Buffer Dan Kapasitas Buffer Ismayani
-
Upload
yuni-fajar-esti -
Category
Documents
-
view
126 -
download
12
description
Transcript of Buffer Dan Kapasitas Buffer Ismayani
-
BUFEER DAN KAPASITAS BUFFER
A. Tujuan
Adapun tujuan pada percobaan ini adalah untuk memperkenalkan cara
pembuatan buffer dan penetapan pH larutan, serta penentuan kapasitasnya.
B. Landasan Teori
Menurut teori Arrhenius, zat yang dalam air menghasilkan ion H +
disebut
asam danbasa adalah zat yang dalam air terionisasi menghasilkan ion OH -
.
Kemudian Bronsted Lowry mengemukakan teori bahwa asam adalah spesi yang
memberi H + ( donor proton ) dan basa adalah spesi yang menerima H
+ (akseptor
proton). Namun Lewis lebih menekankan pada perpindahan elektron bukan pada
perpindahan proton, sehingga ia mendefinisikan : asam penerima pasangan
elektron dan basa adalah donor pasangan elekton (Milady, 2010).
Asam lemah adalah asam yang tidak terionisasi secara signifikan dalam
larutan. Semakin besar nilai Ka, maka semakin banyak pembentukan H+, sehingga
pH larutan semakin kecil. Nilai Ka asam lemah berkisar antara 1.810-16
dan 55.5
(http://id.wikipedia.org).
Basa lemah adalah salah satu yang tidak berubah seluruhnya menjadi ion
hidroksida dalam larutan. Contohnya Amonia, Amonia adalah basa lemah yang
khas. Sudah sangat jelas amonia tidak mengandung ion hidroksida, tetapi amonia
bereaksi dengan air untuk menghasilkan ion amonium dan ion hidroksida (Clark,
2007).
-
Asam lemah yang bereaksi CH3COOH dititrasi oleh basa kuat
NaOH.Sebelum basa tersebut ditambahkan larutan hanya berisi asam lemah,
sehingga harga pH diberikan oleh perhitungan keadaan equilibriumnya. Jika
kemudian basa kuat ditambahkan, maka basa kuat menerima 4 kuantitas
stokiometrik dari asam lemah dengan persamaan:
CH3COOH + NaOH CH3COO- + H2O
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 et al, 2004)
Larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar merupakan suatu larutan
yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu.Adapun sifat yang paling menonjol
dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit
pada penambahan sedikit asam kuat.Disamping itu larutan penyangga merupakan
larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya
-
ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya.Reaksi ini disebut sebagai
reaksi asam-basa konjugasi. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan
komponen-komponen pembentuknya (Zulfiky, 2003).
Buffer (larutan penyangga, dapar) merupakan larutan yang menahan pH
bila asam atau basa ditambahkan atau bila larutan larutan diencerkan.Buffer asam
terdiri dari dari asam lemah dengan garam asam. Garam menyebabkan ion A-,
yaitu basa konjugat dari asam HA. Buffer basa terdiri dari basa lemah dan garam
dari basa itu untuk (untuk menyediakan asam konjugatnya) (Daintith, 2010).
Larutan buffer adalah larutan yang terdiri dari (1) asam lemah atau basa
lemah dan (2) garamnya; keduaa komponen itu harus ada.Larutan ini mampu
melawan perubahan pH ketika terjadi penambahan sedikit asam atau sedikit
basa.Buffer sangat penting dalam system kimia dan bioloi.pH dalam tubuh
manusia sangat beragam dari satu cairan ke cairan lainnya; misalnya, pH darah
adalah sekitar 7,4, sementara pH cairan lambung sekitar 1,5. Nilai-nolai pH ini,
yang penting agar enzim dapat bekerja dengan benar dan agar tekanan osmotik
tetap seimbang, dalam kasus dipertahankan oleh buffer (Chang, 2006).
Derajat keasaman pH dan kapasitas buffer saliva ditentukan oleh susunan
kuantitatif dan kualitatif elektrolit di dalam saliva terutama ditentukan oleh
susunan bikarbonat, karena susunan bikarbonat sangat konstan dalam saliva dan
berasal dari kelenjar saliva. Derajat keasaman saliva dalam keadaan normal antara
5,67,0 dengan rata-rata pH 6,7. Dengan bertambahnya sekresi saliva akan
menyebabkan peningkatan kapasitas buffer saliva sehingga dapat menetralkan pH
-
plak yang asam, karena bertambahnya ion bikarbonat (HCO3-) yang berperan
dalam kapasitas buffer saliva (Soesilo et al, 2005).
Larutan buffer harus mengandung konsentrasi asam yang culup tinggi
untuk bereaksi denagn ion OH- yang ditambahkan kepadanya dan harus
mengandung konsentrasi basa yang sama tingginya untuk bereaksi dengan ion H+
yang ditambahkan. Selain itu, komponen asam dan basa dari buffertidak boleh
saling menghabiskan dalam suatu reaksi penetralan.Persyaratan ini dipenuhi oleh
pasangan asam-basa konjugat (asam lemah dan basa konjugatnya atau basa lemah
dan asam konjugatnya) (Chang, 2006).
Kasitas buffer yaitu keefektifan larutan buffer, bergantung pada jumlah
asam dan basa konjugat yang menyusun buffer tersebut. Semakin besar
jumlahnya, semakin besar buffernya (Chang, 2006).
-
C. Alat dan Bahan
1. Alat
Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu erlenmeyer
250 mL, gelas ukur 10 dan 100 mL, corong, gelas kimia 250 mL, buret 50
mL, statif dan klem, pH meter, dan pipet tetes.
2. Bahan
Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu Asam
fosfat 0,1 M, Natrium Hidroksida 0,1 M dan Buffer asetat 0,1 M dengan
sama dengan0,01, 0,05, dan 0,100, serta tissue.
-
D. Prosedur Kerja
Titrasi H3PO4 0,1 M dengan NaOH 0,1 M
- Dititrasi dengan NaOH 0,1 M Perlahan-lahan dengan tiap-tiap penambahan sebanyak 1 mL
sampai pH larutan stabil.
- Amati dan catat perubahan pH yang terjadi pada tiap penambahan NaOH dengan menggunakan
pH meter.
Hasil pengamatan
Titrasi Buffer Asetat dengan NaOH 0,1 M
- Dititrasi dengan NaOH 0,1 M Perlahan-lahan dengan tiap-tiap penambahan sebanyak 0,5 ml
sampai pH larutan stabil.
- Amati dan catat perubahan pH yang terjadi pada tiap penambahan NaOH dengan
menggunakan pH meter.
Hasil pengamatan
Buffer asetat 0,01 M, =
0,01, 0,05, dan 0,100
Asam Fosfat
0,1 M
-
E. Hasil Percobaan
1) Hasil Pengamatan
a. Titrasi H3PO4 0,1 M
No
Volume H3PO4
0,1 M
Volume NaOH 0,1 M
(ml)
pH
1 10 ml 1 7,11
2 10 ml 2 7,12
3 10 ml 3 7,13
4 10 ml 4 7,14
5 10 ml 5 7,14
6 10 ml 6 7,10
7 10 ml 7 7,06
8 10 ml 8 7,08
9 10 ml 9 7,06
10 10 ml 10 7,07
11 10 ml 11 7,02
12 10 ml 12 7,02
13 10 ml 13 7,02
14 10 ml 14 7,03
15 10 ml 15 7,02
-
b. Titrasi CH3COONa ( = 0,1)
No
Volume CH3COONa
0,1 M
Volume NaOH 0,1 M
(ml)
pH
1 10 ml 1 7,13
2 10 ml 2 7,15
3 10 ml 3 7,15
4 10 ml 4 7,06
5 10 ml 5 7,08
6 10 ml 6 7,06
7 10 ml 7 7,03
8 10 ml 8 7,34
9 10 ml 9 7,22
10 10 ml 10 7,11
11 10 ml 11 7,15
12 10 ml 12 7,14
13 10 ml 13 7,13
-
c. Titrasi CH3COONa ( = 0,01), pH awal = 7,04
No
Volume CH3COONa
0,1 M
Volume NaOH 0,1 M
(ml)
pH
1 10 ml 1 6,88
2 10 ml 2 7,08
3 10 ml 3 7,04
4 10 ml 4 6,98
5 10 ml 5 7,10
6 10 ml 6 7,00
7 10 ml 7 7,31
8 10 ml 8 7,27
9 10 ml 9 7,00
10 10 ml 10 7,20
11 10 ml 11 7,11
-
d. Titrasi CH3COONa ( = 0,015), pH awal = 7,07
No
Volume CH3COONa
0,1 M
Volume NaOH 0,1 M
(ml)
pH
1 10 ml 1 7,05
2 10 ml 2 7,05
3 10 ml 3 7,04
4 10 ml 4 7,03
5 10 ml 5 7,10
6 10 ml 6 7,29
7 10 ml 7 7,14
8 10 ml 8 7,15
9 10 ml 9 7,14
10 10 ml 10 7,11
-
2). Perhitungan
Penyusun larutan Buffer Fosfat pH = 3
H3PO4 + H2O H3O+
+ H2PO4-
pKa = 2,23
pH = pKa + [ ]
[ ]
log[ ]
[ ] pH pKa
log[ ]
[ ] 3 2,23
log[ ]
[ ] 0,77
[ ]
[ ] 5,8
Jadi, [garam] : [asam] = 5,8 :1
Penyusun larutan Buffer pH = 8
H2PO4- + H2O H3O
+ + HPO4
-
pKa = 7,21
pH = pKa + [ ]
[ ]
log[ ]
[ ] pH pKa
log[ ]
[ ] 8 7,21
log[ ]
[ ] 0,79
[ ]
[ ] 6,6166
Jadi, [garam] : [asam] = 6,6166 :1
-
Reaksi :
H3PO4 + NaOH Na3PO4 + H2O
Cara penentuan kapasitas buffer asetat pH = 5
Jika tersedia 0,1 M CH3COONa dan 0,1 M CH3COOH, maka :
= 2,303 x C [
]
[ ]
= 2,303 x 0,2 x
= 2,303 x 0,2 x
= 0,0658 x 10-5
Penyusun larutan Buffer Fosfat pH = 3
H3PO4 + H2O H3O+
+ H2PO4-
pKa = 2,23
pH = pKa + [ ]
[ ]
log[ ]
[ ] pH pKa
log[ ]
[ ] 3 2,23
log[ ]
[ ] 0,77
[ ]
[ ] 5,8
Jadi, [garam] : [asam] = 5,8 :1
-
Jika H3PO4 0,1 M dalam 100 mL maka setara 100 mL x 0,1 M = 10 mmol
garam : asam = 5,8 : 1
= 5,8 : x
x =
= 1,724 mmol x 98
= 168,965 mg
= 0,168 gr Na2HPO4
Maka untuk membuat buffer fosfat pH 3 larutkan 0,168 gr Na2HPO4 dalam
larutan H3PO4 0,1 M 100 mL.
3). Kurva hasil Percobaan
7
7.05
7.1
7.15
7.2
7.25
0 5 10 15 20
pH
Volume NaOH (mL)
Kurva Titrasi H3PO4
pH
-
7
7.05
7.1
7.15
7.2
7.25
7.3
7.35
7.4
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
Volume NaOH (mL)
Kurva Titrasi Buffer Asetat ( = 0,1)
pH
7
7.05
7.1
7.15
7.2
7.25
7.3
7.35
0 2 4 6 8 10 12
pH
Volume NaOH (mL)
Kurva Titrasi Buffer Asetat ( = 0,015)
pH
6.8
6.9
7
7.1
7.2
7.3
7.4
0 2 4 6 8 10 12
pH
Volume NaOH (mL)
Kurva Titrasi Buffer Asetat ( = 0,01)
pH
-
DAFTAR PUSTAKA
Chang, Raymond. 2006. Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Clark, Jim. 2007. Basa Kuat dan Basa Lemah.http://www.che-is-
try.org/materi_kimia/kima_fisika1/kesetimbangan_asam_basa/basa_kuat
_dan_basa_lemah/.Diakses 21 Mareet 2011.
Daintith, Jonh. 2010. Kamus Lengkap Kimia. Erlangga: Jakarta.
http://id.wikipedia.org/wiki/asam-lemah. Diakses 21 Maret 2011.
Irawan, M.K., 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.
Mildy, Sahri David. 2010. Teori Asam Basa. http://sahri.ohlog.com/teori-asam-
basa.oh80823.html. Diakses 21 Maret 2011.
Soesilo, Diana, Rinna E.S., Indeswati D. 2005. Peranan sorbitol dalam
mempertahankan kestabilan pH saliva pada proses pencegahan karies.
Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Airlangga: Surabaya.
Zulkifly, Oktavian. 2003. http://zulfiky.blogspot.com/2010/03/larutan-
penyangga.html. Diakses pada 18 maret 2011.
-
F. Pembahasan
Buffer merupakan campuran dari asam lemah dengan garamnya yang
berasal dari basa kuat atau basa lemah dengan garamnya yang berasal dari asam
kuat. Bufer adalah sistem cairan yang cenderung mempertahankan perubahan pH
jika terjadi penambahan sedikit asam (H+) atau basa (OH
-). Suatu sistem bufer
terdiri dari asam lemah (donor proton) dan basa konjugasinya (akseptor proton).
Larutan buffer sederhana dapat dibuat dengan menambahkan asam asetat
(CH3COOH) dan natrium asetat (CH3COONa) dalam jumlah yang sama ke dalam
air. Konsentrasi kesetimbangan baik asam maupun basa konjugat (dari
CH3COONa) diasumsikan sama dengan konsentrasi awalnya. Ini karena (1)
CH3COOH adalah asam lemah dari hidrolisis ion CH3COO- sangat kecil dan (2)
keberadaan ion CH3COO- menekan ionisasi CH3COOH dan keberadaan
CH3COOH menekan hidrolisis ion CH3COO-.
Larutan yang mengandung kedua zat ini mampu menetralkan asam atau
basa yang ditambahkan.Natrium asetat, suatu elektrolit kuat, terionisasi sempurna
dalam air. Dalam buffer asam misalnya molekul HA dan ion A- ada bersama. Bila
asam ditambahkan, maka sebagian besar kelebihan proses diambil oleh basa. Bila
basa ditambahkan, maka sebagian besar ion hidroksida bereaksi dengan asam
yang tak teroksidasi.
Proses pembuatan buffer dicontohkan pada pembuatan buffer fosfat pH 3.
Pembuatan dimulai dengan perhitungan yang diawali dengan memilih pKa asam
fosfat yang mendekati pH buffer fosfat yang diinginkan. Karena pH buffer fosfat
yang diinginkan pH 3, maka kita memilih pKa dari asam fosfat yaitu 2,33. Setelah
-
itu untuk mencari nilai perbandingan asam dan garamnya, maka digunakan
persamaan Henderson-Hasselbalch. Hasil dari persamaan tersebut kemudian
didapatkan perbandingan anatara garam dan asamnya adalah 5,8 : 1. Begitupun
dengan penyusun larutan buffer pH 8, dipilih pKa 7,21, sehingga didapatkan hasil
perbandingan antara garam dan asaam yaitu 6,6166 : 1.
Pada percobaan dilakukan proses titrasi H3PO4 0,1 M dengan NaOH 0,1 M
tiap mL. Juga CH3COONa 0,1 M (=0,1, 0,01, dan 0,015) dengan NaOH 0,1 M.
ini menggunakan proses titrasi atau pengenceran. Pengujian nilai pH dilakukan
menggunakan alat pH meter. Dan berdasarkan hasil pengamatan didapatkan nilai
pH hanya sedikit menimbulkan perubahan pH. Bahkan perubahan pH-nya tidak
teratur dan naik turun. Ini dikarenakan alat pH meter yang digunakan tidak bagus
atau dengan kata lain pH meter tersebut kemungkinan rusak.
-
G. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat duambil dari percobaan yaitu:
1. Buffer dibuat dengan mencampurkan asam lemah/basa lemah dan
garamnya dengan perbandingan tertentu.
2. Penetapan pH larutan menggunakan metode titrasi dan pengukurannya
dapat menggunakan pH meter.
3. Penentuan kapasitas buffer berdasarkan persamaan Koppel dan Spiro,
serta Van Slyke, yaitu:
[ ]