LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)

 BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

            Larutan penyangga atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pHnya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat. Buffer terdiri dari asam lemah dan garam/basa konjugasinya atau basa lemah dan garam/asam konjugasinya.

            Sangat banyak kegunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari, karena fungsinya yang sangat penting. Salah satu contoh larutan buffer dalam kehidupan sehari-hari adalah buffer dalam air ludah, buffer dalam darah, buffer pada bidang industri farmasi, dan masih banyak lagi.

            Larutan penyangga juga banyak digunakan dalam reaksi-reaksi kimia terutama dalam bidang kimia analitis, biokimia, bakteriologi, dan bidang kesehatan.  Dalam reaksi-reaksi kimia tersebut dibutuhkan PH yang stabil. Oleh karena itu, dibutuhkan larutan penyangga untuk mempertahankan PH suatu zat.

            Melihat banyaknya kegunaan dari larutan penyangga dan fungsinya yang tidak kalah penting, maka penulis ingin menggali lebih dalam kegunaan laurtan penyangga dalam kehidupan sehari-hari dalam karya tulis ilmiah ini, dengan judul   :“ Kegunaan Larutan Penyangga Dalam Kehidupan Sehari-Hari”

1.2  Rumusan Masalah

1.2.1        Apa yang dimaksud dengan larutan penyangga (buffer) ?

1.2.2        Bagaimana sifat larutan penyangga (buffer) ?

1.2.3        Apa sajakah kegunaan larutan penyangga (buffer) dalam tubuh makhluk hidup, industry farmasi, bidang biologi, dan bidang analisis ?

1.3.  Tujuan

1.3.1        Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan larutan penyangga (buffer).

1.3.2        Untuk mengetahui sifat larutan penyangga (buffer).

1.3.3        Untuk mengetahui kegunaan larutan penyangga (buffer) dalam tubuh makhluk hidup, industry farmasi, bidang biologi, dan bidang analisis.

1.4.   Manfaat

1.4.1        Memperluas pengetahuan mengenai kegunaan larutan penyangga (buffer) bagi masyarakat.

1.4.2        Menambah pengetahuan masyarakat tentang kegunaan laruta penyangga (buffer) dalam kehidupan sehari-hari.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

            Sebelum membahas lebih lanjut tentang larutan penyangga , ada baiknya terlebuh dahulu mengetahui hal- hal yang tentang larutan yang biasa disebut beffer ini :

1.      Pengertian Larutan Penyangga

      Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung.Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat.

      Larutan penyangga tersusun dari asam lemah dengan basa konjugatnya atau oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi di antara kedua komponen penyusun ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi.

a.       Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium (Na), kalium, barium, kalsium, dan lain-lain. Contoh yang biasa merupakan campuran asam etanoat dan natrium etanoat dalam larutan.

b.      Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih. Seringkali yang digunakan sebagai contoh adalah campuran larutan amonia dan larutan amonium klorida.

2.      Cara Kerja Larutan Penyangga

Larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H⁺ maupun ion OH^-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan.

Berikut ini cara kerja larutan penyangga:

a.       Larutan Penyangga Asam

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO^- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

·         Pada Penambahan Asam

Penambahan asam (H⁺) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H⁺ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH3COO^- membentuk molekul CH₃COOH.

CH3COO^-_(aq) + H⁺_(aq) → CH₃COOH_(aq)

·         Pada Penambahan Basa

Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH^- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H⁺ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H⁺ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH₃COOH), bukan ion H⁺. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH₃COOH membentuk ion CH₃COO^- dan air.

CH₃COOH_(aq) + OH^-_(aq) → CH₃COO^-_(aq) + H2O_(l)

b.      Larutan Penyangga Basa

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

·         Pada Penambahan Asam

Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH^-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH₃), bukannya ion

OH^-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa membentuk ion NH4⁺.

NH_{3 (aq)} + H⁺_(aq) → NH4⁺ _(aq)

·         Pada Penambahan Basa

Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH₄⁺), membentuk komponen basa (NH₃) dan air.

NH4⁺ _(aq) + OH^-_(aq) → NH³ _(aq) + H₂O_(l)

3.        Perhitungan PH Larutan Penyangga

a.       Larutan Penyangga Asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H⁺ dalam suatu

larutan dengan rumus berikut:

[H⁺] = Ka x a/g atau pH = p Ka - log a/g

dengan,

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = jumlah mol asam lemah

g = jumlah mol basa konjugasi

b.      Larutan Penyangga Basa

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H⁺ dalam suatu

larutan dengan rumus berikut:

[OH^-] = Kb x b/valxg atau

pOH = p Kb - log b/g

pH = 14 - pOH

dengan,

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = konsentrasi basa lemah

g = konsentrasi asam konjugasi

4.Fungsi Larutan Penyangga

a. Fungsi larutan penyangga dalam tubuh manusia

         Reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh manusia merupakan reaksi enzimatis, yaitu reaski yang melibatkan enzim sebagai katalis. Enzim sebagai katalis hanya dapat bekerja dengan baik pada pH tertentu (pH optimumnya). Agar enzim tetap bekerja secara optimum, diperlukan lingkungan reaksi dengan pH yang relative tetap, untuk itu maka diperlukan larutan penyangga.

Didalam setiap cairan tubuh terdapat pasangan asam-basa konjugasi yang berfungsi sebagai larutan penyangga. Cairan tubuh, baik sebagai cairan intra sel (dalam sel) dan cairan ekstra sel (luar sel) memerlukan system penyangga tersebut unutk mempertahankan harga pH cairan tersebut. System penyangga ekstra sel yang penting adalah penyangga karbonat ( H₂CO₃/HCO₃^-) yang berperan dalam menjaga pH darah, dan sistem penyangga fosfat (H₂PO₄^-/HPO₄^2-) yang berperan menjaga pH cairan intra sel.

b. Fungsi larutan penyangga dalam bidang farmasi

         Buffer pada bidang farmasi banyak digunakan untuk menetralkan darah atau biasanya pada kasus keracunan. Contohnya pada keracunan asam jengkolat. Asam jengkolat yang terbentuk saat kita terlalu banyak mengonsumsi jengkol ini harus di kurangi karena akan membetk kristal kristal yang menyumbat saluran kecing. Caranya dengan memasukan larutan bisa Natrium karbonat(biasanya) yang sifatnya basa yang nantinya akan membentuk garam ketika bereaksi dengan asam dan kemudian akan keluar melalui urin (karena garam sifatnya adalah mudah larut dalam air).

         Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.

         Perubahan pH pada larutan obat dapat merusak komposisi, fungsi, dan efektivitas obattersebut. Oleh karena itu, obat-obatan dalam bentuk larutan sering kali bertindak sebagai sistem penyangga bagi obat itu sendiri untuk mempertahankan kadar larutan obat tetap berada dalam trayek pH tertentu.

         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.

c.  Fungsi larutan penyangga dalam bidang industri

Gambar obat-obatan

 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.

Contohnya pada asam sitrat :

            Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik dan alami, selain digunakan sebagai penambah rasa masam pada makanan dan minuman ringan. Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup, sehingga ditemukan pada hampir semua makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan.

         Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dan sayuran, namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang dapat mencapai 8% bobot kering, pada jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis dan jeruk purut).

Rumus kimia asam sitrat adalah C6H8O7 (strukturnya ditunjukkan pada tabel informasi di sebelah kanan). Struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat.

         Sifat-sifat fisis asam sitrat dirangkum pada tabel di sebelah kanan. Keasaman asam sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi, ion yang dihasilkan adalah ion sitrat. Sitrat sangat baik digunakan dalam larutan penyangga untuk mengendalikan pH larutan. Ion sitrat dapat bereaksi dengan banyak ion logam membentuk garam sitrat. Selain itu, sitrat dapat mengikat ion-ion logam dengan pengkelatan, sehingga digunakan sebagai pengawet dan penghilang kesadahan air.

a.       Dalam bidang obat-obatan misalnya obat tetes mata. Obat tetes mata yang kita gunakan sehari-hari juga menggunakan system larutan buffer agar pada saat di teteskan ke mata manusia, dapat diterima oleh kondisi tubuh manusia. Suasana pH pada obat tetes mata tersebut disesuaikan dengan kondisi pH manusia agar tidak menimbulkan bahaya.

b.      Sistem larutan penyangga atau buffer tersebut terdapat dalam cairan tubuh manusia yakni cairan intra sel dan ekstra sel. Komponen yang berfungsi sebagai penyangga di dalam tubuh manusia adalah komponen H₂PO₄^- dan HPO₄^2-. Buffer ini berfungsi untuk mempertahankan harga pH dalam tubuh manusia yakni sekitar 7,4.3.  Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna.

c.       Sistem larutan penyangga atau buffer tersebut terdapat dalam cairan tubuh manusia yakni cairan intra sel dan ekstra sel. Komponen yang berfungsi sebagai penyangga di dalam tubuh manusia adalah komponen H₂PO₄^- dan HPO₄^2-. Buffer ini berfungsi untuk mempertahankan harga pH dalam tubuh manusia yakni sekitar 7,4.3.  Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna.

d.      Menjaga pH pada plasma darah agar berada pada pH berkisar 7,35 – 7,45 ,yaitudari ion HCO^3-dengan ion Na⁺ . Apabila pH darah lebihdari 7,45 akan mengalami alkalosis, akibatnya terjdi hiperventilasi/ bernapas berlebihan. Apabila pH darah kurang dari 7,35 akan mengalami acidosis akibatny ajantung, ginjal, hati dan pencernaan akan terganggu.5.  Menjaga pH cairan tubuh agar ekskresi ion H⁺ pada ginjal tidak terganggu, yaitu asam dihidrogenposphat (H₂PO₄^-) dengan basa monohidrogenposphat (HPO₄^2-)

e.       Sitrat sangat baik digunakan dalamlarutan penyangga untuk mengendalikan pH larutan. Ion sitrat dapat bereaksi dengan banyak ion logam membentuk garam sitrat. Selain itu, sitrat dapat mengikat ion-ion logam dengan pengkelatan, sehingga digunakan sebagai pengawet dan penghilang kesadahan air. Pada temperatur kamar, asam sitrat berbentuk serbuk kristal berwarna putih. Serbuk Kristal tersebut dapat berupa bentuk "anhydrous" (bebas air), atau bentuk monohidrat yang mengandung satu molekul air untuk setiap molekul asam sitrat. Bentuk"anhydrous "asam sitrat mengkristal dalam air panas, sedangkan bentuk monohidrat didapatkan dari kristalisasi asam sitrat dalam air dingin. Bentuk monohidrat tersebut dapat diubah menjadi bentuk "anhydrous "dengan pemanasan di atas 74 °C. Penggunaan utama asam sitrat saat ini adalah sebagai zat pemberi cita rasadan pengawet makanan dan minuman, terutama minuman ringan. Kode asam sitrat sebagai zat aditif makanan ("E number" ) adalah E330. Garam sitrat dengan berbagai jenis logamdigunakan untuk menyediakan logam tersebut (sebagai bentuk biologis) dalam banyak suplemen makanan. Sifat sitrat sebagai larutan penyanggadigunakan sebagai pengendali pHdalam larutan pembersih dalam rumah tangga dan obat-obatan. Kemampuan asam sitrat untukmengkelat logam menjadikannya berguna sebagai bahan sabun dan deterjen. Dengan mengkelat logam pada air sadah, asam sitrat memungkinkan sabun dan deterjen membentuk busa dan berfungsi dengan baik tanpa penambahan zat penghilang kesadahan. Demikian pula, asam sitrat digunakan untuk memulihkan bahan penukar ion yang digunakan pada alat penghilang kesadahan dengan menghilangkan ion-ion logam yang terakumulasi pada bahan penukar ion tersebut sebagai kompleks sitrat.

BAB III

METODE PENULISAN

Karya tulis ilmiah ini menggunakan beberapa metode diantaranya :

3.1.Metode Kepustakaan

Diterapkan untuk mendapatkan data yang dapat digunakan untuk membantu menganalisis beberapa hal yang berhubungan dengan larutan penyangga.

3.2.Metode Pengumpulan Data

Dengan metode pengumpulan data yaitu dengan mengumpulkan berbagai data dari berbagai sumber seperti internet. Dari data-data yang kami kumpulkan tersebut kami menyusun karya tulis ilmiah ini.

BAB VI
PEMBAHASAN

A. Pengertian Larutan Penyangga

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 (Alexander ,2011).

             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. Buffer dapat dibagi menjadi 3 jenis sesuai kapasitasnya, yaitu buffer yang kapasitasnya 0, buffer yang kapasitasnya tak hingga, serta buffer yang kapasitasnya dibatasi sebanyak n. Buffer dengan kapasitas terbatas inilah yang disebut sebagai bounded-buffer (Underwood, 2002 ).

Larutan buffer sering digunakan dalam bidang kimia analisis seperti pada pembuatan fase gerak pada KCKT dan ekstraksi obat dari larutan berair. Jenis buffer yang paling sederhana tersusun atas asam/basa lemah yang dikombinasikan dengan asam/basa kuat. Sistem buffer yang umum adalah sistem natrium asetat atau asam asetat. Cara langsung yang digunakan untuk membuat buffer adalah dengan menambahkan natrium hidroksida pada asam asetat sampai pH yang dikehendaki tercapai. Kisaran pH yang paling efektif untuk membuat buffer adalah satu unit pH disekitar nilai pKa asam atau basa lemah yang digunakan untuk membuat buffer. Sebagai contoh, nilai pKa asam asetat adalah 4,76 karenanya kisaran pH buffer yang paling efektif adalah 3,76 hingga 5,76 (Rohman, 2007).

Kebutuhan buffer kadang menyulitkan karena hampir setiap analisa membutuhkan kondisi pH tertentu yang relatif stabil. Karena banyaknya macam dan jenis buffer, pemilihan buffer yang akan digunakan menjadi masalah tersendiri. Dalam memilih buffer, yang harus diperhatikan adalah pH optimum serta sifat-sifat biologisnya. Banyak jenis buffer yang mempunyai impak terhadap sistem biologis, aktivitas enzim, substrat, atau kofaktor (Riyadi, 2008).

Keberadaan katalis buffer juga memiliki pengaruh yang kuat terhadap laju pengerasan, reaksi degradasi dan derajat pembentukan perekat MUF (Iswanto, 2011).

Buffer juga dapat digunakan dalam melihat rentang asam/basa, melalui diagram potensial-pH tidak dapat mencakup seluruh daerah pH, karena terbatasi oleh trayek rentang pH sistem buffer. Walaupun demikian, rentang pH 3,22-9,03 adalah salah satu daerah pH penting dalam kajian korosi baja karbon, karena daerah itu meliput sebagian besar daerah peralihan korosi aktif ke keadaan pasif (Bundjali, 2004).

Asam asetat dengan konsentrasi yang relatif tinggi memiliki kapasitas buffer yang lebih besar,  yang artinya bahwa dengan semakin banyak tersedianya ion asetat, akan mendorong ion H+  untuk berikatan dengan ion asetat sehingga penurunan pH akibat ion H+ tidak terjadi. Dengan kapasitas buffer yang besar, pada kondisi larutan yang lewat jenuh, partikel-partikel produk korosi dapat terbentuk lebih seragam. Partikel-partikel tersebut mampu membentuk lapisan pelindung yang lebih rapat sehingga meminimalisi serangan spesi korosif terhadap permukaan logam. Sebaliknya, pada kapasitas buffer yang rendah, perbedaan pH antara sisi anodik dan katodik cukup tinggi. Tingginya perbedaan pH tersebut menyebabkan perbedaan potensial antara sisi anodik dan katodik semakin tinggi sehingga proses korosi berlangsung semakin cepat. Jadi, peningkatan konsentrasi asam yang melebihi batas maksimum justru menghasilkan lapisan produk korosi yang lebih protektif karena laju pertumbuhan dari lapisan pelindung yang terbentuk pada sistem dengan kapasitas buffer  tinggi lebih terkontrol dibandingkan di dalam sistem dengan kapasitas buffer yang rendah (Santoso, 2011).

B. Sifat Larutan Larutan Penyangga

 pH suatu larutan akan turun apabila ditambah asam, hal ini disebabkan meningkatnya konsentrasi H+. Sebaliknya, bila ditambah basa akan menaikkan pH karena penambahan basa meningkatkan konsentrasi OH-. Penambahan air pada larutan asam dan basa akan mengubah pH larutan, karena konsentrasi asam atau basanya akan mengecil. Namun, ada larutan yang bila ditambah sedikit asam, basa, atau air tidak mengubah pH secara berarti. Larutan yang demikian disebut dengan larutan penyangga (disebut juga larutan buffer atau dapar). Larutan buffer memiliki komponen asam yang dapat menahan kenaikan pH dan komponen basa yang dapat menahan penurunan pH. Komponen tersebut merupakan konjugat dari asam basa lemah penyusun larutan buffer itu sendiri. Dengan demikian, larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. (Keenan et al., 1980)

Secara umum,  larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

1.                      Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.

2.                      Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH+), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa. (Purba, 1994)

Komponen larutan penyangga terbagi menjadi (Keenan et al., 1980):

Berikut merupakan sifat dari larutan penyangga berdasarkan Ph yang dimilikinya :

1.                      Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya (yang merupakan basa konjugasi dari asamnya). Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat, asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium hidroksida, kalium hidroksida, barium hidroksida, kalsium hidroksida, dan lain-lain.

2. Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam (yang berasal dari asam kuat). Adapun cara lainnya yaitu: mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.

Adapun sifat-sifat larutan penyangga diketahui sebagai berikut (Syukri, 1999):

1. Mempunyai pH tertentu

pH buffer dapat dicari dengan persamaan Henderson-Hasselbalch, yaitu:

pH = pKa + log [garam]/[asam]

pOH = pKb + log [garam]/[basa]

pH buffer bergantung pada Ka asam lemah atau Kb basa lemah dan perbandingan konsentrasi asam dengan konsentrasi basa konjugasinya atau konsentrasi basa lemah dengan konsentrasi asam konjugasinya. Persamaannya (Purba, 1994):

a. Reaksi ionisasi asam lemah:

HA(aq) ↔ H+(aq) + A-(aq)

Tetapan ionisasinya dilambangkan dengan Ka

Ka = [H+][A-] / [HA]

b. Reaksi ionisasi basa lemah:

LOH(aq) ↔ L+(aq) + OH-(aq)

Tetapan ionisasinya dilambangkan dengan Kb

Kb = [L+][OH-] / [LOH]

2. pHnya relatif tidak berubah jika ditambah sedikit asam atau basa.

3. pHnya tidak berubah jika diencerkan.

Telah disebutkan bahwa larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H+ maupun ion OH-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan.

 Berikut ini cara kerja larutan penyangga (Syukri, 1999):

1.      Larutan penyangga asam

            Sebagai contoh cara kerjanya dapat dilihat pada larutan buffer yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- yang mengalami kesetimbangan. Prosesnya sebagai berikut:

-       Pada penambahan asam

            Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH3COO- membentuk molekul CH3COOH.

CH3COO-(aq)  + H+(aq)  → CH3COOH(aq)

-       Pada penambahan basa

            Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H+ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO- dan air.

CH3COOH(aq) + OH-(aq)  → CH3COO-(aq)  +  H2O(l)

2.      Larutan penyangga basa

            Sebagai contoh cara kerjanya, dapat dilihat pada larutan buffer yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Prosesnya sebagai berikut:

-       Pada penambahan asam

            Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Disamping itu, penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukan ion OH-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+.

NH3 (aq)  +  H+(aq)  →  NH4+ (aq)

-       Pada penambahan basa

            Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air.

NH4+ (aq) +  OH-(aq)  →  NH3 (aq)  +  H2O(l)

Untuk menghitung pH larutan buffer digunakan cara sebagai berikut (Purba, 1994):

Larutan penyangga asam

            Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H+] = Ka x a/g      atau
pH = p Ka – log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah
a  = jumlah mol asam lemah
g  = jumlah mol basa konjugasi

Larutan penyangga basa

            Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH-] = Kb x b/g      atau
pH = p Kb – log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah
b  = jumlah mol basa lemah
g  = jumlah mol asam konjugasi

            Menurut Syukri (1999), larutan buffer juga mempunyai kapasitas buffer (yang biasa disebut indeks buffer atau intensitas buffer). Kapasitas buffer merupakan suatu ukuran kemampuan buffer untuk mempertahankan pHnya yang konstan apabila ditambahkan asam kuat atau basa kuat. Kapasitas buffer bergantung pada jumlah asam-garam atau basa-garam yang terkandung di dalamnya. Apabila jumlahnya besar, pergeseran kesetimbangan ke kanan maupun ke kiri dapat berlangsung banyak untuk  mengimbangi asam kuat atau basa kuat yang ditambahkan. Sehingga dapat disebut kapasitas buffernya besar. Sebaliknya apabila jumlah asam-garam atau basa-garam itu kecil, dapat menyebabkan pergeseran kesetimbangan ke kanan dan ke kiri berlangsung sedikit. Sehingga dapat dikatakan kapasitas buffernya kecil. Suatu buffer dapat menahan perubahan [H+] sebanyak 100x semula. Perubahan pH yang diizinkan hanyalah sekitar 2. Ka atau Kb adalah konstanta, maka suatu buffer hanya efektif pada daerah pH tertentu yang disebut rentang daerah buffer. Sesungguhnya penambahan asam/basa pada suatu buffer akan mengubah pH-nya, namun perubahan itu sangatlah kecil dan dapat diabaikan. Namun, jika jumlah asam/basa yang ditambahkan makin banyak, maka perubahan pH-nya tak dapat diabaikan lagi. Jumlah asam atau basa yang dapat dinetralkan suatu buffer sebelum pH larutan berubah disebut kapasitas buffer .

            Kapasitas/daya tahan larutan penyangga bergantung pada jumlah mol dan perbandingan mol dari komponen penyangganya. Semakin banyak jumlah mol komponen penyangga, semakin besar kemampuannya mempertahankan pH. Apabila komponen asam terlalu sedikit, penambahan sedikit basa dapat mengubah pHnya. Sebaliknya apabila komponen basanya terlalu sedikit, penambahan sedikit asam dapat mengubah pHnya. Sedangkan, perbandingan mol antara komponen-komponen suatu larutan penyangga sebaiknya antara 0,1-10. Di luar perbandingan tersebut, maka sifat penyangganya akan berkurang (Keenan et al., 1980).

            Larutan penyangga ini dapat dilihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia, contohnya seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh (baik cairan intrasel maupun cairan ekstrasel) merupakan larutan penyangga. Sistem penyangga yang utama dalam cairan intrasel adalah pasangan dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat (H2PO4- -HPO42-). Sedangkan sistem penyangga yang utama dalam cairan ekstrasel adalah pasangan asam karbonat-bikarbonat (H2CO3 – HCO3-). Sistem penyangga ini dapat menjaga pH darah hampir konstan, yaitu sekitar 7,4 (Keenan et al., 1980).

C.  Fungsi Larutan Penyangga

1. Fungsi Larutan Penyangga Dalam Tubuh Manusia

·         Reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh manusia merupakan reaksi enzimatis, yaitu reaski yang melibatkan enzim sebagai katalis. Enzim sebagai katalis hanya dapat bekerja dengan baik pada pH tertentu (pH optimumnya). Agar enzim tetap bekerja secara optimum, diperlukan lingkungan reaksi dengan pH yang relative tetap, untuk itu maka diperlukan larutan penyangga.

            Didalam setiap cairan tubuh terdapat pasangan asam-basa konjugasi yang berfungsi sebagai larutan penyangga. Cairan tubuh, baik sebagai cairan intra sel (dalam sel) dan cairan ekstra sel (luar sel) memerlukan system penyangga tersebut unutk mempertahankan harga pH cairan tersebut. System penyangga ekstra sel yang penting adalah penyangga karbonat ( H₂CO₃/HCO₃^-) yang berperan dalam menjaga pH darah, dan sistem penyangga fosfat (H₂PO₄^-/HPO₄^2-) yang berperan menjaga pH cairan intra sel.

2. Fungsi Larutan Penyangga Dalam Bidang Farmasi

·         Buffer pada bidang farmasi banyak digunakan untuk menetralkan darah atau biasanya pada kasus keracunan. Contohnya pada keracunan asam jengkolat. Asam jengkolat yang terbentuk saat kita terlalu banyak mengonsumsi jengkol ini harus di kurangi karena akan membetk kristal kristal yang menyumbat saluran kecing. Caranya dengan memasukan larutan bisa Natrium karbonat(biasanya) yang sifatnya basa yang nantinya akan membentuk garam ketika bereaksi dengan asam dan kemudian akan keluar melalui urin (karena garam sifatnya adalah mudah larut dalam air).

·         Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.

·         Perubahan pH pada larutan obat dapat merusak komposisi, fungsi, dan efektivitas obattersebut. Oleh karena itu, obat-obatan dalam bentuk larutan sering kali bertindak sebagai sistem penyangga bagi obat itu sendiri untuk mempertahankan kadar larutan obat tetap berada dalam trayek pH tertentu.

·         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.

3.  Fungsi Larutan Penyangga Dalam Bidang Industri

·         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.

Contohnya pada asam sitrat :

            Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik dan alami, selain digunakan sebagai penambah rasa masam pada makanan dan minuman ringan. Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup, sehingga ditemukan pada hampir semua makhluk hidup. Zat ini juga dapat digunakan sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan.

·         Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dan sayuran, namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang dapat mencapai 8% bobot kering, pada jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis dan jeruk purut).

Rumus kimia asam sitrat adalah C6H8O7 (strukturnya ditunjukkan pada tabel informasi di sebelah kanan). Struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam 2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat.

·         Sifat-sifat fisis asam sitrat dirangkum pada tabel di sebelah kanan. Keasaman asam sitrat didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam larutan. Jika hal ini terjadi, ion yang dihasilkan adalah ion sitrat. Sitrat sangat baik digunakan dalam larutan penyangga untuk mengendalikan pH larutan. Ion sitrat dapat bereaksi dengan banyak ion logam membentuk garam sitrat. Selain itu, sitrat dapat mengikat ion-ion logam dengan pengkelatan, sehingga digunakan sebagai pengawet dan penghilang kesadahan air.

2.      Dalam Hal-Hal Lainnya

         a. Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh.

         b. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H₂PO₄^- dan HPO₄^2- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4.

         c. Menjaga pH pada plasma darah agar berada pada pH berkisar 7,35 – 7,45 ,yaitu dari ion HCO₃^- denganion Na⁺ . Apabila pH darah lebih dari 7,45 akan mengalami alkalosis, akibatnya terjdi hiperventilasi/ bernapas berlebihan, mutah hebat.Apabila pH darah kurang dari 7,35 akan mengalami acidosis akibatnya jantung ,ginjal ,hati dan pencernaan akan terganggu.

         d. Menjaga pH cairan tubuh agar ekskresi ion H⁺ pada ginjal tidak terganggu, yaitu asam dihidrogen posphat (H₂PO₄^-) dengan basa monohidrogen posphat (HPO₄^2-)

         e. Menjaga pH makanan olahan dalam kaleng agar tidak mudah rusak /teroksidasi (asam benzoat dengan natrium benzoat).

      f. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.

BAB V

PENUTUP

5.1.Simpulan

            Berdasarkan hasil dari riset dan pembahasan diatas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut        :

1.      Larutan penyangga atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai PH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah PHnya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat. Buffer terdiri dari asam lemah dan garam/basa konjugasinya atau basa lemah dan garam/asam konjugasinya.

Sangat banyak kegunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari, karena fungsinya yang sangat penting. Salah satu contoh larutan buffer dalam kehidupan sehari-hari adalah buffer dalam air ludah, buffer dalam darah, buffer pada bidang industri farmasi, dan masih banyak lagi.

2.      pH suatu larutan akan turun apabila ditambah asam, hal ini disebabkan meningkatnya konsentrasi H+. Sebaliknya, bila ditambah basa akan menaikkan pH karena penambahan basa meningkatkan konsentrasi OH-.

5.2.Saran

Dari analisis pembahasan, maka dapat diberikan beberapa rekomendasi untuk dikaji dan ditindak lanjuti, yaitu          :

1.      Bagi Peneliti Selanjutnya

            Diharapkan di masa yang akan datang dapat digunakan sebagai salah satu sumber data untuk penelitian selanjutnya dan dilakukan penelitian lebih lanjut berdasarkan faktor lainnya, variabel yang berbeda, jumlah sampel yang lebih banyak, tempat yang berbeda, desain yang lebih tepat dan tetap berhubungan dengan kegunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari.

2.      Bagi Masyarakat

            Untuk lebih meningkatkan pengetahuan masyarakat mengenai kegunaan larutan penyangga, maka usahakan sesering mungkin membaca buku agar dapat lebih memahami informasi yang lebih jelas tentang kegunaan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari.

Daftar Pustaka

http://alvinelys.blogspot.com/2013/03/pengertian-dan-fungsi-larutan-penyangga.html

http://sinungpb.blogspot.com/2013/03/fungsi-larutan-penyyanga.html

http://velahumaira.blogspot.com/2012/02/fungsi-buffer-pada-bidang-farmasi.html

http://amrida-akkas.blogspot.com/2012/05/pembuatan-buffer.html

Share this post