Larutan Buffer

Larutan buffer yang juga dikenal sebagai dapar, pada umumnya terdiri atas campuran asam lemah dan garamnya misalnya, CH3COOH – CH3COONa atau basa lemah dan garamnya misalnya, NH3 – NH4Cl

Cara kerja larutan buffer berkaitan dengan pengaruh ion senama. Fakta bahwa penambahan ion senama dalam larutan asam lemah atau basa lemah menghasilkan pergeseran kesetimbangan ke arah molekul asam atau basa yang tak terurai. Oleh karena itu larutan buffer dapat didefinisikan sebagai campuran asam lemah dengan basa konjugasinya atau basa lemah dengan asam konjugasinya.

pH dari larutan buffer dapat dihitung dari persamaan Henderson – Hasseibalch atau persamaan Henderson.

Untuk buffer asam lemah HA dan garamnya MA.

Untuk buffer basa dan garamnya,

asam

garampKpH a log

basa

garampKpOH b log

Sifat Larutan Buffer

1. Mempunyai pH tertentu (persamaan Henderson – Hasselbalch)

2. pH-nya relatif tidak berubah jika ditambahkan sedikit larutan asam atau basa.

Kapasitas Buffer

Kapasitas buffer, yang juga disebut dengan indeks buffer atau intensitas buffer, yaitu suatu ukuran kemampuan buffer untuk mempertahankan pH-nya yang konstan jka ditambahkan asam kuat atau basa kuat.

Pengaruh pengenceran dan penambahan asam dan basa kuat pada larutan buffer dan bukan buffer

Macam

Larutan Komposisi pH awal

pH setelah10 kali

pengenceranPenambahan

1,0 mL HCl 0,1 M pada 100 mL

Penambahan 1,0 mL NaOh

0,1 M pada 100 mL

Bukan Buffer

H2O

HCl 0.1 M

NaOH

0.1 M

CH3COOH 0.1 M

CH3COONa

0.1 M

7.10

1.00

13.00

2.87

8.83

7.00

2.00

12.00

3.37

8.38

3.00

1.00

12.99

2.72

6.75

11.00

1.01

13.00

3.05

11.00

Buffer

CH3COOH 0,1 M

CH3COONa 0,1 M 4.74 4.74 4.73 4.75

NH3 0,1 M

NH4Cl 0,1 M3.73 3.70 3.70 3.78

Kapasitas buffer,β, didefinisikan dengan persamaan,

dengan d CB dan d CA berturut-turut menyatakan jumlah mol basa kuat dan jumlah mol asan kuat yang ditambahkan ke dalam satu liter larutan buffer dan d pH adalah perubahan pH.

dpH

dC

dpH

dC AB

AHA

AHA

CC

CC

303.2

Pembuatan Buffer

Buffer dapat dibuat dengan tiga cara ,

1. Dengan mencampurkan asam lemah dengan basa konjugasinya atau basa lemah dengan asam konjugasinya

2. Mencampurkan asam lemah berlebih dengan jumlah terbatas basa kuat

3. Mencampurkan basa lemah berlebih dengan jumlah terbatas asam kuat

Kerja Buffer dalam darah Ada beberapa buffer dalam darah yang mempertahankan pH darah pada pH 7.4.

Buffer yang terdapat dalam darah yaitu,

B+ adalah Na atau K, HHbO2 adalah oksihemoglobin, HHb adalah hemoglobin dan H protein adalah protein bebas.

proteinB

Hprotein

HbB

HHb

HbOB

HHbO

HPOB

POHB

HCOB

COH

;;;;2

224

22

42

3

32

Buffer Fosfat

Buffer fosfat adalah buffer yang terdapat dalam sel tubuh manusia.Buffer terdiri dari ion H2PO4

- dan HPO4-.

Jadi, larutan buffer adalah merupakan campuran asam (H2PO4

-) dan basa konjugasinya, (H2PO4

-). Jika terdapat ion OH- berlebih maka reaksi kesetimbangan di bawah ini akan bergeser ke kanan. H2PO4

- (aq) + OH- (aq) ⇔ H2PO42- (aq) +

H2O (l)

Jika terdapat kelebihan H+ reaksi kesetimbangan di bawah ini berlangsung ke kanan. H2PO4

- (aq) + H+ (aq) ⇔ H2PO42- (aq)

Buffer Karbonat

Buffer karbonat adalah sistem buffer terpenting yang terdapat dalam darah. Buffer ini terdiri dari pasangan H2CO3 dan HCO3

-. Jika terjadi peristiwa alkalisis, yaitu konsrantrasi OH- bertambah, maka reaksi di bawah ini bergerak ke kanan.

HCO3 (aq) + OH- (aq) ⇔ HCO3- (aq) + H2O (l)

Pada peristiwa asidosis, ion H+ berlebih akan masuk ke darah sehingga reaksi di bawah ini bergeser ke kanan. HCO3

- (aq) + H+ (aq) ⇔ H2CO3

Contoh :

Hitung pH dan kapasitas buffer suatu larutan yang diperoleh dengan mencampurkan 112 mL larutan H3PO4 0.1325 M dan 136 mL larutan Na2HPO4 0.1450 M.

Jawab :

H3PO4 + Na2HPO4 ⇔ 2 Na2HPO4

Na2HPO4 =

= 0.01968 M

Na2HPO4 =

mL

mLmmolmLmL

mmolmL

136112

1325.01121450.0136

M

mLmL

mmolmL1197.0

248

21325.0112

0389.0

01968.01197.0

01968.01197.0303.2

43.61197.0

01968.0log21.7log

42

24

2

POH

HPOpKpH

Sistem berbuffer dalam tubuh

Buffer dalam sel yang utama adalah pasangan asam basa

konjugasi dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat, H2PO4- -

H2PO42- .

Buffer luar sel yang utama adalah pasangan asam basa

konjugasi asam karbonat-bikarbonat, H2CO3 - HCO3-.

Sistem buffer yang kedua ini membantu menjaga agar pH

darah berharga hampir konstan, mendekati 7,4, meskipun

zat-zat yang bersifat asam dan basa terus menerus

masuk ke aliran darah.

Kerja penyangga dari suatu larutan yang mengandung asam karbonat dan ion bikarbonat, didasrkan pada reaksi berikut :

Bila ditambahkan suatu asam HCO3- + H+ H2CO3

Bila ditambahkan suatu basa H2CO3 + OH- H2O + HCO3-

Contoh :

Berapakah angka banding [HCO3-] : [H2CO3] yang diperlukan

untuk mempertahankan pH sebesar 7.4 dalam aliran darah, bila diketahui bahwa Ka untuk H2CO3 dalam darah adalah 8.0 x 10-7?

Jawaban :

Untuk suatu larutan yang pH-nya 7.4, konsentrasi H+-nya dihitung sebagai berikut

pH = 7.4

- log [H+] = 7.4

log [H+] = -7.4

log [H+] = 0.6 – 8

[H+] = antilog 0.6 x antilog - 8

[H+] = 4 x 10-8

Substitusi harga [H+] ini ke dalam rumus Ka untuk H2CO3 menghasilkan

Jadi, angka banding [HCO3-] : [H2CO3] yang diperlukan untuk

mempertahankan pH sebesar 7.4 adalah 20 : 1

][

][)104(

][

]][[100.8

32

38

32

37

COH

HCO

COH

HCOH

20104

100.8

][

][8

7

32

3

COH

HCO

Angka banding [HCO3-] : [H2CO3] yang agak konstan dalam

darah diakibatkan oleh perimbangan antara laju produksi CO2 oleh pernapasan.

Tekanan parsial CO2 (g) pada paru-paru sangatlah penting dalam mempertahankan konsentrasi pada H2CO3 dalam sistem yang berbuffer. Proses metabolik terus menerus membentuk zat-zat bersifat asam seperti asam organik asam laktat dan asam anorganik H3PO4 dan H2SO4, yang dibebaskan dalam jaringan tubuh.

Bila asam-asam ini sampai ke pembuluh darah, ion-ion bikarbonat akan bereaksi dengan mereka, sehingga dihasilkan lebih banyak H2CO3 untuk menjaga agar H tidak terlalu banyak turun, H2CO3 akan terurai menjadi CO2 dan H2O.

Laju pernapasan akan meningkat dan CO2 dibuang melalui paru-paru. Pada kondisi apa saja ketika darah harus menyerap ion OH-, H2CO3 diubah menjadi HCO3

-. Maka akan lebih banyak H2CO3 akan terbentuk dengan cepat dari persediaan CO2 dalam paru-paru.

Jika mekanisme mengatur pH dalam tubuh itu gagal, seperti dapat terjadi selama sakit, dan jika pH tubuh turun ke bawah 7.0 atau naik ke atas 7.8, dapat terjadi kerusakan tubuh yang tak dapat diperbaiki. Aktivitas katalitik dari enzim sangatlah peka terdapat sedikit perubahan pH.Aktivitas mereka menurun dengan tajam bila pH menyimpang dari 7.4. Suatu perubahan konsentrasi ion H+ sekecil 2.5 kali (katakan dari pH = 7.4 ke pH = 7.0) dapat bersifat fatal.