Lar u t an Pen yan gga

7.2. Lar u t an Pen yan gga

Perhatikan kurva titrasi pada Gambar 7.1. Pada gambar tersebut tampak pada penambahan NaOH yang merupakan basa

kuat, tidak membuat perubahan pH naik dengan cepat. Kenapa larutan ini tahan terhadap perubahan pH saat penambahan awal, tetapi saat jumlah mol ekivalen asam sama dengan basa, ketahanan tersebut hilang? Ketahanan tersebut ada karena terbentuknya larutan penyangga.

Kimia untuk SMA dan MA kelas XI

Gam bar 7 .1 Kurva tirasi CH 3 COOH oleh NaOH

Apa yang dimaksud dengan larutan penyangga? Larutan penyangga adalah larutan yang tahan terhadap perubahan pH ketika sedikit asam atau basa ditambahkan ke dalamnya. Larutan penyangga dapat terbentuk dari asam lemah dengan garamnya, dan basa lemah dengan garamnya.

Buktikan

pH Larut an Penyangga

Alat yang digunakan

: Cawan pet ri, pipet t et es

Bahan yang digunakan : Indi k at or uni ver sal , asam aset at 0, 001M, NH 4 ­ OH 0, 001 M, buffer CH 3 COOH/ NaCH 3 COO,

NaOH 0, 1 M, HCl 0, 1 M

Lakukan langkah kerj a berikut : ¾ Ambil sedikit 10 mL larut an asam aset at 0, 1M pada cawan pert ama, 10 mL

larut an NaOH pada cawan kedua dan 10 mL larut an buffer CH 3 COOH/ NaCH 3 COO pada cawan ket iga

¾ Ukur pH pada ket iga cawan dengan indikat or ¾ Masukkan 5 t et es NaOH pada set iap cawan, kocok sebent ar ukur kembali pH

larut an t ersebut ¾ Ulangi langkah t ersebut unt uk penambahan 5 t et es HCl 0, 1 M ¾ Cat at semua dat a yang kamu peroleh, kemudian buat kesimpulan.

Bagaimana larutan penyangga ini bekerja? Larutan penyangga dari suatu asam lemah dengan garamnya biasanya memiliki

pH kurang dari 7, contoh larutan penyangga asam asetat dengan natrium asetat yang memiliki pH 4,76. Asam asetat merupakan asam lemah, sehingga berada dalam kesetimbangan:

CH COOH(aq)

CH COO –

3 (aq) + H (aq)

Kesetimbangan Larutan

Penambahan natrium asetat pada larutan ini akan menambah jumlah ion asetat (CH COO - 3 ). Berdasarkan asas Le Chatelier, kesetimbangan akan bergeser ke kiri, dimana ion asetat bergabung dengan ion H + membentuk asam asetat. Penambahan basa, yang mengandung ion OH - pada larutan ini, akan menimbulkan reaksi:

sedangkan ketika ditambahkan asam, ion H + akan bereaksi dengan CH COO - COOH,

membentuk CH 3 sehingga keberadaan ion OH dari basa atau ion H dari asam tidak begitu berpengaruh selama masih terdapat sistem penyangganya.

Asam lemah akan mengalami kesetimbangan

 H (aq) + A (aq)

HA(aq)

Konstanta disosiasi asam ;

[ H ][ A ] K a [ HA ]

[ HA ] Untuk menentukan efek ion penyangga, maka : [ H ] K a [ A ]

tampak bahwa [H+], dapat dihubungkan sebagai :

§ [ HA ] ·

log[ H ]

log ¨ K a ©

[ A ] ¸ ¹ § [ HA ] ·

pH

log K a log ¨ ©

§ [ HA ] ·

pH pK a log

pH pK a log ¨

© [ HA ] ¹ ¸ § [ Garam basa ] ·

pH pK a log ¨

[ Asam ] ¹

Kimia untuk SMA dan MA kelas XI

„ „ Contoh :

Berapakah pH larutan CH 3 COOH 0,15 M dan 0,05 M NaCH 3 COO ? K a

CH 3 COOH diketahui bernilai 1,8 x 10 -5 .

pH

log(1,8 10 ) u log ¨

pH = 4,74 - 0,477 pH = 4,26

Kita juga dapat melakukannya dengan cara lain :

3 COOH  CH 3 COO + H

CH +

mulai : 0,15M 0,05 M 0 M perubahan : -x x x kesetimbangan : 0,15 – x 0,05 + x x

[CH

3 COO ] = 0,05 + x [CH 3 COOH ]

= 0,15 – x [H + ]

K a 1, 8 10 u

5 (0, 05 xx )( )

0,15 x

(1,8 x 10 2 )(0,15 - x) = x + 0.05 x

2,7 x 10 2 - 1,8 x 10 =x + 0,05 x

-5 x

x 2 + 0,05 x - 2,7 x 10 -6 =0

Membentuk persamaan kuadrat dengan a = 1, b = 0,05, c = -2,7 x 10 -6

2 0, 05 6 (0, 05) 4(1)( 2, 7 10 ) u x 1

= 5,39 x 10 - 5

atau

2 0, 05 6 (0, 05) 4(1)( 2, 7 10 ) u x 2

= -0,05

nilai negatif tidak diambil, sehingga x = 5,39 x 10 -5 . [H + ] = 5,39 x 10 -5 pH = -log(5,39 x 10 -5 )

Kesetimbangan Larutan

untuk menggunakan persamaan:

§ [ Garam basa ] ·

pH pK a log

[ Asam ] ¸ ¹

Tu gas Man dir i Ã

Temukan pH unt uk l ar ut an yang t er diri dar i 0, 1 mol CH 3 COOH dan 0, 2 mol NaCH 3 COO dalam t ot al volume 1 lit er. CH 3 COOH diket ahui bernilai 1, 8 . 10 -5 .

Pada larutan penyangga antara basa lemah dengan garamnya akan memiliki pH lebih besar dari 7, contoh campuran antara larutan amoniak dengan larutan ammonium klorida. Jika bercampur dengan konsentrasi yang tepat akan memiliki pH 9,25. Amoniak merupakan basa lemah yang mengalami kesetimbangan:

4 OH(aq)  NH 4 (aq) + OH (aq)

NH —

Keberadaan amonium klorida akan menambah jumlah ion ammonium. Dan ketika ada asam yang ditambahkan ion H + dari asam akan bereaksi dengan ion OH - , dan akan menyebabkan pergeseran kesetimbangan ke arah pembentukan ion OH - .

4 membentuk NH 4 OH, sehingga penambahan asam atau basa dalam, jumlah sedikit tidak menimbulkan

Dan penambahan basa akan bereaksi dengan ion NH +

perubahan pH dalam sistem ini. pH pada sistem ini dapat ditentukan dengan persamaan :

§ [ Garam asam ] ·

pH pK b log

[ Basa ]

Bagaimana perubahan pH jika ditambahkan basa atau asam ? Misalkan pada campuran larutan CH 3 COOH 0,15 M dan 0,05 M NaCH 3 COO

ditambahkan NaOH dengan konsentrasi 0,01 M. Hal ini tentu akan menyebabkan terjadinya pergeseran kesetimbangan pada :

Kimia untuk SMA dan MA kelas XI Kimia untuk SMA dan MA kelas XI

CH + H 3 + COOH  CH 3 COO –

mula-mula : 0,14M

0,06 M

0M

berubah : -x

kesetimbangan : 0,14 – x

0,06 + x x

[CH COO - 3 ] = 0,06 + x [CH 3 COOH ] = 0,14 – x [H + ]

K a 1, 8 10 u

5 (0, 06 xx )( )

0,14 x

(1,8 . 10-5)(0,14 - x) = x 2 + 0,06 x

2,52 x 10 -6 - 1,8 x 10 -5 x =x 2 + 0,06 x

x 2 + 0,06 x - 2,52 . 10 -6 =0 Pemecahan persamaan kuadratnya diperoleh :

2 0, 06 6 (0, 06) 4(1)( 2, 52 10 ) u x

x = 4,20 x 10 -5 Sehingga :

[H + ] = 4,20 x 10 -5 M pH

= -log(4,20 x 10 -5 ) pH = 4,38

atau jika menggunakan persamaan :

§ [ Garam basa ] ·

pH

log K a log © ¨

[ Asam ] ¸ ¹

log(1, 8 10 ) log ¨ ©

§ 0, 06 · pH 4, 74 log ¨

pH = 4,74 - 0,368 = 4,372

Kesetimbangan Larutan

Coba kamu bandingkan dengan t anpa ada penambahan NaOH, apakah pH-nya berubah, sedikit berubah, at au t idak berubah sama sekali.

Di skusi kanl ah dengan t em an-t em anm u, unt uk m enget ahui sam pai t ahap penambahan basa seberapa f ungsi larut an penyangga t et ap ada.

Keberadaan ion-ion dalam darah pada tubuh kita berfungsi sebagai larutan penyangga, sehingga jika kita memakan makanan yang sedikit mengandung asam, atau basa atau bahkan garam maka tubuh kita akan menjaga agar pH dalam tubuh stabil. Tetapi jika berlebih maka kesetimbangannya akan bergeser dan fungsi tubuh kita pun terganggu.