaOH(aq)
CH3COONa(aq) +
H2O(l)
15 mmol 5 mmol 10 mmol
5 mmol 5 mmol -
5 mmol 5 mmol
5 mmol 5 mmol
mol asam mol basa konjugasi
[H ] = 1,8 x 10
-5
10 mmol
5 mmol [H ] = 1,8 x 10 x 2 + -5 [H ] = 3,6 x 10 M -5 pH = -log 3,6 x 10 pH = 5 – log 3,6 pH = 5 – 0.55 pH = 4,45 +
-5
2. Reaksi Pembentukan Buffer Basa Seperti halnya buffer asam, buffer basa dibentuk oleh reaksi antara basa lemah dengan asam kuat. Reaksi akan membentuk larutan buffer dengan syarat bahwa asam kuat akan habis saat akhir reaksi. Larutan akan bersifat basa karena setelah akhir reaksi masih menyisakan basa lemah. Sebagai contoh mari kita lihat reaksi pembentukan buffer antara 100 mL larutan basa lemah NH4OH 0,1 M dengan larutan asam kuat 100 mL larutan HCl 0,05 M. Dalam reaksi tersebut terdapat mol NH4OH = 10 mmol mol HCl = 5 mmol
Mula - mula Reaksi Sisa
NH4OH(aq) +
HCl(aq)
NH4Cl(aq)
10 mmol 5 mmol 5 mmol
5 mmol 5 mmol -
5 mmol 5 mmol
+
H2O(l) 5 mmol 5 mmol
Karena , terdapat sisa basa lemah maka larutan akan bersifat basa sehingga dari reaksi ini kita dapat menghitung konsentrasi ion OH -
[OH ]= Kb
mol basa mol asam konjugasi
52 Modul 2 Larutan Penyangga
-5
Dengan melihat nilai Kb dari Tabel 1.5 kita dapatkan Kb NH4OH = 1,8 x 10 sehingga perhitungan pH dapat kita tulis, -
[OH ]= 1,8 x 10
-5
5 mmol
5 mmol [OH ]= 1,8 x 10 M -
-5
-
pOH = - log [OH ] -5
pOH = - log 1,8 x 10 pOH = 5 –log 1,8 pH = 14 – pOH
pH = 14 – (5 – log 1,8) pH = 9 + log 1,8 pH = 9 + 0,255 pH = 9,255
Connectio : Untuk mempelajari materi larutan penyangga lebih jauh Anda dapat mengikuti link berikut. Http://chemguide.co.uk/physical/acidbaseeqia/buffers.html
53 Modul 2 Larutan Penyangga
Contoh soal : 1. Dicampur 600 mL NH4OH 0,2 M dengan 40 mL HCl 0,5 M. Jika kb NH4OH = 1,8 -5 x 10 , Tentukan pH campuran! Penyelesaian : mol NH4OH = 120 mmol mol HCl = 20 mmol NH4OH(aq) Mula - mula Reaksi Sisa
-
120 mmol 20 mmol 100 mmol
HCl(aq)
NH4Cl(aq) +
H2O(l)
20 mmol 20 mmol -
20 mmol 20 mmol
20 mmol 20 mmol
mol basa
-
[OH ] = Kb
+
mol asam konjugasi
[OH ] = 1,8 x 10
-5
100 mmol
20 mmol -5 [OH ] = 1,8 x 10 x 5 -5 [OH ] = 9 x 10 M -5 pOH = -log 9 x 10 pOH = 5 – log 9 pH = 14 - pOH pH = 14 - (5 –log 9) pH = 9 + log 9 pH = 9,954
TEST INGENIO 1. Tentukan pH campuran berikut! –5 a. 0,1 M asam asetat + 0,04 M natrium asetat (Ka = 10 ) –5 b. 100 M larutan NH3 0,5 M + 100 mL HCl 0,1 M (Kb = 10 ) –5 c. 50 mL HCOOH 0,2 M + 100 mL HCOOK 0,1 M (Ka = 10 ) –5 d. 100 mL NH4OH 0,5 M + 50 mL H2SO4 0,4 M (Kb = 10 ) 2. Sebanyak 100 mL larutan CH3COOH 0,2 M dicampur dengan 100 mL larutan NaOH –5 0,1 M(Ka CH3COOH =10 ). Tentukan pH larutan sebelum dan sesudah dicampurkan! 3. Sebanyak 900 mL larutan berisi campuran dari CH3COOH 0,1 M dan CH3COONa –5 0,1 Mditambahkan 100 mL larutan HCl 0,1 M (Ka = 10 ). Bandingkan harga pH-nya sebelum dan sesudah ditambah HCl! 4. Berapa mL larutan NH3 0,1 M dan larutan HCl 0,1 M masing-masing yang diperlukan –5 untuk membuat larutan buffer dengan pH = 9 sebanyak 120 mL (Kb = 10 )? 5. Berapakah gram amonium sulfat (NH4)2SO4 yang harus ditambahkan ke dalam 500 mL larutan NH3 0,1 M untuk mendapatkan larutan buffer dengan pH = 9? (Kb = 10–5; Ar N = 14; S = 32; dan O = 16).
54 Modul 2 Larutan Penyangga
B.
Manfaat Larutan Penyangga Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama 2dalam cairan intraselnya adalah ion H2PO4 dan ion HPO4 yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata. Pada obat tetes mata mempunyai pH yang sama dengan cairan tubuh kita, hal ini bertujuan agar tidak menimbulkan efek samping. 1. Manfaat dalam Tubuh Manusia Cairan tubuh bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga 2utama dalam cairan intraselnya seperti H 2PO4 dan HPO4 yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Menjaga pH pada plasma darah agar berada pada pH berkisar 7,35 – 7,45 ,yaitu + dari ion HCO3 dengan ion Na . Apabila pH darah lebih dari 7,45 akan mengalami alkalosis, akibatnya terjdi hiperventilasi/bernapas berlebihan, muntah hebat. Apabila pH darah kurang dari 7,35 akan mengalami acidosis akibatnya jantung ,ginjal ,hati dan pencernaan akan terganggu. Menjaga pH cairan tubuh agar + ekskresi ion H pada ginjal tidak terganggu, yaitu asam dihidrogen posphat (H2PO4 ) dengan basa monohidrogen posphat -2 (HPO4 ). Sumber : http://chem.duke.edu
Gambar 2.1. Nyeri otot saat olah raga, terjadi karena produksi asam laktat dalam tubuh. nyeri ini akan segera hilang dalam waktu beberapa saat setelah beristirahat. 2.
Manfaat dalam Bidang Industri Dalam industri, larutan penyangga digunakan dalam fotografi, industri kulit dan zat warna. Larutan penyangga juga digunakan untuk penanganan limbah. Larutan penyangga ditambahkan pada limbah untuk mempertahankan pH 5-7,5. Hal itu untuk memisahkan materi organik pada limbah sehingga layak di buang ke perairan. Larutan penyangga juga terdapat dalam makanan kaleng yang berfungsi untuk menjaga pH makanan olahan dalam kaleng agar tidak mudah rusak/teroksidasi (asam benzoat dengan natrium benzoat). Larutan penyangga terdapat juga dalam minuman bersoda yang berfungsi mempertahankan pH sehingga minuman tidak mudah rusak. 3. Manfaat dalam Bidang Farmasi Sebagian besar fungsi larutan penyangga banyak diterapkan dalam bidang farmasi. Cairan
55 Modul 2 Larutan Penyangga
injeksi ataupun cairan infus yang akan dimasukkan ke dalam tubuh harus memiliki pH yang konstan dan sama dengan pH tubuh yang bertujuan meminimalkan efek samping obat terhadap tubuh. Contoh lain dapat kita lihat pada obat penghilang rasa nyeri, aspirin mengandung asam asetilsalisilat. Beberapa merek aspirin juga ditambahkan zat untuk menetralisir kelebihan asam di perut, seperti MgO. Obat suntik atau obat tetes mata, pH-nya harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. Obat tetes mata harus memiliki pH yang sama dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu pula obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah. 4. Larutan penyangga dalam air laut 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 anion-anion 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. H2O(l) + CO2(g) ⇄ H2CO3(aq) 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: – + H2CO3(aq) ⇄ HCO3 (aq) + H (aq) – 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. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama. C.
Dampak Penggunaan Larutan Penyangga dalam kehidupan sehari-hari Pemanfaatan suatu produk kimia tentu akan memiliki dampak terhadap pemakai maupun lingkungan, berikut adalah dampak positif dari pemanfaatan larutan penyangga. 1. Dengan adanya teknik pengolahan limbah industri melalui proses anaerob masyarakat dapat terhindar dari berbagai macam penyakit yang ditimbulkan oleh lingkungan yang tercemar limbah. 2. Kebutuhan akan obat, gizi dan cairan infus terpenuhi. 3. Dengan adanya obat kumur, kesehatan gigi dan gusi masyarakat dapat terjaga. 4. Masyarakat dapat meningkatkan performa olahraga dengan mengkonsumsi minuman isotonik yang mengandung natrium sitrat-asam sitrat. 5. Terpenuhinya kebutuhan masyarakat terhadap makanan dan minuman kemasan yang diawetkan. 6. Tersedianya lapangan perkerjaan sebagai produsen atau distributor produk-produk berbasis larutan penyangga. Setiap produk selain mempunyai dampak positif tentu juga mempunyai dampak negatif, terutama jika penggunaannya berlebihan. berikut beberapa contoh dampak negatif dari pemanfaat produk yang menggunakan larutan penyangga.
56 Modul 2 Larutan Penyangga
1. Masyarakat dapat terserang penyakit-penyakit tertentu akibat penggunaan produk berbasis larutan penyangga secara berlebihan. Contohnya: a. Penggunaan obat tetes mata yang mengandung kortikosteroid secara berlebihan dapat menyebabkan katarak atau bahkan kebutaan. b. Penggunaan lensa kontak yang tidak sesuai aturan, misalnya tidak mengganti larutan disinfektan/larutan perendam lensa kontak secara teratur dapat menyebabkan gloukoma. c. Penggunaan obat kumur beralkohol secara berlebihan dapat menyebabkan kanker mulut. 2. Penggunaan produk-produk berbasis larutan penyangga buatan pabrik umumnya dikemas dalam botol-botol plastik atau kaleng. Hal ini menyebabkan bertambahnya limbah. 3. Meningkatnya limbah botol/kaleng kemasan produk-produk berbasis larutan penyangga mendorong manusia melakukan penanganan limbah (daur ulang botol/kaleng).
57 Modul 2 Larutan Penyangga
UJI KOMPETENSI Pilihlah salah satu jawaban yang benar dengan memberikan tanda silang (x) -5 1. Berapakah pH dari 50 mL CH3COOH 0,2 M dengan 50 mL NaOH 0,1 M? (ka CH3COOH = 2 x 10 ) a. 5 b. 5 – log 2 c. 5 + log 2 d. 9 – log 2 e. 9 + log 2 2. Dicampurkan 600 mL larutan NH4OH 0,4 M dengan 400 mL HCl 0,5 M. Jika kb NH4OH = 1,8 x -5 10 , pH campuran dari larutan tersebut adalah …. a. 6 – log 1,8 b. 6 – log 3,6 c. 8 + log 1,8 d. 8 + log 3,6 e. 9 + log 3,6 3. Berapakah volume larutan NaOH 0,1 M yang diperlukan ditambahkan ke dalam 40 mL larutan -5 asam asetat 0,1 M (Ka = 1.10 ) agar diperoleh larutan penyangga dengan pH = 5? a. 10 mL b. 20 mL c. 30 mL d. 40 mL e. 50 mL 4. Fungsi sistem larutan penyangga dalam darah adalah mempertahankan….. a. Derajat keasaman darah d. Jumlah fibrionogen darah b. Kadar Hb darah e. Jumlah sel darah putih dalam darah c. Jumlah sel darah merah dalam darah 5. Direaksikan beberapa larutan seperti berikut. (1) 100 ml asam asetat 0,1 M dan 50 ml NaOH 0,1 M (2) 100 ml asam asetat 0,2 M dan 100 ml NaOH 0,1 M (3) 100 ml asam klorida 0,1 M dan 100 ml NH4OH 0,2 M (4) 100 ml asam klorida 0,1 M dan 100 ml NH4OH 0,1 M Campuran di atas yang dapat membentuk larutan penyangga adalah …. a. (1), (2), dan (3) d. (4) b. (1) dan (3) e. semua larutan c. (2) dan (4) 6. Besarnya pH campuran dari 200 mL larutan NH3 0,4 M yang dicampurkan dengan 50 mL –5 H2SO4 0,2 M (Kb = 10 ) adalah …. a. 5 b. 5 – log 2 c. 8 + log 2 d. 9 e. 9 + log 2 7. Manfaat larutan penyangga dalam bidang industry, kecuali …. a. Untuk fotografi
58 Modul 2 Larutan Penyangga
b. Pembuatan zat warna c. Pengawetan makanan d. Pengawetan kulit e. Pemurnian logam 8. Campuran yang dapat membentuk larutan penyangga adalah .... a. 50 mL larutan NaOH 0.2 M dengan 50 mL larutan CH3COOH 0.1 M b. 35 mL larutan NaOH 0.2 M dengan 70 mL larutan NH3 0.1 M c. 40 mL larutan NaOH 0.1 M dengan 60 mL larutan NH3 0.1 M d. 50 mL larutan NaOH 0.1 M dengan 50 mL larutan CH3COOH 0.2 M e. 50 mL larutan NaOH 0.2 M dengan 70 mL larutan CH3COOH 0.1 M 9. Sebanyak 750 mL larutan penyangga yang dibuat dari campuran larutan CH3COOH 0,3 M dan larutan KOH 0,2 M menghasilkan larutan dengan pH 5 – log 3,2. Perbandingan volume -5 CH3COOH dan KOH adalah .... (Ka = 1.6 × 10 ) a. 500 : 250 b. 250 : 700 c. 300 : 450 d. 450 : 300 e. 375 : 375 10. Normalnya pH darah manusia berkisar antara 7,35 sampai 7,45. Hal ini disebabkan adannya sistem buffer dalam darah. Hal yang sama juga terdapat di dalam sel dan kelenjar saliva. Berikut adalah larutan penyangga yang terdapat dalam tubuh manusia, kecuali .... a. Buffer karbonat b. Buffer fosfat c. Buffer hemoglobin d. Buffer asetat e. Buffer Oksihemoglobin
59 Modul 2 Larutan Penyangga
Cek : 1. Jelaskan apakah yang Anda ketahui tentang a. Larutan buffer b. Buffer asam c. Buffer basa 2. Tentukan pH buffer dari 1 L larutan yang mengandung asam asetat 0,2 mol dan 0,4 mol -5 natrium asetat, jika Ka = 1 x 10 3. Tentukan pH buffer dari campuran 100 mL amonia 0,2 M dan 50 mL amonium klorida 0,5 M -5 jika Kb = 1 x 10 4. Sebutkan manfaat larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari? 5. 100 mL asam format 0,1 M direaksikan dengan 100 mL larutan KOH 0,05 M tentukan: a. Apakah terbentuk larutan buffer? b. Jika terjadi larutan buffer apakah sifat larutan buffer yang terjadi? c. Hitunglah pH larutan
Perluasan : Perhatikan persamaan penentuan buffer asam berikut : [ Asam ] + [H ] = Ka [ Basa Konjugasi ] Dengan memperhatikan harga Ka pada Tabel 1.5, menurut Anda mungkinkah larutan buffer dibuat dengan pH =1, berikan alasanya?
Eksplorasi : Teknik pembuatan minuman penambah performa olahraga Campuran garam sitrat dengan asam sitrat dalam produk minuman biasanya digunakan sebagai pengatur keasaman yang juga dapat memperkaya rasa dari minuman. Namun dalam kaitannya dengan kegiatan olahraga, campuran garam sitrat dengan asam sitrat juga dapat berfungsi sebagai ergogenic aids yang dapat membantu untuk meningkatkan performa olahraga. Hal ini salah satunya disebabkan karena molekul ini dapat bersifat sebagai buffer terhadap asam laktat yang terbentuk dalam proses metabolisme energi secara anaerobik. Oleh sebab itu maka asam sitrat- natrium sitrat dapat membantu meningkatkan performa olahraga terutama pada olahraga intensitas tinggi yang bergantung terhadap sistem metabolisme secara anaerobik untuk menghasilkan energi. Selain membantu memberikan peningkatan terhadap performa olahraga intensitas tinggi yang bergantung terhadap sistem metabolisme energi secara anaerobik. Konsumsi sitratnatrium sitrat juga dapat memberikan peningkatan terhadap performa olahraga yang bersifat ketahanan (endurance) seperti lari jarak jauh atau juga road cycling. (Sumber :http://psslab.com/blog/index.php?categoryid=1&2_articleid=2)
60 Modul 2 Larutan Penyangga
Test Eksplorasi : 1. 2. 3. 4.
Tuliskan rumus molekul dari asam sitrat! Secara alami, terdapat dalam apakah asam sitrat. Buffer apakah yang terdapat di dalam minuman tersebut? Apa pengaruh asam laktat yang terbentuk saat kita olah raga bagi tubuh kita?
61 Modul 2 Larutan Penyangga
PELATIHAN Pilihlah salah satu jawaban yang benar dengan memberikan tanda silang (x) 1. Larutan penyangga adalah suatu campuran dari …. a. Asam kuat dengan basa kuat b. Asam lemah dengan basa lemah c. Asam lemah dengan garamnya dari basa kuat d. Asam lemah dengan garamnya dari asam kuat e. Asam lemah dengan garamnya dari basa lemah 2. Campuran yang termasuk lautan buffer adalah …. a. 100 mL NaOH 0,1 M + 50 mL HCl 0,1 M b. 100 mL NaOH 0,1 M + 50 mL CH3COOH 0,1 M c. 100 mL NH4OH 0,1 M + 50 mL HCl 0,1 M d. 100 mL NH4OH 0,1 M + 100 mL HCl 0,1 M e. 100 mL NaOH 0,1 M + 100 mL CH3COOH 0,1 M 3. Penambahan sedikit air dalam larutan penyangga akan mengakibatkan …. a. pH larutan naik b. PH larutan Turun c. pH larutan naik tajam d. pH larutan relatif tetap e. pH larutan turun drastis -5 4. Dalam 1 L larutan terdapat 0,2 mol asam asetat (Ka = 10 ) yang dicampur dengan 0,02 mol larutan natrium asetat. Besar pH larutan yang terbentuk adalah .... a. 7 b. 6 c. 5 d. 4 e. 3 5. Jika larutan NH4Cl dengan volume dan konsentrasi yang sama ditambahkan ke dalam 200 mL -5 larutan NH4OH 0,2 M. pH larutan yang terbentuk adalah .... (Kb NH4OH = 10 ) a. 5 b. 6 c. 8 d. 9 e. 10 6. Massa CH3COOK (Mr = 98) yang terdapat dalam 100 mL larutan CH3COOH 0,1 M agar -5 terbentuk larutan penyangga dengan pH 6 adalah .... (Ka CH3COOH = 10 ) a. 0.245 b. 0.49 c. 0.98 d. 9.8 e. 19.6 7. Larutan penyangga asam terbentuk jika asam lemah bereaksi dengan basa kuat dan terdapat sisa asam lemah. Untuk membuat suatu larutan penyangga asam, seorang siswa mencampur -4 200 ml larutan HCOOH 0,1 M (Ka HCOOH = 10 ) dengan 100 ml, larutan NaOH 0,1 M. pH larutan yang dihasilkan adalah ....
62 Modul 2 Larutan Penyangga
a. 3 b. 4 c. 5 d. 6 e. 7 8. Berapakah pH dari 500 mL CH3COOH 0,2 M dengan 250 mL NaOH 0,2 M? (ka CH3COOH = 2 x -5 10 ) a. 5 b. 5 – log 2 c. 5 + log 2 d. 9 – log 2 e. 9 + log 2 -5 9. Ke dalam 90 ml larutan NH4OH 0,1 M (Kb NH4OH = 10 ) dicampurkan dengan 15 ml larutan H2SO4 0,1 M. Maka pH larutan yang terjadi adalah .... a. 5 - log 2 b. 5 - log 4 c. 8 + log 5 d. 9 + log 2 e. 9 + log 4 10. Sebanyak 3,16 gram (CH3COO)2Ca, Mr = 158 ditambahkan dalam larutan CH3COOH 0,4 M yang -5 volumenya 100 mL. Jika Ka CH3COOH = 2 x 10 dan volume larutan dianggap tidak berubah, pH larutannya adalah .... a. 5 – log 2 b. 5 – log 4 c. 6 – log 2 d. 8 + log 2 e. 9 + log 2 11. Perhatikan tabel berikut : pH saat Penambahan Larutan pH awal 5 mL HCl 0,1 M 5 mL NaOH 0,1 M A 5,00 4,91 5,08 B 6,40 2,32 10,27 C 9,80 9,54 10,02 D 10,00 7,00 13,43 Berdasarkan data di atas, yang merupakan larutan buffer adalah …. a. A, B, dan C b. A dan C c. B dan D d. D saja e. A, B, C, dan D 12. Campuran berikut ini yang merupakan larutan buffer adalah …. a. 100 ml CH3COOH 0,2 M + 150 ml NaOH 0,2M b. 100 ml CH3COOH 0,2 M + 500 ml NaOH 0,2 M c. 100 ml HCN 0,4 M + 100 ml Ba(OH)2 0,2 M d. 100 ml NH3 0,2 M + 150 ml HCl 0,2 M
63 Modul 2 Larutan Penyangga
e. 150 ml NH3 0,2 M + 150 ml HCl 0,3 M -5 13. pH campuran dari 200 ml NH4Cl 0,1 M dengan 200 ml NH4OH 0,1 m adalah …. (Kb=10 ) a. 5 d. 11 b. 7 e. 13 c. 9 14. Untuk membuat larutan dengan pH = 5 - log 6, maka ke dalam 60 mL larutan asam lemah HA -5 0,1 M (Ka= 1,2 .10 ) harus ditambahkan larutan NaOH 0,05 M sebanyak….mL a. 10 d. 60 b. 20 e. 80 c. 40 -4 15. Ke dalam 100 ml larutan asam lemah HCOOH dengan pH = 2 - log 2, (Ka= 2 .10 ) harus ditambahkan ɑ gram NaOH (mr = 40) sehingga pH larutan menjadi 4 – log 6 Besar harga ɑ adalah …. a. 4,0 b. 3,6 c. 2,0 d. 0,8 e. 0,4 + 16. Berapakah konsentrasi ion H3O dalam larutan 0,120 M HF dan larutan 0,0150 M NaF. Jika -4 Ka HF = 6,7 x 10 . -3 a. 5,4 x 10 -5 b. 8,4 x 10 -5 c. 8,0 x 10 -3 d. 9,0 x 10 e. 0,125 17. Larutan buffer yang mengandung 0.052 M HC2H3O2 dan 0.026 M NaC2H3O2. Besar pH untuk -5 larutan ini adalah …. ( Ka HC2H3O2 = 1.8x10 , log 1,8 = 0,26 ) a. 4.74 b. 3.26 -4 c. 1.2 x 10 d. 5.26 e. 3.92 18. Which of the following solutions is NOT a buffer? a. 0.10 M NaF + 0.05 M HF b. 0.10 M NH3 + 0.05 M NH4Cl c. 0.10 M KC2H3O2 + 0.05 M HC2H3O2 d. 0.10 M NaCl + 0.05 M HCl e. 0.10 M H2S + 0.01 M Na2S 19. Campuran larutan NaF dan HF sebanyak 100 mL memiliki pH = 4,53. pH larutan yang terjadi jika larutan ditambah 10 mL HF adalah…. a. pH larutan naik sedikit b. pH larutan turun sedikit c. pH larutan naik drastis d. pH larutan turun drastis e. pH larutan tetap
64 Modul 2 Larutan Penyangga
20. Suatu larutan yang terdiri 0.50 M HOAc dan 0.50 M OAcNa sebanyak 1 liter diencerkan hingga volumenya menjadi 2 liter, maka pH larutan menjadi …. a. Naik dua kali b. Turun setengah kali c. Naik 3 kali d. Turun satu e. Hampir tetap
65 Modul 2 Larutan Penyangga
66 Modul 2 Larutan Penyangga
Refleksi tentang : Larutan Penyangga Anda tentu pernah melihat cairan infus, pernahkah anda berfikir apa isi dari cairan infus, dan bagai mana sistem kerjanya? Larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari digunakan dalam berbagai bidang, seperti biokimia, bakteriologi, kimia analisis, industri farmasi, juga dalam fotografi dan zat warna. Dalam industri farmasi, larutan penyangga digunakan pada pembuatan obat-obatan, agar obat tersebut mempunyai pH tertentu dan tidak berubah. Darah mempunyai pH yang relatif tetap di sekitar 7,4. Hal ini dimungkinkan karena adanya sistem penyangga H2CO3 dan HCO3 , sehingga meskipun setiap saat darah kemasukan berbagai zat yang bersifat asam maupun basa akan selalu dapat dinetralisir pengaruhnya terhadap perubahan pH. Bila darah kemasukan zat yang bersifat asam, Sumber : http://artikeleka.blogspot.com + maka ion H dari asam tersebut akan bereaksi dengan ion HCO3 . + H (aq) + HCO3 (aq) ⇄ H2CO3(aq) Sebaliknya bila darah kemasukan zat yang bersifat basa maka ion OH akan bereaksi dengan H2CO3. OH (aq) + H2CO3 (aq) ⇄ HCO3 (aq) + H2O(l) Begitu pula cairan infus bekerja, cairan infus berisi larutan garam dan nutrisi yang diperlukan oleh tubuh. Agar cairan ini dapat sesuai dengan pH darah maka pada infus juga terdapat larutan penyangga yang terdiri dari H2CO3 dan HCO3 yang berfungsi mempertahankan pH agar dapat diterima oleh tubuh. Sistem penyangga fosfat dalam cairan sel 2Sistem penyangga fosfat (H2PO4-dan HPO4 ) merupakan sistem penyangga yang bekerja untuk menjaga pH cairan intra sel. Bila dari proses metabolisme dihasilkan banyak zat yang
38 Modul 2 Larutan Penyangga
2-
bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO4 : 2+ HPO4 (aq) + H (aq) ⇄ H2PO4 (aq) Dan bila proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH- akan bereaksi dengan ion H2PO4 : 2H2PO4-(aq) + OH (aq) ⇄ HPO4 (aq) + H2O(l)
Nilai Pendidikan Karakter yang terintegrasi
Jujur Toleransi Tanggung jawab Kreatif Mandiri Kerja Keras Religius Rasa Ingin Tahu Peduli Lingkungan
Kata Kunci ● Larutan penyangga ● Tetapan ionisasi basa ● pH
● Buffer ● pasangan asam basa konjugasi ● Buffer asam
● Tetapa ionisasi asam ● Titrasi asam basa ● Buffer Basa
Standar Capaian Standar capaian merupakan indikator hasil belajar yang harus dicapai peserta didik. Standar capaian dalam modul larutan penyangga adalah : 1.1. Peserta didik dapat menganalisis larutan penyangga dan bukan penyangga melalui percobaan. 1.2. Peserta didik dapat menghitung pH atau pOH larutan penyangga 1.3. Peserta didik dapat menghitung pH larutan penyangga dengan penambahan sedikit asam atau sedikit basa atau dengan pengenceran 1.4. Peserta didik dapat menjelaskan fungsi larutan penyangga dalam tubuh makhluk hidup
Cek Kemampuan Awal 1. 2. 3.
4.
Jelaskan apakah yang Anda ketahui tentang larutan asam dan basa? Bagaimana cara membedakan sifat larutan asam, basa, dan garam dengan menggunakan kertas lakmus! NaOH sebanyak 40 gram dimasukkan ke dalam labu ukur yang berisi air hingga volumenya tepat 500 mL. Dari pernyataan tersebut tentukan: a. Jumlah mol NaOH b. Konsentrasi NaOH. c. pH larutan (Ar H = 1, O = 16, Na = 23) Tentukan pH dari: a. H2SO4 0,01 M b. NaOH 0,01 M
39 Modul 2 Larutan Penyangga
c. d. e.
larutan NH3 0,1 M jika kb NH3 = 10 -5 CH3COOH 0,5 M; ka = 1,8 x 10 Ba(OH)2 0,005 M
-7
Prasyarat Jadi sebelum Anda mempelajari Modul larutan penyangga, Anda harus menguasai konsep asam basa, konsep pH, stoikiometri asam basa, dan kesetimbangan kimia. Dari konsep-konsep tersebut anda akan mampu menentukan sifat larutan penyangga, menghitung pH larutan penyangga, menjelaskan pengaruh penambahan asam, basa dan pengenceran terhadap pH larutan asam basa serta manfaat larutan penyangga.
40 Modul 2 Larutan Penyangga
KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 A. Larutan Penyangga Dalam modul 1 kita telah membahas tentang teori asam basa, stoikiometri asam basa serta reaksi asam basa. Pada modul ini kita akan membahas lebih jauh tentang reaksi asam basa. Pada teori atom Bronsted Lowry kita telah pelajari pasangan asam dan basa konjugasi serta basa dan asam konjugasi. Larutan penyangga terdiri dari asam lemah dan basa konjugasinya atau berisi basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan campuran ini disebut dengan larutan penyangga atau buffer karena sistem ini mampu mempertahankan harga pH jika kedalam larutan tersebut ditambahkan sejumlah kecil asam, basa atau dilakukan pengenceran. Penambahan asam akan menurunkan sedikit pH karena sedikit asam yang ditambahkan akan dinetralkan oleh komponen basa yang ada dalam larutan. Contoh larutan penyangga sederhana dapat kita buat dengan cara menyampurkan sejumlah asam asetat (CH3COOH) dengan natrium asetat (CH3COONa) ke dalam air. Larutan ini memiliki dua komponen yang mampu menentralkan asam ataupun basa yang ditambahkan. Natrium asetat adalah elektrolit kuat jika dilarutkan dalam air akan terjadi reaksi: H2O
CH3COONa (s)
-
CH3COO (aq)
+
Na
+ (aq)
+
-
Jika ditambahkan larutan asam, ion H akan akan bereaksi dengan basa konjugasi (CH3COO ) dalam larutan penyangga, dengan persamaan -
CH3COO (aq) + H
+ (aq)
CH3COOH(aq) -
Jika basa ditambahkan dalam sistem buffer , ion OH akan dinetralkan oleh asam dalam larutan penyangga. CH3COOH(aq) + OH-(aq)
-
CH3COO (aq) + H2O(l)
Selain dibuat dengan mencampurkan asam lemah dengan basa konjugasinya, ataupun dari basa lemah dengan asam konjugasinya larutan penyangga dapat juga dibentuk dari reaksi asam basa. Larutan penyangga dapat dibentuk oleh asam lemah dengan basa kuat dengan syarat saat akhir reaksi asam lemah tersisa dan basa kuat habis bereaksi. Berlaku juga pada basa lemah dan asam kuat, saat akhir reaksi basa lemah harus tersisa dan asam kuat habis bereaksi. Contoh : Manakah dari larutan berikut yang membentuk sistem penyangga, jelaskan? a. H3PO4 dengan KH2PO4 b. HClO4 dengan NaClO4 c. C5H5N dengan C5H6NCl (Kb C5H5N (piridin) dapat anda lihat di Tabel 1.5) Pembahasan : Seperti telah dijelaskan sebelumnya larutan penyangga atau buffer terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasinya atau basa lemah dengan asam konjugasinya. a. Termasuk penyangga karena terdiri asam lemah H3PO4 dengan basa konjugasinya b. Bukan termasuk larutan penyangga karena HClO4 merupakan asam kuat c. Termasuk penyangga Karena terdiri basa lemah piridin dengan asam konjugasinya
41 Modul 2 Larutan Penyangga
: Uji Mandiri Manakah dari sistem berikut yang merupakan larutan penyangga/buffer. a. KF/HF b. HBr/KBr c. Na2CO3/NaHCO3 d. NH4Br / NH3 e. NaH2PO4/H3PO4 1. Jenis Larutan Penyangga Berdasarkan sifatnya larutan penyangga dibedakan menjadi 2 macam, yaitu larutan penyangga asam (buffer asam) dan larutan penyangga basa (buffer basa). a. Larutan Buffer Asam Larutan buffer asam adalah larutan penyangga yang bersifat asam, yaitu terdiri dari asam lemah dengan basa konjugasinya. Contoh buffer asam adalah campuran antara CH3COOH dengan CH3COOK dimana CH3COOH adalah asam lemah sedangkan CH3COO adalah basa konjugasinya. b. Larutan Buffer Basa Larutan buffer basa adalah sistem penyangga yang bersifat basa, yaitu terdiri basa lemah dengan asam konjugasinya. Contoh dari buffer basa adalah campuran antara larutan NH 3 + dengan NH4Cl. Di mana NH3 adalah basa lemah sedangkan NH4 adalah asam konjugasinya. B.
pH Larutan Penyangga pH larutan penyangga tergantung oleh penyusun penyangga tersebut. Larutan penyangga antara asam lemah dengan basa konjugasinya akan bersifat asam, sedangkan larutan penyangga yang disusun antara basa lemah dengan asam konjugasinya akan bersifat basa. 1. pH Larutan Buffer Asam Kita ambil contoh buffer asam antara larutan CH3COOH dengan CH3COONa. Dalam larutan CH3COOH akan mengalami ionisasi sebagian, sedangkan CH3COONa akan terionisasi total. Persamaan kesetimbangan antara CH3COOH dengan CH3COO dapat dituliskan. + CH3COOH(aq) CH3COO (aq) + H (aq) Tetapan ionisasi asam asetat dapat di tuliskan CH3COO- H+ Ka = CH3COOH +
Dari persamaan di atas, konsentrasi ion H dapat ditentukan sebagai berikut : +
[H ] = Ka
[CH3COOH] [CH3COO ]
-
Karena CH3COO mewakili basa konjugasi dari CH3COONa, maka persamaan tersebut dapat dituliskan +
[H ] = Ka
[CH3COOH] [Asam] + atau dapat dituliskan secara umam [H ] = Ka [Basa Konjugasi] [CH3COONa]
42 Modul 2 Larutan Penyangga
Basa konjugasi yang dihasilkan merupakan garam dari reaksi netralisasi, sehingga persamaan tersebut dapat juga dituliskan.
+
[H ] = Ka
[asam] [garam]
Karena larutan berasal dalam wadah yang sama, berarti memiliki volume campuran yang sama pula, sehingga perbandingan konsentrasi dapat diwakili oleh perbandingan mol, sehingga rumus + konsentrasi H dapat dinyatakan +
[H ] = Ka
mol asam mol garam
Jika mol asam lemah dinyatakan dengan simbol ɑ sedangkan garam dengan simbol g maka persamaan di atas dapat kita tuliskan
+
[H ] = Ka
a g
Keterangan : Ka = tetapan ionisasi asam lemah a = mol asam g = mol garam Dari persamaan di atas pH larutan buffer asam dapat kita tuliskan
pH = pKa + log
g a
Aspek Pendidikan Karakter Larutan Penyangga adalah larutan yang mampu mempertahankan pH larutan dari penambahan sedikit asam, basa ataupun dengan pengenceran, hal ini karena penyusun dari larutan penyangga. Dari definisi ini mengajarkan kita untuk saling membantu, saling menasihati dan bekerja sama dengan orang lain agar menjadi individu dan kehidupan sosial yang lebih baik.
43 Modul 2 Larutan Penyangga
Contoh Soal : 1. Hitunglah pH larutan berikut : a. Penyangga yang terdiri dari CH3COOH 1,0 M dan CH3COONa 1,0 M -5 (Ka CH3COOH = 1,8 x 10 ) b. Perubahan pH larutan karena penambahan 0,1 mol HCl ke dalam 1 L larutan ini. (anggap penambahan HCl tidak merubah volume larutan) Pembahasan :
[asam]
+
a. [H ] = Ka
[garam]
= 1,8 x 10
-5
(0,1)
(0,1) = 1,8 x 10 M + pH = - log [H ] -5 = - log 1,8 x 10 = 5 –log 1,8 = 4,74 b. Setelah ditambahkan HCl, terjadi ionisasi sempurna HCl + HCl(aq) H (aq) + Cl (aq) 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol -5
-
Mula-mula dalam larutan terdapat 1 mol CH3COOH dan 1 mol CH3COO yang terdapat dalam 1 L air. Setelah terjadi reaksi netralisasi antara HCl dengan CH3COO , dengan reaksi -
+
CH3COO (aq) +
H
(aq)
CH3COOH(aq)
0,1 mol
0,1 mol
0,1 mol
Jumlah mol asam asetat dan ion asetat berubah menjadi: CH3COOH = (1,0 + 0,1)mol = 1,1 mol CH3COO = (1,0 – 0,1)mol = 0,9 mol + Sehingga konsentrasi ion H dapat kita hitung +
[H ] = Ka
[asam] [garam]
= 1,8 x 10
-5
(1,1)
(0, 9) = 2,2 x 10 M + pH = - log [H ] -5 = - log 2,2 x 10 = 5 –log 2,2 = 4,66 Catatan : Dapat kita amati bahwa larutan buffer dengan penambahan asam menghasilkan perubahan pH yang relatif tidak berubah. Jika ditambahkan dilarutan yang bukan buffer maka pH akan berubah menjadi 1,0. -5
44 Modul 2 Larutan Penyangga
2.
pH Larutan Buffer Basa Sama halnya dengan buffer asam, buffer basa dibentuk oleh campuran larutan basa lemah dengan asam konjugasinya. Sifat larutan buffer yang terbentuk akan bersifat basa, hal ini diakibatkan adanya basa lemah dalam campuran. Sebagai contoh buffer basa adalah campuran dari NH 4OH dan NH4Cl. Larutan NH4OH adalah basa lemah sehingga dalam larutannya akan terionisasi sebagian, sedangkan garam NH 4Cl akan terionisasi total. + NH4OH(aq) NH4 (aq) + OH-(aq) Tetapan ionisasi basa dapat dituliskan + [NH4 ][OH ] Kb = [NH4 OH] Berdasarkan tetapan ionisasi basa tersebut maka konsentrasi ion OH dapat kita tuliskan. -
[OH ] = Kb
[NH4 OH]
[NH4 ] +
Karena NH4 mewakili asam konjugasi dari NH4Cl, maka persamaan tersebut dapat dituliskan -
[OH ] = Kb
[NH4 OH] [NH4 Cl]
-
atau dapat dituliskan secara umam [OH ] = Kb
[Basa] [Asam Konjugasi]
Asam konjugasi yang dihasilkan merupakan garam dari reaksi netralisasi, sehingga persamaan tersebut dapat juga dituliskan.
-
[OH ] = Kb
[basa] [garam]
Karena larutan berasal dalam wadah yang sama, berarti memiliki volume campuran yang sama pula, sehingga perbandingan konsentrasi dapat diwakili oleh perbandingan mol, sehingga rumus konsentrasi OH dapat dinyatakan -
[OH ] = Kb
mol basa mol garam
Jika mol basa lemah dinyatakan dengan simbol b sedangkan garam dengan simbol g maka persamaan di atas dapat kita tuliskan
-
[OH ] = Kb
Keterangan : Kb = tetapan ionisasi basa lemah
45 Modul 2 Larutan Penyangga
b g
b = mol basa g = mol garam Dari persamaan di atas pH larutan buffer asam dapat kita tuliskan
pOH = pKb + log
g b
pH = PKw -pKb - log
g b
Contoh Soal : 1. Berapakah massa garam ammonium klorida (NH4Cl) yang harus ditambahkan ke dalam 100 mL larutan NH4OH 0,01 M jika dihasilkan larutan dengan pH 8 0 -5 pada suhu 25 C. anggap volume larutan tidak berubah Kb NH4OH adalah 10 ? (Ar H= 1, N= 14, O= 16, dan Cl= 35,5) Pembahasan : Karena penyangga ini bersifat basa terlebih dahulu kita tentukan konsentrasi ion OH . pH = 8 pOH = 14 – pH = 14 – 8 =6 -6 Sehingga dapat kita hitung bahwa [OH ] = 1 x 10 M -
[OH ] = Kb
mol basa mol garam
mol garam = Kb
mol basa [OH ]
= 1,0 x 10
-5
0, 01 x 100 mmol 1, 0 x10
6
= 10 mmol Massa NH4Cl = mol NH4Cl x Mr NH4Cl = 10 mmol x 53,5 gr/mol = 535 mg = 0,535 gram
Connectio : Untuk mempelajari materi larutan buffer lebih lanjut silahkan ikuti link berikut ini: http://chemed.chem.wisc.edu/chempathsInst...Chem-Textbook/buffer-Solutions-620.html
46 Modul 2 Larutan Penyangga
TEST INGENIO 1. Jelaskan pengertian larutan penyangga ! 2. Bila 3,4 gram gas NH3 dilarutkan ke dalam 1 liter air. Kemudian ke dalam larutan tersebut ditambahkan 5,35 gram NH4Cl. tentukanlah pH larutan tersebut, jika Kb -5 NH3 = 1,8 x 10 , Mr NH3 = 17, dan Mr NH4Cl = 53,5. 3. Bila 2 liter larutan NH4OH 0,2 M dicampurkan dengan 2 liter larutan NH4Cl 0,2 M -5 dan Kb NH4OH = 1,8 x 10 . Tentukan: a. pH larutan penyangga b. pH larutan penyangga setelah penambahan 10 ml HCl 0,1 M c. pH larutan penyangga setelah penambahan 10 ml NaOH 0,1 M 4. Larutan buffer dengan volume 10 L mengandung 0.10 mol asam propionat (CH3CH2COOH) dan 0.10 mol natrium propionat ( CH3CH2COONa ), jika Ka asam -5 propionat 1,8 × 10 maka, Hitunglah pH larutan buffer tersebut. 5. Hitung pH campuran 50 mL CH3COOH 0,1 M dengan 50 mL CH3COONa 0,1 M! -5 Ka CH3COOH = 1,8 x 10 (log 1,8 = 0,26) 6. Kedalam 1 liter terdpat 0,4 mol CH3COOH dan 0,2 mol CH3COONa. Ka CH3COOH = -5 1,8 x 10 . Tentukan pH campuran !
Go To Lab Percobaan Tujuan
: Identifikasi Buffer pada Minuman Bersoda : Mengidentifikasi apakah dalam minuman bersoda terdapat sistem buffer Alat : beaker glass, labu ukur, gelas ukur, pH universal, pipet tetes, dan kaca arloji Bahan : minuman bersoda, larutan HCl 0,1 M, larutan NaOH 0,1 M, larutan NH4OH 0,1 M, larutan CH3COOH 0,1 M, dan Akuades Cara Kerja : 1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan; 2. Menuangkan minuman bersoda ke dalam gelas kimia sebanyak 25 mL; 3. Mengukur pH minuman bersoda setelah tidak berbusa lagi; 4. Menambahkan 0,5 mL HCl 0,1 M ke dalam minuman bersoda tersebut; 5. Mengamati perubahan pH yang terjadi dengan pH universal; 6. Dengan cara yang sama, menambahkan 1 mL HCl 0,1 M dan mengukur pH-nya. 7. Mengulangi langkah 2 – 6, tetapi larutan HCl diganti dengan larutan NaOH 0,1 M, CH3COOH 0,1 M, dan NH4OH 0,1 M; 8. Mengencerkan minuman bersoda 2, 5, dan 10 kali, dan setiap hasil pengen-ceran diukur pH-nya dengan menggunakan pH meter.
47 Modul 2 Larutan Penyangga
Data Percobaan : pH Minuman
Perlakuan
Merk A
Merk B
Merk C
Mula-mula Penambahan
HCl 0,1 M CH3COOH 0,1 M NaOH 0,1 M NH4OH 0,1 M
Pengenceran
0,5 mL 1,0 mL 0,5 mL 1,0 mL 0,5 mL 1,0 mL 0,5 mL 1,0 mL
2 kali 5 kali 10 kali
Pertanyaan : 1. Apakah semua minuman bersoda yang Anda teliti merupakan Larutan Penyangga? 2. Mengapa produsen minuman bersoda memasukkan larutan penyangga ke dalam produk minuman bersoda?
SUMMARY Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH karena pengaruh penambahan sedikit asam, basa ataupun pengenceran Larutan penyangga dibentuk oleh asam lemah dan basa konjugasinya atau dibentuk oleh basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan penyangga yang dibentuk oleh asam lemah dan basa konjugasinya akan bersifat asam, sehingga disebut buffer asam Pada buffer asam [H ] = Ka
[ Asam ]
+
[ Basa Konjugasi ]
Larutan penyangga yang dibentuk oleh basa lemah dan asam konjugasinya akan bersifat basa, sehingga disebut buffer basa Pada buffer basa [OH ] = Kb
[ Basa ]
-
[ Asam Konjugasi ]
48 Modul 2 Larutan Penyangga
UJI KOMPETENSI Pilihlah salah satu jawaban yang benar dengan memberikan tanda silang (x) 1. Larutan penyangga atau buffer adalah …. a. Larutan yang berisi campuran asam kuat dengan basa konjugasinya b. Larutan yang pH-nya tidak berubah dengan penambahan asam, basa ataupun pengenceran c. Larutan yang berisi campuran antara asam lemah dengan basa lemah d. Larutan yang pH-nya relatif tidak berubah dengan penambahan sedikit asam, basa ataupun dengan pengenceran e. Larutan yang memiliki pH yang dapat berubah-ubah sesuai tempatnya. 2. Berapakah pH larutan jika 200 mL HCOOH 0,1 M dengan 200 mL HCOONa 0,1 M (ka HCOOH = -5 1,8 x 10 ) a. 5 b. 5 – log 1,8 c. 5 +log 3,6 d. 6 e. 9 + lo 1,8 -5 3. Kedalam 1 liter terdapat 0,4 mol CH3COOH dan 0,2 mol CH3COONa. Ka CH3COOH = 1,8 x 10 . pH campuran yang terjadi adalah …. a. 5 – log 3,6 b. 5 – log 1,8 c. 5 + log 3,6 d. 5 + log 1,8 e. 6 4. pH yang terbentuk jika 50 mL CH3COOH 0,1 M di campur dengan 50 mL NaCH3COO 0,1 M -5 adalah …. (ka CH3COOH = 1,8 x 10 ) a. 5 b. 5 – log 1,8 c. 5 +log 3,6 d. 6 e. 9 + lo 1,8 5. Kita ingin membuat larutan penyangga dengan pH = 9.00 yang terbuat dari larutan NH3 dan + NH4 . Berapa gram NH4Cl(s) yang ditambahkan ke dalam 1.0 L larutan NH3 0.10 M untuk membuat larutan penyangga ini . (Asumsikan bahwa volume larutan tidak berubah dengan penambahan NH4Cl.) Mr NH4Cl = 53.49 g/mol. a. 2.9 g b. 5.6 g c. 0.18 g d. 3.8 g e. 9.6 g 6. Manakah pasangan asam basa konjugasi yang paling tepat untuk membuat larutan penyangga dengana pH 3.0? Jika diberikan data Ka seperti berikut: -5 Ka CH3CO2H 1.8 ×10 -5 Ka C6H5CO2H 6.3 ×10
49 Modul 2 Larutan Penyangga
-3
Ka ClCH2CO2H 1.4 ×10 -10 Ka H3BO3 5.8 ×10 -7 Ka H2CO3 4.3 ×10 a. H2CO3 / NaHCO3 b. CH3CO2H / Na(CH3CO2) c. NaHSO4 / Na2SO4 d. ClCH2CO2H / Na(ClCH2CO2) e. H3BO3 / NaH2BO3 7. Campuran larutan buffer yang bersifat basa adalah …. a. CH3COOH/CH3COONa b. HF/KF c. H2CO3/NaHCO3 d. NH3/(NH4)2SO4 e. NH3/NH4F –6 8. Sebanyak 50 mL larutan NH4OH 0,01 M (Kb = 10 ) dicampur dengan 100 mL larutan NH4Cl 0,5 M. Maka pH campurannya adalah …. a. 5 b. 6 c. 7 d. 8 e. 9 9. Campuran buffer yang dapat mempertahankan pH darah dalam tubuh kita adalah …. – a. HCN/CN – b. HCl/Cl – c. H2CO3/HCO3 – d. CH3COOH/CH3COO – e. HCOOH/HCCO 10. Ke dalam 1 liter larutan asam asetat 0,1 M yang pH-nya = 3 ditambahkan garam natrium –5 asetat supaya pH-nya menjadi dua kali semula (Ka = 10 ). Garam natrium asetat yang ditambahkan sebanyak …. a. 0,0001 mol b. 0,001 mol c. 0,01 mol d. 0,1 mol e. 1,0 mol
50 Modul 2 Larutan Penyangga
Kegiatan Pembelajaran 2 A.
Reaksi Pembentukan Larutan Penyangga. Telah kita pelajari di pembelajaran pertama, bahwa larutan buffer terbentuk dari campuran antara asam lemah dengan basa konjugasinya. Larutan buffer juga dapat dibentuk dari campuran antara basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan penyangga atau buffer dapat juga dibentuk antara asam lemah dengan basa kuat dengan syarat saat akhir reaksi basa kuat habis bereaksi sedangkan asam lemahnya sisa, hal tersebut berlaku juga untuk reaksi antara basa lemah dengan asam kuat. 1. Reaksi Pembentukan Buffer Asam Larutan buffer asam terbentuk antara asam lemah dengan basa kuat. Sebagai contoh kita akan mereaksikan 100 mL asam lemah HF 0,1 M dengan 50 mL larutan basa kuat NaOH 0,1 M, hingga seluruh NaOH habis bereaksi. Reaksi netralisasi tersebut dapat kita tuliskan. HF(aq) + NaOH(aq) NaF(aq) + H2O(l) Pada reaksi ini terdapat : mol HF = 100 mL x 0,1 M = 10 mmol mol NaOH = 50 mL x 0,1 M = 5 mmol reaksi ini secara keseluruhan dapat kita tuliskan HF(aq) Mula - mula Reaksi Sisa
+
10 mmol 5 mmol 5 mmol
NaOH(aq)
NaF(aq)
5 mmol 5 mmol -
5 mmol 5 mmol
+
H2O(l) 5 mmol 5 mmol
Syarat dari buffer adalah basa kuat haruslah habis bereaksi, seperti kita lihat pada reaksi di atas NaOH habis bereaksi. Reaksi di atas menghasilkan larutan buffer asam, hal ini dapat kita ketahui karena di akhir reaksi masih terdapat larutan asam lemah HF, sehingga larutan bersifat asam. Jika reaksi di atas kita hitung pH-nya maka akan berlaku rumus.
[ Asam ]
+
[H ] = Ka
[ Basa Konjugasi ]
Karena berada dalam satu wadah, rumus tersebut dapat kita nyatakan +
[H ] = Ka
mol asam mol basa konjugasi -4
Nilai Ka dapat kita amati pada Tabel 1.4, Ka HF =6,8 x 10 , sehingga dapat kita tuliskan +
[H ] = Ka +
mol asam mol basa konjugasi
[H ] = 6,8 x 10
-4
5 mmol
5 mmol [H ] = 6,8 x 10 M -4 pH = -log 6,8 x 10 pH = 4 – log 6,8 pH = 4 – 0,833 pH = 3, 167 +
-4
51 Modul 2 Larutan Penyangga
Contoh soal : Berapakah pH dari 50 mL CH3COOH 0,3 M dengan 50 mL NaOH 0,1 M (ka -5 CH3COOH = 1,8 x 10 ) Penyelesaian : mol CH3COOH = 15 mmol mol NaOH = 5 mmol Mula - mula Reaksi Sisa +
[H ] = Ka +
CH3COOH(aq) +
NaOH(aq)
CH3COONa(aq) +
H2O(l)
15 mmol 5 mmol 10 mmol
5 mmol 5 mmol -
5 mmol 5 mmol
5 mmol 5 mmol
mol asam mol basa konjugasi
[H ] = 1,8 x 10
-5
10 mmol
5 mmol [H ] = 1,8 x 10 x 2 + -5 [H ] = 3,6 x 10 M -5 pH = -log 3,6 x 10 pH = 5 – log 3,6 pH = 5 – 0.55 pH = 4,45 +
-5
2. Reaksi Pembentukan Buffer Basa Seperti halnya buffer asam, buffer basa dibentuk oleh reaksi antara basa lemah dengan asam kuat. Reaksi akan membentuk larutan buffer dengan syarat bahwa asam kuat akan habis saat akhir reaksi. Larutan akan bersifat basa karena setelah akhir reaksi masih menyisakan basa lemah. Sebagai contoh mari kita lihat reaksi pembentukan buffer antara 100 mL larutan basa lemah NH4OH 0,1 M dengan larutan asam kuat 100 mL larutan HCl 0,05 M. Dalam reaksi tersebut terdapat mol NH4OH = 10 mmol mol HCl = 5 mmol
Mula - mula Reaksi Sisa
NH4OH(aq) +
HCl(aq)
NH4Cl(aq)
10 mmol 5 mmol 5 mmol
5 mmol 5 mmol -
5 mmol 5 mmol
+
H2O(l) 5 mmol 5 mmol
Karena , terdapat sisa basa lemah maka larutan akan bersifat basa sehingga dari reaksi ini kita dapat menghitung konsentrasi ion OH -
[OH ]= Kb
mol basa mol asam konjugasi
52 Modul 2 Larutan Penyangga
-5
Dengan melihat nilai Kb dari Tabel 1.5 kita dapatkan Kb NH4OH = 1,8 x 10 sehingga perhitungan pH dapat kita tulis, -
[OH ]= 1,8 x 10
-5
5 mmol
5 mmol [OH ]= 1,8 x 10 M -
-5
-
pOH = - log [OH ] -5
pOH = - log 1,8 x 10 pOH = 5 –log 1,8 pH = 14 – pOH
pH = 14 – (5 – log 1,8) pH = 9 + log 1,8 pH = 9 + 0,255 pH = 9,255
Connectio : Untuk mempelajari materi larutan penyangga lebih jauh Anda dapat mengikuti link berikut. Http://chemguide.co.uk/physical/acidbaseeqia/buffers.html
53 Modul 2 Larutan Penyangga
Contoh soal : 1. Dicampur 600 mL NH4OH 0,2 M dengan 40 mL HCl 0,5 M. Jika kb NH4OH = 1,8 -5 x 10 , Tentukan pH campuran! Penyelesaian : mol NH4OH = 120 mmol mol HCl = 20 mmol NH4OH(aq) Mula - mula Reaksi Sisa
-
120 mmol 20 mmol 100 mmol
HCl(aq)
NH4Cl(aq) +
H2O(l)
20 mmol 20 mmol -
20 mmol 20 mmol
20 mmol 20 mmol
mol basa
-
[OH ] = Kb
+
mol asam konjugasi
[OH ] = 1,8 x 10
-5
100 mmol
20 mmol -5 [OH ] = 1,8 x 10 x 5 -5 [OH ] = 9 x 10 M -5 pOH = -log 9 x 10 pOH = 5 – log 9 pH = 14 - pOH pH = 14 - (5 –log 9) pH = 9 + log 9 pH = 9,954
TEST INGENIO 1. Tentukan pH campuran berikut! –5 a. 0,1 M asam asetat + 0,04 M natrium asetat (Ka = 10 ) –5 b. 100 M larutan NH3 0,5 M + 100 mL HCl 0,1 M (Kb = 10 ) –5 c. 50 mL HCOOH 0,2 M + 100 mL HCOOK 0,1 M (Ka = 10 ) –5 d. 100 mL NH4OH 0,5 M + 50 mL H2SO4 0,4 M (Kb = 10 ) 2. Sebanyak 100 mL larutan CH3COOH 0,2 M dicampur dengan 100 mL larutan NaOH –5 0,1 M(Ka CH3COOH =10 ). Tentukan pH larutan sebelum dan sesudah dicampurkan! 3. Sebanyak 900 mL larutan berisi campuran dari CH3COOH 0,1 M dan CH3COONa –5 0,1 Mditambahkan 100 mL larutan HCl 0,1 M (Ka = 10 ). Bandingkan harga pH-nya sebelum dan sesudah ditambah HCl! 4. Berapa mL larutan NH3 0,1 M dan larutan HCl 0,1 M masing-masing yang diperlukan –5 untuk membuat larutan buffer dengan pH = 9 sebanyak 120 mL (Kb = 10 )? 5. Berapakah gram amonium sulfat (NH4)2SO4 yang harus ditambahkan ke dalam 500 mL larutan NH3 0,1 M untuk mendapatkan larutan buffer dengan pH = 9? (Kb = 10–5; Ar N = 14; S = 32; dan O = 16).
54 Modul 2 Larutan Penyangga
B.
Manfaat Larutan Penyangga Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama 2dalam cairan intraselnya adalah ion H2PO4 dan ion HPO4 yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata. Pada obat tetes mata mempunyai pH yang sama dengan cairan tubuh kita, hal ini bertujuan agar tidak menimbulkan efek samping. 1. Manfaat dalam Tubuh Manusia Cairan tubuh bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga 2utama dalam cairan intraselnya seperti H 2PO4 dan HPO4 yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Menjaga pH pada plasma darah agar berada pada pH berkisar 7,35 – 7,45 ,yaitu + dari ion HCO3 dengan ion Na . Apabila pH darah lebih dari 7,45 akan mengalami alkalosis, akibatnya terjdi hiperventilasi/bernapas berlebihan, muntah hebat. Apabila pH darah kurang dari 7,35 akan mengalami acidosis akibatnya jantung ,ginjal ,hati dan pencernaan akan terganggu. Menjaga pH cairan tubuh agar + ekskresi ion H pada ginjal tidak terganggu, yaitu asam dihidrogen posphat (H2PO4 ) dengan basa monohidrogen posphat -2 (HPO4 ). Sumber : http://chem.duke.edu
Gambar 2.1. Nyeri otot saat olah raga, terjadi karena produksi asam laktat dalam tubuh. nyeri ini akan segera hilang dalam waktu beberapa saat setelah beristirahat. 2.
Manfaat dalam Bidang Industri Dalam industri, larutan penyangga digunakan dalam fotografi, industri kulit dan zat warna. Larutan penyangga juga digunakan untuk penanganan limbah. Larutan penyangga ditambahkan pada limbah untuk mempertahankan pH 5-7,5. Hal itu untuk memisahkan materi organik pada limbah sehingga layak di buang ke perairan. Larutan penyangga juga terdapat dalam makanan kaleng yang berfungsi untuk menjaga pH makanan olahan dalam kaleng agar tidak mudah rusak/teroksidasi (asam benzoat dengan natrium benzoat). Larutan penyangga terdapat juga dalam minuman bersoda yang berfungsi mempertahankan pH sehingga minuman tidak mudah rusak. 3. Manfaat dalam Bidang Farmasi Sebagian besar fungsi larutan penyangga banyak diterapkan dalam bidang farmasi. Cairan
55 Modul 2 Larutan Penyangga
injeksi ataupun cairan infus yang akan dimasukkan ke dalam tubuh harus memiliki pH yang konstan dan sama dengan pH tubuh yang bertujuan meminimalkan efek samping obat terhadap tubuh. Contoh lain dapat kita lihat pada obat penghilang rasa nyeri, aspirin mengandung asam asetilsalisilat. Beberapa merek aspirin juga ditambahkan zat untuk menetralisir kelebihan asam di perut, seperti MgO. Obat suntik atau obat tetes mata, pH-nya harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. Obat tetes mata harus memiliki pH yang sama dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu pula obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah. 4. Larutan penyangga dalam air laut 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 anion-anion 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. H2O(l) + CO2(g) ⇄ H2CO3(aq) 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: – + H2CO3(aq) ⇄ HCO3 (aq) + H (aq) – 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. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama. C.
Dampak Penggunaan Larutan Penyangga dalam kehidupan sehari-hari Pemanfaatan suatu produk kimia tentu akan memiliki dampak terhadap pemakai maupun lingkungan, berikut adalah dampak positif dari pemanfaatan larutan penyangga. 1. Dengan adanya teknik pengolahan limbah industri melalui proses anaerob masyarakat dapat terhindar dari berbagai macam penyakit yang ditimbulkan oleh lingkungan yang tercemar limbah. 2. Kebutuhan akan obat, gizi dan cairan infus terpenuhi. 3. Dengan adanya obat kumur, kesehatan gigi dan gusi masyarakat dapat terjaga. 4. Masyarakat dapat meningkatkan performa olahraga dengan mengkonsumsi minuman isotonik yang mengandung natrium sitrat-asam sitrat. 5. Terpenuhinya kebutuhan masyarakat terhadap makanan dan minuman kemasan yang diawetkan. 6. Tersedianya lapangan perkerjaan sebagai produsen atau distributor produk-produk berbasis larutan penyangga. Setiap produk selain mempunyai dampak positif tentu juga mempunyai dampak negatif, terutama jika penggunaannya berlebihan. berikut beberapa contoh dampak negatif dari pemanfaat produk yang menggunakan larutan penyangga.
56 Modul 2 Larutan Penyangga
1. Masyarakat dapat terserang penyakit-penyakit tertentu akibat penggunaan produk berbasis larutan penyangga secara berlebihan. Contohnya: a. Penggunaan obat tetes mata yang mengandung kortikosteroid secara berlebihan dapat menyebabkan katarak atau bahkan kebutaan. b. Penggunaan lensa kontak yang tidak sesuai aturan, misalnya tidak mengganti larutan disinfektan/larutan perendam lensa kontak secara teratur dapat menyebabkan gloukoma. c. Penggunaan obat kumur beralkohol secara berlebihan dapat menyebabkan kanker mulut. 2. Penggunaan produk-produk berbasis larutan penyangga buatan pabrik umumnya dikemas dalam botol-botol plastik atau kaleng. Hal ini menyebabkan bertambahnya limbah. 3. Meningkatnya limbah botol/kaleng kemasan produk-produk berbasis larutan penyangga mendorong manusia melakukan penanganan limbah (daur ulang botol/kaleng).
57 Modul 2 Larutan Penyangga
UJI KOMPETENSI Pilihlah salah satu jawaban yang benar dengan memberikan tanda silang (x) -5 1. Berapakah pH dari 50 mL CH3COOH 0,2 M dengan 50 mL NaOH 0,1 M? (ka CH3COOH = 2 x 10 ) a. 5 b. 5 – log 2 c. 5 + log 2 d. 9 – log 2 e. 9 + log 2 2. Dicampurkan 600 mL larutan NH4OH 0,4 M dengan 400 mL HCl 0,5 M. Jika kb NH4OH = 1,8 x -5 10 , pH campuran dari larutan tersebut adalah …. a. 6 – log 1,8 b. 6 – log 3,6 c. 8 + log 1,8 d. 8 + log 3,6 e. 9 + log 3,6 3. Berapakah volume larutan NaOH 0,1 M yang diperlukan ditambahkan ke dalam 40 mL larutan -5 asam asetat 0,1 M (Ka = 1.10 ) agar diperoleh larutan penyangga dengan pH = 5? a. 10 mL b. 20 mL c. 30 mL d. 40 mL e. 50 mL 4. Fungsi sistem larutan penyangga dalam darah adalah mempertahankan….. a. Derajat keasaman darah d. Jumlah fibrionogen darah b. Kadar Hb darah e. Jumlah sel darah putih dalam darah c. Jumlah sel darah merah dalam darah 5. Direaksikan beberapa larutan seperti berikut. (1) 100 ml asam asetat 0,1 M dan 50 ml NaOH 0,1 M (2) 100 ml asam asetat 0,2 M dan 100 ml NaOH 0,1 M (3) 100 ml asam klorida 0,1 M dan 100 ml NH4OH 0,2 M (4) 100 ml asam klorida 0,1 M dan 100 ml NH4OH 0,1 M Campuran di atas yang dapat membentuk larutan penyangga adalah …. a. (1), (2), dan (3) d. (4) b. (1) dan (3) e. semua larutan c. (2) dan (4) 6. Besarnya pH campuran dari 200 mL larutan NH3 0,4 M yang dicampurkan dengan 50 mL –5 H2SO4 0,2 M (Kb = 10 ) adalah …. a. 5 b. 5 – log 2 c. 8 + log 2 d. 9 e. 9 + log 2 7. Manfaat larutan penyangga dalam bidang industry, kecuali …. a. Untuk fotografi
58 Modul 2 Larutan Penyangga
b. Pembuatan zat warna c. Pengawetan makanan d. Pengawetan kulit e. Pemurnian logam 8. Campuran yang dapat membentuk larutan penyangga adalah .... a. 50 mL larutan NaOH 0.2 M dengan 50 mL larutan CH3COOH 0.1 M b. 35 mL larutan NaOH 0.2 M dengan 70 mL larutan NH3 0.1 M c. 40 mL larutan NaOH 0.1 M dengan 60 mL larutan NH3 0.1 M d. 50 mL larutan NaOH 0.1 M dengan 50 mL larutan CH3COOH 0.2 M e. 50 mL larutan NaOH 0.2 M dengan 70 mL larutan CH3COOH 0.1 M 9. Sebanyak 750 mL larutan penyangga yang dibuat dari campuran larutan CH3COOH 0,3 M dan larutan KOH 0,2 M menghasilkan larutan dengan pH 5 – log 3,2. Perbandingan volume -5 CH3COOH dan KOH adalah .... (Ka = 1.6 × 10 ) a. 500 : 250 b. 250 : 700 c. 300 : 450 d. 450 : 300 e. 375 : 375 10. Normalnya pH darah manusia berkisar antara 7,35 sampai 7,45. Hal ini disebabkan adannya sistem buffer dalam darah. Hal yang sama juga terdapat di dalam sel dan kelenjar saliva. Berikut adalah larutan penyangga yang terdapat dalam tubuh manusia, kecuali .... a. Buffer karbonat b. Buffer fosfat c. Buffer hemoglobin d. Buffer asetat e. Buffer Oksihemoglobin
59 Modul 2 Larutan Penyangga
Cek : 1. Jelaskan apakah yang Anda ketahui tentang a. Larutan buffer b. Buffer asam c. Buffer basa 2. Tentukan pH buffer dari 1 L larutan yang mengandung asam asetat 0,2 mol dan 0,4 mol -5 natrium asetat, jika Ka = 1 x 10 3. Tentukan pH buffer dari campuran 100 mL amonia 0,2 M dan 50 mL amonium klorida 0,5 M -5 jika Kb = 1 x 10 4. Sebutkan manfaat larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari? 5. 100 mL asam format 0,1 M direaksikan dengan 100 mL larutan KOH 0,05 M tentukan: a. Apakah terbentuk larutan buffer? b. Jika terjadi larutan buffer apakah sifat larutan buffer yang terjadi? c. Hitunglah pH larutan
Perluasan : Perhatikan persamaan penentuan buffer asam berikut : [ Asam ] + [H ] = Ka [ Basa Konjugasi ] Dengan memperhatikan harga Ka pada Tabel 1.5, menurut Anda mungkinkah larutan buffer dibuat dengan pH =1, berikan alasanya?
Eksplorasi : Teknik pembuatan minuman penambah performa olahraga Campuran garam sitrat dengan asam sitrat dalam produk minuman biasanya digunakan sebagai pengatur keasaman yang juga dapat memperkaya rasa dari minuman. Namun dalam kaitannya dengan kegiatan olahraga, campuran garam sitrat dengan asam sitrat juga dapat berfungsi sebagai ergogenic aids yang dapat membantu untuk meningkatkan performa olahraga. Hal ini salah satunya disebabkan karena molekul ini dapat bersifat sebagai buffer terhadap asam laktat yang terbentuk dalam proses metabolisme energi secara anaerobik. Oleh sebab itu maka asam sitrat- natrium sitrat dapat membantu meningkatkan performa olahraga terutama pada olahraga intensitas tinggi yang bergantung terhadap sistem metabolisme secara anaerobik untuk menghasilkan energi. Selain membantu memberikan peningkatan terhadap performa olahraga intensitas tinggi yang bergantung terhadap sistem metabolisme energi secara anaerobik. Konsumsi sitratnatrium sitrat juga dapat memberikan peningkatan terhadap performa olahraga yang bersifat ketahanan (endurance) seperti lari jarak jauh atau juga road cycling. (Sumber :http://psslab.com/blog/index.php?categoryid=1&2_articleid=2)
60 Modul 2 Larutan Penyangga
Test Eksplorasi : 1. 2. 3. 4.
Tuliskan rumus molekul dari asam sitrat! Secara alami, terdapat dalam apakah asam sitrat. Buffer apakah yang terdapat di dalam minuman tersebut? Apa pengaruh asam laktat yang terbentuk saat kita olah raga bagi tubuh kita?
61 Modul 2 Larutan Penyangga
PELATIHAN Pilihlah salah satu jawaban yang benar dengan memberikan tanda silang (x) 1. Larutan penyangga adalah suatu campuran dari …. a. Asam kuat dengan basa kuat b. Asam lemah dengan basa lemah c. Asam lemah dengan garamnya dari basa kuat d. Asam lemah dengan garamnya dari asam kuat e. Asam lemah dengan garamnya dari basa lemah 2. Campuran yang termasuk lautan buffer adalah …. a. 100 mL NaOH 0,1 M + 50 mL HCl 0,1 M b. 100 mL NaOH 0,1 M + 50 mL CH3COOH 0,1 M c. 100 mL NH4OH 0,1 M + 50 mL HCl 0,1 M d. 100 mL NH4OH 0,1 M + 100 mL HCl 0,1 M e. 100 mL NaOH 0,1 M + 100 mL CH3COOH 0,1 M 3. Penambahan sedikit air dalam larutan penyangga akan mengakibatkan …. a. pH larutan naik b. PH larutan Turun c. pH larutan naik tajam d. pH larutan relatif tetap e. pH larutan turun drastis -5 4. Dalam 1 L larutan terdapat 0,2 mol asam asetat (Ka = 10 ) yang dicampur dengan 0,02 mol larutan natrium asetat. Besar pH larutan yang terbentuk adalah .... a. 7 b. 6 c. 5 d. 4 e. 3 5. Jika larutan NH4Cl dengan volume dan konsentrasi yang sama ditambahkan ke dalam 200 mL -5 larutan NH4OH 0,2 M. pH larutan yang terbentuk adalah .... (Kb NH4OH = 10 ) a. 5 b. 6 c. 8 d. 9 e. 10 6. Massa CH3COOK (Mr = 98) yang terdapat dalam 100 mL larutan CH3COOH 0,1 M agar -5 terbentuk larutan penyangga dengan pH 6 adalah .... (Ka CH3COOH = 10 ) a. 0.245 b. 0.49 c. 0.98 d. 9.8 e. 19.6 7. Larutan penyangga asam terbentuk jika asam lemah bereaksi dengan basa kuat dan terdapat sisa asam lemah. Untuk membuat suatu larutan penyangga asam, seorang siswa mencampur -4 200 ml larutan HCOOH 0,1 M (Ka HCOOH = 10 ) dengan 100 ml, larutan NaOH 0,1 M. pH larutan yang dihasilkan adalah ....
62 Modul 2 Larutan Penyangga
a. 3 b. 4 c. 5 d. 6 e. 7 8. Berapakah pH dari 500 mL CH3COOH 0,2 M dengan 250 mL NaOH 0,2 M? (ka CH3COOH = 2 x -5 10 ) a. 5 b. 5 – log 2 c. 5 + log 2 d. 9 – log 2 e. 9 + log 2 -5 9. Ke dalam 90 ml larutan NH4OH 0,1 M (Kb NH4OH = 10 ) dicampurkan dengan 15 ml larutan H2SO4 0,1 M. Maka pH larutan yang terjadi adalah .... a. 5 - log 2 b. 5 - log 4 c. 8 + log 5 d. 9 + log 2 e. 9 + log 4 10. Sebanyak 3,16 gram (CH3COO)2Ca, Mr = 158 ditambahkan dalam larutan CH3COOH 0,4 M yang -5 volumenya 100 mL. Jika Ka CH3COOH = 2 x 10 dan volume larutan dianggap tidak berubah, pH larutannya adalah .... a. 5 – log 2 b. 5 – log 4 c. 6 – log 2 d. 8 + log 2 e. 9 + log 2 11. Perhatikan tabel berikut : pH saat Penambahan Larutan pH awal 5 mL HCl 0,1 M 5 mL NaOH 0,1 M A 5,00 4,91 5,08 B 6,40 2,32 10,27 C 9,80 9,54 10,02 D 10,00 7,00 13,43 Berdasarkan data di atas, yang merupakan larutan buffer adalah …. a. A, B, dan C b. A dan C c. B dan D d. D saja e. A, B, C, dan D 12. Campuran berikut ini yang merupakan larutan buffer adalah …. a. 100 ml CH3COOH 0,2 M + 150 ml NaOH 0,2M b. 100 ml CH3COOH 0,2 M + 500 ml NaOH 0,2 M c. 100 ml HCN 0,4 M + 100 ml Ba(OH)2 0,2 M d. 100 ml NH3 0,2 M + 150 ml HCl 0,2 M
63 Modul 2 Larutan Penyangga
e. 150 ml NH3 0,2 M + 150 ml HCl 0,3 M -5 13. pH campuran dari 200 ml NH4Cl 0,1 M dengan 200 ml NH4OH 0,1 m adalah …. (Kb=10 ) a. 5 d. 11 b. 7 e. 13 c. 9 14. Untuk membuat larutan dengan pH = 5 - log 6, maka ke dalam 60 mL larutan asam lemah HA -5 0,1 M (Ka= 1,2 .10 ) harus ditambahkan larutan NaOH 0,05 M sebanyak….mL a. 10 d. 60 b. 20 e. 80 c. 40 -4 15. Ke dalam 100 ml larutan asam lemah HCOOH dengan pH = 2 - log 2, (Ka= 2 .10 ) harus ditambahkan ɑ gram NaOH (mr = 40) sehingga pH larutan menjadi 4 – log 6 Besar harga ɑ adalah …. a. 4,0 b. 3,6 c. 2,0 d. 0,8 e. 0,4 + 16. Berapakah konsentrasi ion H3O dalam larutan 0,120 M HF dan larutan 0,0150 M NaF. Jika -4 Ka HF = 6,7 x 10 . -3 a. 5,4 x 10 -5 b. 8,4 x 10 -5 c. 8,0 x 10 -3 d. 9,0 x 10 e. 0,125 17. Larutan buffer yang mengandung 0.052 M HC2H3O2 dan 0.026 M NaC2H3O2. Besar pH untuk -5 larutan ini adalah …. ( Ka HC2H3O2 = 1.8x10 , log 1,8 = 0,26 ) a. 4.74 b. 3.26 -4 c. 1.2 x 10 d. 5.26 e. 3.92 18. Which of the following solutions is NOT a buffer? a. 0.10 M NaF + 0.05 M HF b. 0.10 M NH3 + 0.05 M NH4Cl c. 0.10 M KC2H3O2 + 0.05 M HC2H3O2 d. 0.10 M NaCl + 0.05 M HCl e. 0.10 M H2S + 0.01 M Na2S 19. Campuran larutan NaF dan HF sebanyak 100 mL memiliki pH = 4,53. pH larutan yang terjadi jika larutan ditambah 10 mL HF adalah…. a. pH larutan naik sedikit b. pH larutan turun sedikit c. pH larutan naik drastis d. pH larutan turun drastis e. pH larutan tetap
64 Modul 2 Larutan Penyangga
20. Suatu larutan yang terdiri 0.50 M HOAc dan 0.50 M OAcNa sebanyak 1 liter diencerkan hingga volumenya menjadi 2 liter, maka pH larutan menjadi …. a. Naik dua kali b. Turun setengah kali c. Naik 3 kali d. Turun satu e. Hampir tetap
65 Modul 2 Larutan Penyangga
66 Modul 2 Larutan Penyangga
Related Documents 3h463d
Larutan Penyangga 4s6r6n
October 2020 0
Larutan Penyangga 4s6r6n
April 2020 36
Larutan Penyangga 4s6r6n
October 2020 0
Rpp 7 Larutan Penyangga 2y2f4
January 2021 0
Rpp Larutan Penyangga 45p6e
January 2021 0
Ph Dan Larutan Penyangga 34vm
August 2021 0More Documents from "Jatmiko Eko Saputro" 1159d
Larutan Penyangga 4s6r6n
April 2020 36
Lembar Kerja Siswa Hukum Newton 605v4w
August 2020 0
Asam Basa 53492s
December 2020 0
Pengaruh Unsur-unsur Cuaca Dan Iklim Ter 6o6a5c
November 2019 101
Tugas Audio Mm.doc 6a476v
April 2020 23