Show Larutan buffer dalam labu kimia
Pengertian larutan penyanggaBuffer atau larutan penyangga, seperti namanya adalah larutan yang dapat menyangga pH. Dilansir dari Chemtalk, larutan penyangga dapat menahan perubahan pH ketika ditambahkan sejumlah kecil asam atau basa ke dalam larutan tersebut. Ketika diberikan asam atau basa ke dalamnya, larutan penyangga akan menahan agar tidak terjadi perubahan pH dalam jumlah besar secara mendadak. Pada dasarnya larutan penyangga terbentuk dari asam lemah dan basa konjugasinya, atau basa lemah dan asam konjugasinya. Baca juga: Pengertian pH dan Cara Menghitungnya Dilansir dari Chemistry LibreTexts, buffer mampu menahan perubahan pH karena kedua komponen (asam konjugasi dan basa konjugasi) keduanya ada dalam jumlah yang cukup pada keseimbangan. Sehingga, mampu menetralkan sejumlah kecil asam atau basa lain yang masuk) dalam bentuk H3O+ dan OH-). Jenis-jenis larutan penyanggaSecara umum larutan penyangga terdiri dari dua jenis, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asamLarutan penyangga asam adalah buffer yang memiliki pH kurang dari tujuh atau memiliki suasana asam. Larutan penyangga asam terbentuk dari asam lemah dan garam yang terbentuk dari basa konjugasinya. Larutan penyangga asam akan mempertahankan pH-nya tetap di bawah tujuh jika ditambahkan asam maupun basa. Rumus pH larutan penyangga asam adalah: Baca juga: Titrasi Asam Basa: Pengertian dan Prosedurnya pH = pKa – log (a/g) Dengan,Ka: tetapan kesetimbangan asama: jumlah mol asam g: jumlah mol basa konjugasi Larutan penyangga basaLarutan penyangga basa disebut juga sebagai larutan penyangga alkali memiliki pH di atas tujuh atau memiliki suasana yang asam. Larutan penyangga basa dibuat dari basa lemah dan garam yang terbentuk dari basa konjugasinya. Larutan penyangga basa akan mempertahankan pH-nya tetap di atas tujuh jika ditambahkan asam maupun basa lain. Rumus pH larutan penyangga basa adalah: pOH = pKb – log (b/g) Dengan,Kb: tetapan kesetimbangan basaa: jumlah mol basa g: jumlah mol asam konjugasi Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.Baca berikutnya
Dalam kehidupan sehari-hari kita dapat menjumpai dengan mudah contoh dari larutan penyangga, salah satunya adalah obat tetes mata. Dimana, nilai pH obat tetes mata sesuai dengan nilai pH mata kita, sehingga saat pengaplikasiannya tidak akan pedih di mata. Tapi, tahukah kalian apa pengertian dari larutan penyangga dan apa saja jenisnya? Larutan penyangga adalah larutan yang menjaga pH dengan cukup konstan dan memiliki kemampuan untuk menahan perubahan pada pH saat pengenceran atau penambahan sedikit asam atau basa. Kemampuan larutan penyangga dalam mempertahankan perubahan pH dalam proses penambahan basa atau asam tersebut disebut dengan aksi buffer. Jenis Larutan Penyangga Jika dilihat secara umum maka larutan penyangga ini dapat dibagi ke dalam 2 jenis, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam merupakan larutan yang mengandung suatu asam lemah dan basa konjugasinya. Larutan penyangga ini berfungsi untuk mempertahankan pH pada kondisi asam, dimana memiliki pH kurang dari 7. Adapun contoh larutan penyangga asam adalah campuran asam etanoat (CH3COOH) dan natrium etanoat (NaCH3COO) dalam larutan yang memiliki komponen buffer CH3COOH dan CH3COO. Adapun larutan penyangga asam ini dapat diperoleh dengan cara mencampurkan asam lemah dengan garamnya dari basa kuat. Misalnya mencampurkan asam asetat dengan natrium asetat. Selain itu, mencampurkan asam lemah dengan basa kuat dimana asam lemah dicampurkan dalam jumlah berlebih. Larutan penyangga basa merupakan larutan yang mengandung suatu basa lemah dan asam konjugasinya. Larutan ini berfungsi untuk mempertahankan pH pada kondisi basa yang memiliki pH lebih besar dari 7. Adapun contoh larutan penyangga basa adalah campuran dari larutan amonia (NH3(aq)) dan larutan amonium klorida (NH4Cl (aq)) yang memiliki komponen buffer NH3 dan NH4+. (Baca juga: Memahami Sifat Koligatif Larutan) Larutan penyangga basa dapat diperoleh dengan cara; mencampurkan basa lemah dengan garamnya dari asam kuat misalnya mencampurkan amonium hidroksida dengan amonium klorida. Selain itu, mencampurkan basa lemah dengan asam kuat dimana basa lemah dicampurkan dalam jumlah berlebih. Jakarta - Tubuh manusia tidak bisa menerima pH yang tiba-tiba naik atau turun drastis akibat larutan asam atau basa. Hal ini berbahaya bagi tubuh bahkan bisa menyebabkan kematian. Nah, peran larutan penyangga adalah untuk mempertahankan dan menjaga keseimbangan pH. Untuk itu, tubuh kita harus memiliki sifat sebagai larutan penyangga atau yang disebut juga dengan larutan buffer. Lantas apa itu larutan penyangga dan seperti apa contohnya? Berikut penjelasannya dikutip dari Buku Kimia Larutan Penyangga yang disusun oleh Novitalia Ablinda (2020). A. Pengertian Larutan Penyangga Larutan penyangga adalah larutan untuk mempertahankan dan menjaga keseimbangan asam atau pH. Larutan penyangga merupakan larutan yang pH nya tidak akan berubah sedikitpun meski ditambahkan air. Selain itu, meski ditambah asam atau basa, pH nya berubah sedikit atau tidak berubah secara signifikan. Sifat larutan penyangga dapat membantu tubuh manusia untuk mempertahan pH meski diberi penambahan zat asam atau basa. Dengan derajat keasaman yang stabil maka tubuh dapat menjalankan fungsinya dan terhindar dari ancaman penyakit. Dari penjelasan di atas, dapat kita simpulkan bahwa larutan penyangga adalah larutan yang mampu mempertahankan pH tertentu dari bahan yang mengubah pH, seperti penambahan asam, basa, ataupun pengenceran. Jadi pH larutan penyangga tidak akan berubah meski ditambah asam kuat, basa kuat, atau larutan yang diencerkan.
Mengapa larutan penyangga tidak mengubah pH meski dicampur dengan bahan lain? Hal ini karena sejak awal, larutan tersebut sudah mengandung asam dan basa. Jadi, jika ada penambahan sekalipun tidak akan ada penambahan yang signifikan. Nah, jenis larutan penyangga dibagi menjadi dua yaitu:
Untuk larutan penyangga bersifat asam, pH-nya ini berada di angka 7 yang dibuat dari asam lemah seperti CH3C00H, HCN, H2C03, dan ditambahkan basa konjugasi. Meskipun namanya larutan asam, tetapi masih ada sifat basanya juga.
Larutan penyangga basa harus terdiri dari campuran antara basa lemah seperti NH3 dan asam konjugasinya. Singkatnya, ini merupakan kebalikan dari yang sifatnya asam. Contohnya adalah NH4OH dengan NH4 + atau NH4C.
Penggunaan larutan penyangga bisa kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya yaitu dalam shampo, larutan penyangga digunakan untuk menjaga pH sehingga rentang pH rambut manusia tetap ada di sekitar 4,6 - 6,0. Jika shampo melebihi pH maka rambut dapat rusak dan rontok. Dalam darah manusia juga terdapat 3 larutan penyangga yaitu larutan penyangga karbonat, larutan penyangga hemoglobin, dan larutan penyangga fosfat. Ketiganya memiliki peran penting untuk mengontrol pH darah agar stabil sehingga darah dapat berfungsi dalam sistem metabolisme tubuh dengan baik. Nah itulah beberapa contoh larutan penyangga yang sudah sering kita gunakan dan juga sudah ada dalam tubuh kita sendiri. Contoh larutan penyangga apalagi yang kamu ketahui, detikers? Simak Video "Fakta-fakta dari Ledakan Pabrik Kimia di Cilegon" (pal/pal) Larutan dapar atau Larutan penyangga (lebih tepatnya, dapar pH atau dapar ion hidrogen) (bahasa Inggris: buffer solution, pH buffer, hydrogen ion buffer) adalah larutan yang mengandung campuran asam lemah dan basa konjugatnya, atau sebaliknya. Perubahan pH larutan ini sangat kecil, ketika asam atau basa kuat ditambahkan, dalam jumlah sedikit atau sedang, ke dalam larutan dapar. Oleh karena itu, larutan ini berguna untuk mencegah perubahan pH larutan. Larutan dapar digunakan untuk mempertahankan pH pada nilai tertentu dalam berbagai aplikasi kimia. Kebanyakan bentuk kehidupan berhubungan dengan mempertahankan pH, sehingga larutan dapar digunakan untuk menjaga pH agar konstan. Secara alami, sistem dapar bikarbonat digunakan untuk mengatur pH darah.
Larutan dapar dapat mempertahankan pH karena adanya kesetimbangan antara asam HA dan basa konjugatnya A−. HA H+ + A−Ketika sejumlah asam kuat ditambahkan ke dalam campuran kesetimbangan asam lemah dan basa konjugatnya, kesetimbangan bergeser ke kiri, sesuai dengan prinsip Le Chatelier. Akibatnya, konsentrasi ion hidrogen meningkat kurang dari yang seharusnya untuk jumlah asam kuat yang ditambahkan. Sama seperti hal tersebut, jika basa kuat ditambahkan ke dalam campuran, konsentrasi ion hidrogen menurun kurang dari yang seharusnya untuk jumlah basa yang ditambahkan. Efek ini diilustrasikan dengan simulasi titrasi asam lemah dengan pKa = 4,7. Konsentrasi relatif asam yang tak terdisosiasi ditunjukkan sebagai biru dan basa konjugatnya sebagai merah. Perubahan pH relatif lambat pada rentang dapar, pH = pKa ± 1, berpusat pada pH = 4,7 di mana [HA] = [A−]. Konsentrasi ion hidrogen menurun kurang dari seharusnya karena sebagian besar ion hidroksida yang ditambahkan bereaksi sesuai dengan reaksi berikut OH− + HA → H2O + A−dan hanya sedikit yang terlibat reaksi netralisasi tersebut yang menghasilkan kenaikan pH. OH− + H+ → H2OSetelah asam 95% terdeprotonasi, pH meningkat tajam karena sebagian besar basa yang ditambahkan bereaksi dalam reaksi netralisasi. Kapasitas daparKapasitas dapar (β), adalah pengukuran kuantitatif ketahanan larutan dapar terhadap perubahan pH pada penambahan asam atau basa, dan dapat didefinisikan sebagai berikut: β = d n d ( p H ) {\displaystyle \beta ={\frac {dn}{d(pH)}}}dengan dn adalah jumlah tak hingga basa yang ditambahkan dan d(pH) adalah perubahan tak hingga yang dinyatakan dalam kologaritma konsentrasi ion hidrogen. Berdasarkan definisi ini, kapasitas dapar asam lemah, dengan tetapan disosiasi Ka, dapat dinyatakan sebagai d n d ( p H ) = 2 , 303 ( C A K a [ H + ] ( K a + [ H + ] ) 2 ) {\displaystyle {\frac {dn}{d(pH)}}=2,303\left({\frac {C_{A}K_{a}[H^{+}]}{\left(K_{a}+[H^{+}]\right)^{2}}}\right)}dengan CA adalah konsentrasi analitik asam yang berada pada larutan tersebut.[1][2] pH didefinisikan sebagai -log10[H+]. Kapasitas dapar senyawa pendapar berada pada nilai maksimum jika p[H+] = pKa. Akan jatuh menjadi 33% dari nilai maksimumnya pada p[H+] = pKa ± 1 dan menjadi 10% pada p[H+] = pKa ± 1.5. Berdasarkan alasan ini, rentang penggunaan berkisar pKa ± 1. Kapasitas dapar bersifat proporsional terhadap konsentrasi senyawa pendapar, CA, sehingga larutan encernya memiliki kapasitas dapar rendah. Air merupakan medium pendapar, meskipun dalam ketiadaan senyawa pendapar yang ditambahkan. Kapasitas dapar dapat dinyatakan sebagai d n d ( p H ) = 2.303 ( [ H + ] + [ O H − ] ) {\displaystyle {\frac {dn}{d(pH)}}=2.303\left([H^{+}]+[OH^{-}]\right)}
Sifat ini tidak bergantung pada keberadaan atau ketiadaan penambahan senyawa pendapar. Efek dan refleksi konsentrasinya merupakan fakta bahwa pH terkait dengan logaritma konsentrasi ion hidrogen Larutan dapar diperlukan untuk mempertahankan pH, seperti pH enzim dalam banyak mikroorganisme agar tetap berfungsi. Kebanyakan enzim hanya berfungsi pada kondisi yang sangat presisi; jika pH berubah keluar dari rentang sempitnya, enzim bekerja lambat atau berhenti total dan dapat mengalami denaturasi. Dalam banyak kasus, denaturasi dapat melumpuhkan secara permanen aktivitas katalitiknya.[3] Di dalam plasma darah terdapat dapar asam karbonat (H2CO3) dan bikarbonat (HCO3−) yang berfungsi untuk mempertahankan pH darah antara 7,35 dan 7,45. Dalam skala industri, larutan dapar digunakan dalam proses fermentasi dan untuk mengatur kondisi zat warna yang tepat yang digunakan untuk mewarnai tekstil. Larutan ini juga digunakan dalam analisis kimia[2] dan kalibrasi pH meter. Mayoritas sampel biologi yang digunakan dalam penelitian dibuat dalam dapar, terutama phosphate buffered saline (PBS) pada pH 7,4. Senyawa pendapar sederhana
Untuk dapar dalam rentang asam, pH dapat diatur sesuai nilai yang diinginkan dengan menambahkan asam kuat seperti asam klorida ke dalam zat pendapar. Untuk dapar alkalis, dapat ditambahkan basa kuat seperti natrium hidroksida. Alternatif lain, campuran dapar dapat dibuat dari campuran suatu asam dan basa konjugatnya. Misalnya, dapar asetat dapat dibuat dari campuran asam asetat dan natrium asetat. Dengan cara yang sama, dapar alkalis dapat dibuat dari campuran basa dan asam konjugatnya. Campuran dapar "universal"Dengan menggabungkan senyawa yang mempunyai perbedaan pKa hanya dua atau kurang dan mengatur pH-nya, dapat diperoleh dapar dengan rentang lebar. Asam sitrat adalah komponen yang berguna pada campuran dapar karena memiliki tiga nilai pKa, yang terpisah dengan perbedaan kurang dari dua. Rentang dapar dapat diperlebar dengan menambahkan zat pendapar lainnya. Campuran berikut (larutan dapar McIlvaine) mempunyai rentang dapar pada pH 3 hingga 8.[4]
Campuran yang mengandung asam sitrat, monokalium fosfat, asam borat, dan asam dietil barbiturat dapat dibuat untuk rentang pH 2,6 hingga 12.[5] Dapar universal lainnya adalah dapar Carmody[6] dan dapar Britton-Robinson, dikembangkan pada tahun 1931. Senyawa dapar umum dalam biologiUntuk rentang efektif, lihat Kapasitas dapar, di atas.
Lihat juga dapar biologi:[8] Pertama-tama, tuliskan persamaan kesetimbangannya. HA A− + H+Ini menunjukkan bahwa ketika asam terdisosiasi akan menghasilkan ion hidrogen dan anion dengan jumlah setara. Konsentrasi kesetimbangan tiga komponen ini dapat dihitung dalam tabel ICE.
Baris pertama, diberi label 'I', menyatakan kondisi awal: konsentrasi asam awal adalah C0, belum terdisosiasi, sehingga konsentrasi A− dan H+ adalah nol; y konsentrasi awal asam kuat yang ditambahkan, misalnya asam klorida. Jika yang ditambahkan adalah basa kuat, misal natrium hidroksida, y akan bernilai negatif karena basa menghilangkan ion hidrogen dari larutan. Baris kedua, diberi label 'C' untuk perubahan (Change), menyatakan perubahan yang terjadi ketika asam mengalami disosiasi. Konsentrasi asam menurun sejumlah -x dan konsentrasi A− serta H+ keduanya meningkat sejumlah +x. Hal ini mengikuti kaidah kesetimbangan. Baris ketiga, diberi label 'E' untuk konsentrasi kesetimbangan (Equilibrium concentrations), adalah penjumlahan dua baris di atasnya dan menunjukkan konsentrasi pada saat kesetimbangan. Untuk menentukan x, gunakan rumus untuk tetapan kesetimbangan yang dinyatakan sebagai konsentrasi: K a = [ H + ] [ A − ] [ H A ] {\displaystyle K_{a}={\frac {[H^{+}][A^{-}]}{[HA]}}}Substitusikan konsentrasi dengan nilai yang diperoleh dari baris terakhir tabel ICE: K a = x ( x + y ) C 0 − x {\displaystyle K_{a}={\frac {x(x+y)}{C_{0}-x}}}Disederhanakan menjadi: x 2 + ( K a + y ) x − K a C 0 = 0 {\displaystyle x^{2}+(K_{a}+y)x-K_{a}C_{0}=0}Untuk nilai C0 tertentu, Ka dan y pada persamaan ini dapat digunakan untuk memecahkan x. Diasumsikan bahwa pH = -log10[H+] maka pH dapat dihitung sebagai pH = -log10(x+y). Asam poliprotik% pembentukan spesies terhitung untuk larutan asam sitrat 10 milimolar. Asam poliprotik adalah asam yang dapat melepaskan lebih dari satu proton. Tetapan disosiasi proton pertama dapat ditulis sebagai Ka1 dan tetapan disosiasi proton selanjutnya sebagai Ka2, dst. Asam sitrat, H3A, adalah contoh asam poliprotik yang dapat melepas tiga proton.
Jika perbedaan nilai pK yang berturutan kurang dari tiga, akan timbul tumpangsuh antara rentang pH spesies dalam kesetimbangan. Semakin kecil perbedaannya, semakin besar tumpangsuhnya. Dalam kasus asam sitrat, tumpangsuhnya luas dan larutan asam sitrat dapat mendapar pada rentang antara pH 2,5 to 7,5. Perhitungan pH yang melibatkan asam poliprotik memerlukan perhitungan spesiasi. Dalam kasus asam sitrat, memerlukan pemecahan dua persamaan kesetimbangan massa C A = [ A 3 − ] + β 1 [ A 3 − ] [ H + ] + β 2 [ A 3 − ] [ H + ] 2 + β 3 [ A 3 − ] [ H + ] 3 {\displaystyle C_{A}=[A^{3-}]+\beta _{1}[A^{3-}][H^{+}]+\beta _{2}[A^{3-}][H^{+}]^{2}+\beta _{3}[A^{3-}][H^{+}]^{3}} C H = [ H + ] + β 1 [ A 3 − ] [ H + ] + 2 β 2 [ A 3 − ] [ H + ] 2 + 3 β 3 [ A 3 − ] [ H + ] 3 − K w [ H + ] − 1 {\displaystyle C_{H}=[H^{+}]+\beta _{1}[A^{3-}][H^{+}]+2\beta _{2}[A^{3-}][H^{+}]^{2}+3\beta _{3}[A^{3-}][H^{+}]^{3}-K_{w}[H^{+}]^{-1}}CA adalah konsentrasi analitik asam, CH adalah konsentrasi analitik ion hidrogen yang ditambahkan, βq adalah tetapan asosiasi kumulatif. log β 1 = p K a 3 , log β 2 = p K a 2 + p K a 3 , log β 3 = p K a 1 + p K a 2 + p K a 3 {\displaystyle \log \beta _{1}=pK_{a3},\ \log \beta _{2}=pK_{a2}+pK_{a3},\ \log \beta _{3}=pK_{a1}+pK_{a2}+pK_{a3}}Kw adalah tetapan ionisasi air. Terdapat dua persamaan simultan non-linear untuk dua variabel yang tak diketahui [A3−] dan [H+]. Banyak program komputer tersedia untuk melakukan perhitungan ini. Diagram spesiasi asam sitrat juga dapat dihasilkan oleh program HySS.[9]
|
Nama lain dari larutan penyangga adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 adaberapa Inc.
