Buffer Dan Kapasitas Buffer

BUFFER DAN KAPASITAS BUFFER

A.  TUJUAN

Tujuan dari pratikum kali ini yaitu uneuk memperkenalkan cara pembuatan buffer dan penetapan pH larutan, serta penentuan kapasitasnya.

B.  LANDASAN TEORI

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).

Tingkat keasaman ( pH ) adalah variabel penting untuk kualitas proses, dalam sistem pengendaliannya mempunyai masalah utama pada karakteristik nonlinear terhadap larutan penetralnya. Penambahan salah satu larutan terhadap nilai pH yang dihasilkan pada pencampuran tersebut memiliki sifat nonlinear dan tergambarkan pada kurva titrasinya. Penambahan sedikit saja volume dari salah satu larutan, dapat mengubah nilai pH secara signifikan, terutama saat menuju netral (Sanjaya, 2012).

Saat titik ekivalen semua asam asetat dan NaOH terlarut, sehingga terbentuk CH3COO- dan harga pH-pun ditentukan oleh larutan CH3COO- atau pH>7 (perhatikan untuk titrasi asam lemah-basa kuat pH ≠ 7. Setelah titik ekivalen tersebut nilai pH ditentukan oleh sisa basa kuatnya. Untuk titrasi asam lemah oleh basa luat, harga pH awal lebih tajam dari titrasi asam-basa kuat. Semakin lemah asam, maka titik ekivalen makin inflection. Untuk asam yang sangat lemah tidak mungkin untuk mendeteksi titik ekivalen. Bagi aspek sistem pengendalian kondisi lemah lebih mudah untuk dikendalikan. Hal tersebut terjadi oleh karena gain yang diperlukan untuk menaiikan pH dari asam-netral ke kondisi basanya mempunyai rentang penguatan yang lebar (Irawan, 2004).

Larutan penyangga sangat penting dalam kehidupan; misalnya dalam analisis kimia, biokimia, bakteriologi, zat warna, fotografi, dan industri kulit. Dalam bidang biokimia, kultur jaringan dan bakteri mengalami proses yang sangat sensitif terhadap perubahan pH. Darah dalam tubuh manusia mempunyai kisaran pH 7,35 sampai 7,45, dan apabila pH darah manusia di atas 7,8 akan menyebabkan organ tubuh manusia dapat rusak, sehingga harus dijaga kisaran pHnya dengan larutan penyangga (Panca, 2012). 

C.  ALAT DAN BAHAN

1.   Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut

-       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 adalah

-       Kertas pH

-       Asam Asetat 0,1 M

-       NaOH 0,1 M

-       Buffer asetat pH 4 dan pH 5

D.  PROSEDUR KERJA

-

E.  HASIL PENGAMATAN

1.    Tabel Pengamatan

a.    Asam Asetat (CH₃COOH)

V Asam Asetat (ml)	V NaOH 0,1 M (ml)	pH
10 ml	0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5	3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

b.    Buffer Asetat pH 4

V Buffer Asetat pH 4(ml)	V NaOH 0,1 M (ml)	pH
10 ml	0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5	4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

c.    Buffer asetat pH 5

V Buffer Asetat pH 5 (ml)	V NaOH 0,1 N (ml)	pH
10 ml	0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5	5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6

2.    Perhitungan

a.    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

b.    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

c.    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 penyangga adalah suatu larutan yang mampu mempertahankan pH pada kisarannya apabila terjadi upaya untuk menaikkan atau menurunkan pH. Larutan penyangga mempunyai zat terlarut yang bersifat sebagai penyangga. Penyangga memiliki komponen asam dan basa. Komponen asam mengatasi kenaikan pH sedangkan komponen basa mengatasi penurunan pH. Asam dan basa ini merupakan pasangan konjugasi. pH larutan penyangga asam dan basa dapat dipertahankan pada kisarannya, bila terjadi penambahan sedikit  asam kuat, sedikit basa kuat dan pengenceran.

Larutan buffer dapat mempertahankan pHnya 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.

Pada percobaan ini digunakan 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 adalah 4 dan tidak berubah sampai volume NaOH 5 ml.

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 tidak berubah sampai volume NaOH 5 ml. 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 saat 6 kali penambahan 0,5 ml NaOH, pH larutan tersebut tidak berubah. pH larutan berubah saat penambahan yang ketujuh yaitu 6 dan tidak berubah sampai volume larutan NaOH menjadi 5 ml.

Larutan buffer asetat disusun oleh garam dan asam yaitu CH₃COOH sebagai asamnya dan CH₃COONa sebagai garamnya sehingga 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.

Dalam indutri farmasi, 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. Larutan penyangga sangat penting dalam kehidupan misalnya dalam analisis kimia, biokimia, bakteriologi, zat warna, fotografi, dan industri kulit. Dalam bidang biokimia, kultur jaringan dan bakteri mengalami proses yang sangat sensitif terhadap perubahan pH. Darah dalam tubuh manusia mempunyai kisaran pH 7,35 sampai 7,45, dan apabila pH darah manusia di atas 7,8 akan menyebabkan organ tubuh manusia dapat rusak, sehingga harus dijaga kisaran pHnya dengan larutan penyangga.

G.  KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan buffer dibuat dengan mencampurkan asam lemah atau basa lemah dengan garamnya dengan perbandingan tertentu dan kapasitas buffer sangat dipengaruhi oleh konsentrasi asam dan garam, dimana semakin tinggi konsentasi asam dan garam maka semakin besar kapasitas buffernya sehingga semakin besar kemampuan untuk 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.

Irawan, M.K., dan Hendra, C. 2004. Perancangan Kontrol Ph Pada Proses Titrasi Asam Basa. Jurnal Proses Penetralan pH. Jurusan Teknik Fisika – Fakultas Teknologi Industri. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.

Panca, Ali. 2012. Pembuatan Buffer. http://alipanca5.blogspot.com/2012/06/13/pembuatan-buffer.html. Diakses tanggal 21 April 2013.

Sanjaya, Haris dan Hendra Cordova. 2012. Rancang Bangun Kontrol pH Menggunakan PID Berbasis Tuning Damping Ratio(ξ). Jurnal teknik pomits. Vol.1, No.1:1-6.