LAPORAN HASIL PERCOBAAN:

LARUTAN PENYANGGA

KIMIA

Disusun Oleh:

Andre Leo

Hanna Farah Vania

Ichsan Basra

Kinanthi Setya P

Jalan Puspitaloka III. 2 – Bumi Serpong Damai,

Tangerang Selatan – Banten

I. PENJIWAAN AGAMA ISLAM

QS : Al Mulk : 3

Artinya : “Yang telah menciptakan tujuh langit berlapis-lapis. Kamu sekali-kali tidak

melihat pada ciptaan Tuhan Yang Maha Pemurah sesuatu yang tidak seimbang.

Maka lihatlah berulang-ulang, adakah kamu lihat sesuatu yang tidak seimbang? “

II. TUJUAN

Mengukur pH larutan penyangga dan bukan penyangga setelah penambahan

sedikit asam, sedikit basa, atau pengenceran.

Mengetahui sifat larutan penyangga

Menghitung pH larutan penyangga pada penambahan sedikit asam, sedikit

basa, atau pengenceran

III. LANDASAN TEORI

Sifat-sifat larutan penyangga

Bila ke dalam air ditambahkan asam kuat atau basa kuat maka pH-nya akan berubah

secara drastis. Misalnya, ke dalam 5 ml air ditambahkan 17 tetes larutan HCl 0,1 M,

maka pH air akan berubah dari 7 menjadi sekitar 2. Bila ke dalam larutan tersebut

kemudian ditambahkan larutan NaOH 0,1 M sebanyak 19 tetes, maka pH larutan

tersebut akan melonjak sekitar 11. Adakah larutan yang pH-nya tidak berubah secara

drastis bila ditambah sedikit asam kuat, basa kuat atau diencerkan? Perhatikan

percobaan berikut dan buktikan di laboratorium!

Dapat Disimpulkan 3 hal tentang sifat-sifat larutan penyangga, yaitu dapat

mempertahankan pH walaupun:

1. ditambah sedikit asam kuat.

2. ditambah sedikit basa kuat.

3. diencerkan.

Komposisi Larutan Penyangga

Larutan penyangga terbentuk dari campuran asam/ basa dengan pasangan basa/

asam konjugasi yang biasa diperoleh dari garamnya. Namun asam/basa yang mana?

Kuat atau lemah? Perhatikan peta konsep berikut!

Sekarang perhatikan Gambar 1 berikut!

Diketahui, zat X, Y, dan Z adalah larutan penyangga.

Berdasarkan Gambar 2:

Zat X adalah larutan penyangga basa , zat Y adalah larutan penyangga asam , dan zat Z

adalah larutan penyangga basa.

Jadi, ada 2 jenis larutan penyangga yaitu:

1. larutan penyangga asam yang terdiri dari campuran asam lemah dan basa

konjugasinya.

2. larutan penyangga basa yang terdiri dari campuran basa lemah dan asam

konjugasinya.

Larutan penyangga dapat dibuat secara langsung dan secara tidak langsung. Hal ini

tergantung dari sumber asam konjugasi/basa konjugasi dari asam lemah/ basa

lemahnya.

Perhatikan peta konsep berikut!

Perhatikanlah Gambar 3 berikut!

Berdasarkan Gambar 3, jika larutan penyangga terbentuk dengan cara tersebut maka

larutan penyangga dinamakan dibuat secara langsung.

Perhatikanlah Gambar 4 berikut!

Berdasarkan Gambar 4, jika larutan penyangga terbentuk dengan cara tersebut maka

larutan penyangga dinamakan dibuat secara tidak langsung  . Setiap reaksi asam

lemah dengan basa kuat atau basa lemah dengan asam kuat akan selalu

menghasilkan larutan penyangga, asalkankonsentrasi asam lemah/basa lemah

harus lebih besar dari pada konsentrasi basa kuat/asam kuat.

Perhatikan Gambar 5 berikut untuk menjelaskan bagaimana reaksi asam lemah

dengan basa kuat menghasilkan larutan penyangga!

Berdasarkan keterangan dapat disimpulkan:

Selain campuran asam lemah dengan garamnya / basa lemah dengan garamnya, suatu

larutan penyangga juga dapat dibuat dengan mencampurkan asam

lemah dengan basa kuat atau basa lemah dengan asam kuat Asalkan konsentrasi yang

lemah harus lebih besar daripada yang kuat.

Prinsip Kerja Larutan Penyangga

Larutan penyangga mempertahankan pH berdasarkan prinsip kesetimbangan. Anda

masih ingat apa yang mempengaruhi nilai pH?

Konsentrasi H+ untuk larutan yang bersifat asam dan konsentrasi OH- untuk larutan

yang bersifat basa.

Bagaimana nilai pH jika konsentrasi H+ dan OH- dalam larutan adalah tetap? Yaa..anda

benar lagi! Nilai pH juga akan tetap.

1. Prinsip Kerja Larutan Penyangga Asam

(Misal: HNO2/NO2- yang dibuat dari campuran HNO2 dengan NaNO2)

Perhatikanlah gambar berikut!

a. Apabila ditambahkan sedikit asam kuat (Misal: HCl)

Berdasarkan Gambar 6a, Larutan penyangga HNO2/NO2- dapat dibuat dari campuran

HNO2 dan NaNO2. Berarti dalam larutan ini terkandung molekul HNO2, ion H+, Na+ dan

NO2-. Penambahan sedikit asam kuat akan menambah konsentrasi H+ dalam larutan

(6b), namun kelebihan ini dinetralisasi oleh NO2-, membentuk HNO2 sehingga

kesetimbangan bergeser ke arah HNO2. Hal ini membuat jumlah H+dalam larutan

menjadi tetap. Akibatnya (6c) nilai pH tetap.

b. Apabila ditambahkan sedikit basa kuat (Misal: NaOH)

Berdasarkan Gambar 7b, penambahan sedikit basa kuat akan memunculkan ion baru

dalam larutan penyangga HNO2/NO2- yaitu OH-, namun ion tersebut dinetralisasi oleh

HNO2, membentuk NO2- sehingga kesetimbangan bergeser ke arah NO2

-. Hal ini

membuat OH- tidak mengganggu H+dalam larutan. Akibatnya (7c) nilai pH tetap.

c. Apabila dilakukan pengenceran dengan H2O

Berdasarkan Gambar 8, jika dilakukan pengenceran dengan H2O maka derajat ionisasi

(α) asam lemah akan naik (Hukum   Pengenceran  Ostwald) yang berarti menambah

jumlah ion H+ dan NO2- dari ionisasi asam lemah (8b). Akan tetapi karena volume

larutan juga bertambah maka penambahan konsentrasi H+ menjadi tidak berarti.

Akibatnya (8c) nilai pH tetap.

Berdasarkan keterangan di atas, dapat disimpulkan prinsip kerja larutan penyangga

asam dalam mempertahankan pH adalah sebagai berikut:

1. Setiap penambahan H+ akan dinetralisasi oleh basa konjugasi.

2. Setiap penambahan OH- akan dinetralisasi oleh asam lemah.

3. Setiap pengenceran dengan H2O berarti memperbesar jumlah ion H+ dan basa

konjugasi dari ionisasi asam lemah namun penambahan konsentrasi H+ menjadi tidak

berarti karena volume larutan juga bertambah.

2. Prinsip Kerja Larutan Penyangga Basa

(Misal: NH3/NH4+ yang dibuat dari campuran NH4OH dengan NH4Cl)

a. Apabila ditambahkan sedikit asam kuat (Misal: HCl)

Berdasarkan Gambar 9a, Larutan penyangga NH3/NH4+ dapat dibuat dari campuran

NH4OH(bentuk NH3 dalam air) dan NH4Cl. Berarti dalam larutan ini terkandung molekul

NH4OH, ion NH4+, ion OH- dan Cl-. Penambahan sedikit asam kuat akan memunculkan

ion baru dalam larutan (9b) yaitu H+, namun ion tersebut dinetralisasi oleh NH4OH,

membentuk NH4+

sehingga kesetimbangan bergeser ke arah NH4+. Hal ini membuat

H+ tidak mengganggu OH- dalam larutan. Akibatnya (9c) nilai pH tetap.

b. Apabila ditambahkan sedikit basa kuat (Misal: NaOH)

Berdasarkan Gambar 10, Penambahan sedikit basa kuat akan menambah konsentrasi

OH- dalam larutan, namun kelebihan ini dinetralisasi oleh NH4+, membentuk NH4OH

sehingga kesetimbangan bergeser ke arah NH4OH. Hal ini membuat jumlah OH- dalam

larutan menjadi tetap. Akibatnya (10c) nilai pH tetap.

c. Apabila dilakukan pengenceran dengan H2O

Berdasarkan Gambar 11, jika dilakukan pengenceran dengan H2O maka derajat ionisasi

(α) basa lemah akan naik/turun*(29) (Hukum   Pengenceran   Ostwald) yang berarti

menambah jumlah ion OH- dan NH4+ dari ionisasi basa lemah (11b). Akan tetapi karena

volume larutan juga bertambah maka penambahan konsentrasi OH- menjadi tidak

berarti. Hal ini (11c) membuat nilai pH tetap.

Berdasarkan keterangan di atas, dapat disimpulkan prinsip kerja larutan penyangga

basa dalam mempertahankan pH adalah sebagai berikut:

1. Setiap penambahan H+akan dinetralisasi oleh basa lemah.

2. Setiap penambahan OH- akan dinetralisasi oleh asam konjugasi.

3. Setiap pengenceran dengan H2O berarti memperbesar jumlah ion OH- dan asam

konjugasi dari ionisasi basa lemah, namun penambahan konsentrasi OH- menjadi tidak

berarti karena volume larutan juga bertambah.

pH Larutan Penyangga

pH larutan penyangga tergantung oleh konsentrasi asam lemah/ basa lemah,

konstanta kesetimbangan asam lemah/ basa lemah dan konsentrasi garamnya. Dalam

suatu sistem larutan penyangga akan terdapat dua jenis reaksi yaitu reaksi

kesetimbangan asam lemah/ basa lemah dan reaksi ionisasi garamnya.

1. Menghitung pH Larutan Penyangga Asam

Konstanta kesetimbangan asam lemah:

sehingga:

maka:

dan diperoleh:

2. Menghitung pH Larutan Penyangga Basa

Konstanta kesetimbangan basa lemah:

sehingga:

maka:

Sehingga diperoleh:

Manfaat Larutan Penyangga

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.

1. Darah Sebagai Larutan Penyangga

Ada beberapa faktor yang terlibat dalam pengendalian pH darah, diantaranya

penyangga karbonat, penyangga hemoglobin dan penyangga fosfat.

a. Penyangga Karbonat

Penyangga karbonat berasal dari campuran asam karbonat (H 2 CO 3 ) dengan basa

konjugasi bikarbonat (HCO 3 ).

H 2 CO 3 (aq) –> HCO 3(aq) + H + (aq)

Penyangga karbonat sangat berperan penting dalam mengontrol pH darah. Pelari

maraton dapat mengalami kondisi asidosis, yaitu penurunan pH darah yang

disebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga meningkatkan produksi ion

bikarbonat. Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan penyakit jantung, ginjal, diabetes

miletus (penyakit gula) dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpa oksigen

tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen yang

sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas lebih cepat, sehingga gas

karbondioksida yang dilepas terlalu banyak, padahal CO 2 dapat larut dalam air

menghasilkan H 2 CO 3 . Hal ini mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis

dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, kadang-kadang

karena cemas dan histeris).

b. Penyangga Hemoglobin

Pada darah, terdapat hemoglobin yang dapat mengikat oksigen untuk selanjutnya

dibawa ke seluruh sel tubuh. Reaksi kesetimbangan dari larutan penyangga oksi

hemoglobin adalah:

HHb + O 2 (g) « HbO 2 - + H +

Asam hemoglobin ion aksi hemoglobin

Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +,

sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2 bersifat basa.

Hemoglobin yang telah melepaskan O 2 dapat mengikat H + dan membentuk asam

hemoglobin. Sehingga ion H + yang dilepaskan pada peruraian H 2 CO 3 merupakan

asam yang diproduksi oleh CO 2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.

c. Penyangga Fosfat

Pada cairan intra sel, kehadiran penyangga fosfat sangat penting dalam mengatur pH

darah. Penyangga ini berasal dari campuran dihidrogen fosfat (H 2 PO 4 - ) dengan

monohidrogen fosfat (HPO 3 2- ).

H 2 PO 4 - (aq) + H + (aq) –> H 2 PO 4(aq)

H 2 PO 4 - (aq) + OH - (aq) –> HPO 4 2- (aq) ) + H 2 O (aq)

Penyangga fosfat dapat mempertahankan pH darah 7,4. Penyangga di luar sel hanya

sedikit jumlahnya, tetapi sangat penting untuk larutan penyangga urin.

2. Air Ludah sebagai Larutan Penyangga

Gigi dapat larut jika dimasukkan pada larutan asam yang kuat. Email gigi yang rusak

dapat menyebabkan kuman masuk ke dalam gigi. Air ludah dapat mempertahankan

pH pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat

menetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.

3. Menjaga keseimbangan pH tanaman.

Suatu metode penanaman dengan media selain tanah, biasanya ikerjakan dalam

kamar kaca dengan menggunakan mendium air yang berisi zat hara, disebut

dengan hidroponik . Setiap tanaman memiliki pH tertentu agar dapat tumbuh dengan

baik. Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH dapat dijaga.

4. Larutan Penyangga pada Obat-Obatan

Asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat

penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH

pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk

merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat

dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer

kelebihan asam.

IV. ALAT & BAHAN

A. ALAT

Gelas ukur

Pipet tetes

pH meter

B. BAHAN

Larutan HCl 0,1 M

Larutan CH3COOH 0,1 M

Larutan CH3COONa 0,1 M

Larutan NaOh 0,1M

Aquades

V. CARA KERJA

A. 1. Ambil 15ml CH3COOH. Ukur pH dengan pH meter

2. Tambahkan 3 tetes HCl 0,1 M. Ukur kembalipH dengan menggunakan pH

meter.

B. 1. Ambil 15 ml CH3COOH 0,1 M & 15ml CH3COONa 0,1M ukur kembali pH.

2. Bagi larutan tersebut menjadi tiga:

Tabung pertama ditambahkan 3 tetes HCl. Ukur pH.

Tabung kedua ditambahkan 3 tetes NaOH. Ukur pH.

Tabung ketiga ditambahkan 2ml aquades. Ukur pH.

VI. DATA PENGAMATAN

1. pengukuran pH CH3COOH 0,1 M setelah penambahan air, sedikit asam dan sedikit

basa.

Tabung Campuran Larutan pH Perubahan pH1 CH3COOH 0,1 M 3,12 CH3COOH 0,1 M + air3 CH3COOH 0,1 M + sedikit asam 2,8 0,34 CH3COOH 0,1 M + sedikit basa

2. pengukuran pH larutan penyangga (CH3COOH 0,1 M dan CH3COONa 0,1 M )

setelah penambahan air, sedikit asam dan sedikit basa.

Tabung Campuran Larutan pH Perubahan pH1 larutan penyangga 4,42 larutan penyangga + air 3,1 1,33 larutan penyangga + sedikit asam 3,3 1,24 larutan penyangga + sedikti basa 3,2 1,1

VII. ANALISIS DATA & PEMBAHASAN

Di percobaan kali ini, kami berusaha untuk mengukur pH dari berbagai macam larutan

menggunakan pH meter. Larutan pertama yang kami uji adalah CH3COOH 0,1 M. Pertama,

ambil sebanyak 15ml larutan CH3COOH 0,1 M ke dalam gelas ukur. Ke dalam gelas lalu pH

meter dicelupkan untuk mengukur besar angka pH yang dimiliki CH3COOH 0,1 M. Alat pH

meter menunjukkan angka 3,1 sebagai pH milik CH3COOH 0,1 M. Ke dalam larutan

CH3COOH 0,1 M yang sama, lalu dimasukkan sebanyak tiga tetes HCl 0,1M. Larutan yang

telah diteteskan lalu diaduk, dan dicari kembali pH-nya. pH meter lalu menunjukkan bahwa

larutan campuran memiliki pH 2,8 setelah diukur. Menurut teori, larutan dikatakan larutan

penyangga atau bufffer, apabila ketika larutan diencerkan, atau ditambahkan sedikit asam,

atau sedikit basa, pH-nya tidak berbeda jauh dengan pH awalnya. Menurut percobaan kami

ini, ketika CH3COOH 0,1 M ditambahkan tetesan HCl 0,1M yang bekerja sebagai sedikit

asam menunjukkan perbedaan angka yang tidak besar dengan angka pH awal. Yaitu

sebesar 0,3 (3,1 – 2,8). Oleh karena itu dapat dikatakan larutan CH3COOH 0,1 M ditambah

sedikit asam adalah larutan penyangga atau buffer.

Di percobaan kedua, kami siapkan campuran larutan penyangga yaitu CH3COOH 0,1 M dan

CH3COONa 0,1M masing-masing sebanyak 15ml ke dalam gelas. Larutan penyangga

tersebut lalu dihitung pH-nya yaitu sebesar 4,4 sebelum dipisahkan ke dalam tiga gelas

ukur yang berbeda. Ke dalam gelas pertama, dilakukan pengenceran pada larutan

penyangga dengan menambahkan 2ml aquades kedalamnya. Setelah diaduk, larutan

diukur kembali pH-nya dengan menggunakan pH meter. Angka pH menunjukkan angka 3,1

setelah diencerkan. Pada gelas ukur kedua, ditambahkan tiga tetes HCl ke dalam larutan

sebagai penambah sifat sedikit asam kemudian diukur kembali pH-nya. Penambahan

sedikit asam ke dalam larutan penyangga membuat larutan memiliki pH 3,2. Di gelas

ketiga, ditambahkan tiga tetes NaOH sebagai penambah sifat basa ke dalam larutan.

Larutan penyangga yang telah dicampur sedikit basa kemudian dihitung kembali pH-nya

dan mendapatkan angka 3,3 berdasarkan pH meter.

Berdasarkan teori, dikatakan bahwa larutan penyangga ketika ditambahkan apapun

(pengenceran, sedikit asam, atau sedikit basa), tidak akan mengalami perubahan pH akibat

sifat penyangga yang berusaha mempertahankan nilai pH. Namun dapat dilihat

berdasarkan hasil percobaan kami, besar pH penyangga dan pH setelah penyangga

ditambahkan dengan larutan yang lain mengalami perubahan yang tidak sesuai jika

dicocokkan dengan teori yang ada. Perbedaan yang kami dapati diantaranya dapat

disebabkan baik oleh kesalahan dari pH meter yang mungkin digunakan bukan dalam

kondisi netral, rusak atau tidak sesuai, terlalu banyaknya penambahan larutan yang

dimasukkan ke dalam larutan penyangga, terlalu pekatnya konsentrasi milik larutan

penambah sehingga langsung mempengaruhi angka pH, ataupun humans dan instruments

error lainnya. Dapat diketahui dari sifat pencam pur larutan penyangga yang kami gunakan

(CH3COOH bersifat asam lemah. Ditambah CH3COONa yang bersifat garam) bahwa sifat

yang dibawa dari larutan penyangga yang kami uji ini adalah bersifat asam.

VIII. KESIMPULAN

Larutan penyangga tidak berubah banyak atau bahkan tidak berubah jika

ditambahkan sedikit air, asam maupun basa. Hal ini dibuktikan dengan percobaan

pertama kami saat perbedaan pH hanya sebesar 0,3 saat CH3COOH ditambahkan

sedikit asam dan juga larutan penyangga yang tidak memiliki angka perbedaan pH

yang terlalu jauh saat ditambahkan sedikit air, asam, basa.

Larutan penyangga yang kami uji (CH3COOH dan CH3COONa) membawa sifat asam. Hal

ini dapat diketahui dari larutan tersebut adalah pencampuran dari larutan yang bersifat

asam lemah dengan garam sehingga sifat asam lemah lebih mendominasi yang membuat

larutan penyangga tersebut lebih membawa sifat asam. Dan hal ini diperkuat dengan pH

penyangga yang menunjukkan angka 4,4. Angka <7 mengandung sifat asam berdasarkan

ukuran pH.

IX. PERTANYAAN

1. Bagaimana pengaruh penambahan asam, basa dan pengenceran terhadap larutan

bukan penyangga?

Larutan bukan penyangga ketika ditambahkan asam cenderung akan memiliki angka

pH yang kecil/ lebih kecil dari angka pH larutan sebelumnya. Dan larutan bukan

penyangga ketika ditambahkan basa cenderung akan memiliki angka pH yang besar/

lebih besar dari angka pH larutan sebelumnya.

2. Bagaimana pengaruh penambahan asam, basa dan pengenceran terhadap larutan

penyangga?

a. Pengaruh Penambahan Asam

Larutan penyangga CH3COOH + CH3COONa ketika ditambah asam maka:

*) H+ dari asam kuat akan bergabung dengan CH3COO-, Karena CH3COO- merupakan

basa kuat sehingga lebih suka (lebih kuat) menerima proton, dan terbentuk

CH3COOH

*) dalam kesetimbangan penyangga, [CH3COO-] berkurang, dan [CH3COOH]

bertambah untuk mencapai susunan kesetimbangan baru

Dan juga, penurunannya tidak > 10%, artinya sangat kecil sekali dan dianggap pH larutan

penyangga tidak berubah (konstan)

b. Pengaruh Penambahan Basa

Larutan penyangga CH3COOH + CH3COONa ketika ditambah basa maka:

*) OH- dari basa kuat akan bergabung dengan H+ menjadi H2O

*) dalam kesetimbangan penyangga, [CH3COO-] bertambah, dan [CH3COOH]

berkurang untuk mencapai susunan kesetimbangan baru

c. Pengaruh Penambahan Pengenceran

Larutan penyangga CH3COOH + CH3COONa ketika ditambah air (pengenceran) maka pH

larutan akan tetap (konstan). Ditambah air artinya pengenceran (volume bertambah), ini

mengakibatkan konsentrasi berkurang dari konsentrasi awal

3. Bagaimana larutan penyangga dapat mempertahankan nilai pH?

Larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa

konjugasinya, sehingga dapat mengikatbaik ion H+ maupun ion OH-. Sehingga

penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara

signifikan