Pengaruh pengenceran, penambahan sedikit asam, dan basa terhadap pH larutan penyangga

196 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2 teoritis, berapapun tingkat pengenceran tidak akan merubah pH. Akan Tetapi dalam praktiknya, jika dilakukan pengenceran yang berlebihan, maka pH larutan penyangga akan berubah. Misal 1 L larutan penyangga diencerkan dengan 100 L akuades, maka pH larutan akan berubah. Rumus pengenceran dapat dituliskan sebagai berikut. V 1 M 1 = V 2 M 2 dengan V 1 = volume sebelum pengenceran ......... L V 2 = volume sesudah pengenceran ......... L M 1 = molaritas sebelum pengenceran ..... M M 2 = molaritas sesudah pengenceran ..... M Seperti yang sudah dijelaskan pada bagian sebelumnya, larutan penyangga mempunyai kemampuan mempertahankan pH walaupun ditambah sedikit asam atau basa. pH larutan penyangga hanya berubah sedikit saja, sehingga perubahannya bisa diabaikan. Larutan penyangga sebanyak 1 L mengandung NH 3 0,1 M dan NH 4 Cl 0,1 M. Jika diketahui K b NH 3 = 1,8 × 10 –5 , maka tentukan a. pH larutan penyangga, b. pH larutan penyangga jika ditambahkan akuades sebanyak 19 L. Jawab a. Molaritas asam konjugasi NH 4 + diperoleh dari ionisasi NH 4 Cl NH 4 Claq o NH 4 + aq + Cl – aq Mula-mula 0,1 mol - - Reaksi 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol Akhir 0,1 mol 0,1 mol pOH larutan penyangga dapat ditentukan sebagai berikut. 3 4 NH pOH log log NH b K ª º ¬ ¼ Contoh Gambar 7.3 Pengenceran suatu larutan penyangga tidak akan merubah pH, jika air yang ditambahkan berlebihan tanpa batas. Sumber: Dokumentasi Penerbit Jika volume asam lemah dan basa konjugasinya sama, maka tidak perlu menuliskan molaritasnya cukup dengan jumlah mol. 197 B Bab 7 Larutan Penyangga pOH = – log1,8 × 10 –5 1 , 1 , log pOH = –log 1,8 + log 10 –5 – log 1 = –0,26 – 5 – 0 = 4,74 pH larutan penyangga NH 3 NH 4 + dapat dihitung sebagai berikut. pH = 14 – pOH pH = 14 – 4,74 = 9,26 Jadi, pH larutan penyangga NH 3 NH 4 + sebesar 9,26. b. Setelah ditambah akuades, maka volume larutan menjadi 20 L. Dengan rumus pengenceran, molaritas masing- masing zat setelah pengenceran dapat diketahui. [NH 3 ] = total 1 1 V M V u = L 20 M 1 , L 1 u = 0,005 M [NH 4 Cl] = 2 2 total V M V u = L 20 M 1 , L 1 u = 0,005 M Seperti sebelumnya, molaritas asam konjugasi NH 4 + diperoleh dari ionisasi NH 4 Cl. NH 4 Claq o NH 4 + aq + Cl – aq Mula-mula 0,005 mol - - Reaksi 0,005 mol 0,005 mol 0,005 mol Akhir 0,005 mol 0,005 mol pOH larutan penyangga setelah pengenceran dapat dihitung sebagai berikut. 3 4 NH pOH log log NH b K ª º ¬ ¼ pOH = – log1,8 × 10 –5 005 , 005 , log = –log 1,8 + log 10 –5 – log 1 = –0,26 – 5 – 0 = 4,74 pH larutan penyangga NH 3 NH 4 + setelah pengenceran dapat dihitung sebagai berikut. pH = 14 – pOH pH = 14 – 4,74 = 9,26 Jadi, pH larutan penyangga NH 3 NH 4 + setelah pengenceran sebesar 9,26. 198 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2 Perubahan pH larutan penyangga oleh penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat kecil sekali, sehingga pH larutan penyangga dianggap tidak berubah. Perhatikan contoh berikut. Sebanyak 1 L larutan penyangga mengandung CH 3 COOH 0,1 M dan CH 3 COONa 0,1 M. Jika K a CH 3 COOH = 1,8 × 10 –5 , maka tentukan a. pH larutan penyangga, b. pH larutan penyangga jika ditambah 10 mL HCl 0,1 M, c. pH larutan penyangga jika ditambah 10 mL NaOH 0,1 M. Jawab a. Jumlah mol basa konjugasi CH 3 COO – diperoleh dari garam CH 3 COONa CH 3 COONaaq o CH 3 COO – aq + Na + aq Mula-mula 0,1 mol - - Reaksi 0,1 mol 0,1 mol 0,1 mol Akhir 0,1 mol 0,1 mol pH larutan penyangga dapat dihitung sebagai berikut. 3 3 CH COOH pH p log CH COO a K ª º ¬ ¼ = 1 , 1 , log 10 8 , 1 log 5 u = –log 1,8 + log 10 –5 – log 1 = –0,26 – 5 – 0 = 4,74 Jadi, pH larutan penyangga adalah 4,74. b. Jumlah mol masing-masing zat dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut. Jumlah mol CH 3 COOH = 1 L × 0,1 mol L 1 = 0,1 mol Jumlah mol CH 3 COONa = 1 L × 0,1 mol L 1 = 0,1 mol Jumlah mol HCl = 0,01 L × 0,1 mol L 1 = 0,001 mol Pada larutan penyangga, CH 3 COONa akan menetralisir HCl dan membentuk CH 3 COOH CH 3 COONaaq+HClaqoCH 3 COOHaq+NaClaq Mula-mula 0,1 mol 0,001 mol 0,1 – Reaksi – 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol Akhir 0,099 mol 0 0,101 mol 0,001 mol Contoh 199 B Bab 7 Larutan Penyangga Dari reaksi diperoleh [CH 3 COO – ] = [CH 3 COONa] = 0,099 [CH 3 COOH] = 0,101 pH larutan penyangga setelah ditambah asam kuat HCl dapat dihitung sebagai berikut. 3 3 CH COOH pH p log CH COO a K ª º ¬ ¼ = 099 , 101 , log 10 8 , 1 log 5 u = –log 1,8 + log 10 –5 – log 1,02 = –0,26 – 5 – 0,01 = 4,73 Jadi, pH larutan penyangga jika ditambah 10 mL HCl 0,1 M adalah 4,73. c. Pada larutan penyangga, CH 3 COOH akan menetralisir basa kuat NaOH yang ditambahkan. Jumlah mol NaOH yang ditambahkan. Dapat dihitung dengan cara sebagai berikut. Jumlah mol NaOH = 0,01 L × 0,1 mol L –1 = 0,001 mol Persamaan reaksi yang terjadi CH 3 COOHaq+NaOHaqoCH 3 COONaaq+H 2 Ol Mula-mula 0,1 mol 0,001 mol 0,1 – Reaksi – 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol 0,001 mol Akhir 0,099 mol 0 0,101 mol 0,001 mol Dari reaksi diperoleh [CH 3 COO – ] = 0,101 [CH 3 COOH] = 0,099 pH larutan penyangga setelah penambahan basa kuat dapat dihitung sebagai berikut. 3 3 CH COOH pH p log CH COO a K ª º ¬ ¼ pH = 101 , 099 , log 10 8 , 1 log 5 u = –log 1,8 + log 10 –5 – log 1,02 = –0,26 – 5 – –0,01 = 4,75 Jadi, pH larutan penyangga jika ditambah 10 mL NaOH 0,1 M adalah 4,75. Sebanyak 300 mL larutan CH 3 COOH 0,2 M dicampurkan dengan 300 mL larutan CH 3 COONa 0,3 M sehingga terbentuk larutan penyangga. Jika diketahui K a CH 3 COOH = 1,8 × 10 –5 mol L –1 , maka tentukan a. pH larutan penyangga jika ditambahkan 5 mL larutan HCl 0,1 M ke dalam campuran, b. pH larutan penyangga jika ditambah- kan 5 mL larutan NaOH 0,1 M ke dalam campuran. Komunikasikan hasilnya dengan teman kalian. Kegiatan Mandiri Kegiatan Mandiri 200 M Mari Belajar Kimia SMA-MA Kelas XI IPA JILID 2 Larutan penyangga sangat berperan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga dalam kehidupan dapat kalian pelajari pada uraian di bawah ini.

1. Larutan penyangga dalam darah

pH darah tubuh manusia berkisar antara 7,35-7,45. pH darah tidak boleh kurang dari 7,0 dan tidak boleh melebihi 7,8 karena akan berakibat fatal bagi manusia. Organ yang paling berperan untuk menjaga pH darah adalah paru- paru dan ginjal. Kondisi di mana pH darah kurang dari 7,35 disebut aasidosis. Faktor-faktor

E. Larutan Penyangga dalam Kehidupan Sehari-hari

Kerjakan di buku latihan kalian. 1. Sebanyak 50 mL larutan CH 3 COOH 0,1 M dicampurkan dengan 50 mL larutan CH 3 COONa 0,2 M membentuk larutan penyangga. Jika K a CH 3 COOH = 1,8 × 10 –5 , maka tentukan pH larutan penyangga tersebut. 2. Suatu larutan penyangga yang dibuat dari larutan HCOOH 0,5 M dan HCOO 2 Ba 0,2 M mempunyai pH = 4. Jika K a HCOOH = 2 × 10 –4 , maka tentukan perbandingan volume HCOOH dan HCOO 2 Ba yang dicampurkan. 3. Berapa gram garam amonium sulfat, NH 4 2 SO 4 , yang harus ditambahkan pada 500 mL larutan NH 3 0,1 M untuk memperoleh larutan penyangga dengan pH = 9? Diketahui Ar N = 14, H = 1, S = 32, O = 16, K b NH 3 = 1,8 × 10 –5 4. Sebanyak 600 mL larutan CH 3 COOH 0,1 M dicam- purkan dengan 600 mL larutan CH 3 COONa 0,15 M sehingga terbentuk larutan penyangga. Jika diketahui K a CH 3 COOH = 1,8 × 10 –5 , maka tentukan a. pH larutan penyangga, b. pH larutan penyangga jika ditambahkan akuades sebanyak 4,8 L. Sumber: Science Vision, Textbook for Secondary 1, Segaran R Palmine dan Siew Kit Yuen Gambar 7.4 Sel darah merah. 201 B Bab 7 Larutan Penyangga yang mempengaruhi terjadinya kondisi asidosis antara lain penyakit jantung, penyakit ginjal, kencing manis, dan diare yang terus-menerus. Sedangkan kondisi di mana pH darah lebih dari 7,45 disebut aalkolosis. Kondisi ini disebabkan muntah yang hebat, hiperventilasi kondisi ketika bernafas terlalu cepat karena cemas atau histeris pada ketinggian. Untuk menjaga pH darah agar stabil, di dalam darah terdapat beberapa larutan penyangga alami, yaitu a. Penyangga hemoglobin Oksigen merupakan zat utama yang diperlukan oleh sel tubuh yang didapatkan melalui pernapasan. Oksigen diikat oleh hemoglobin di dalam darah, di mana O 2 sangat sensitif terhadap pH. Reaksi kesetimbangan yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut. HHb + + O 2 H + + HbO 2 Asam hemoglobin Produk buangan dari tubuh adalah CO 2 yang di dalam tubuh bisa membentuk senyawa H 2 CO 3 yang nantinya akan terurai menjadi H + dan HCO 3 – . Penambahan H + dalam tubuh akan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telah melepaskan O 2 dapat mengikat H + membentuk asam hemoglobin. b. Penyangga karbonat Penyangga karbonat juga berperan dalam mengontrol pH darah. Reaksi kesetimbangan yang terjadi sebagai berikut. H + aq + HCO – aq H 2 CO 3 aq H 2 Oaq + CO 2 aq Perbandingan molaritas HCO 3 – terhadap H 2 CO 3 yang diperlukan untuk mempertahankan pH darah 7,4 adalah 20:1. Jumlah HCO 3 – yang relatif jauh lebih banyak itu dapat dimengerti karena hasil-hasil metabolisme yang diterima darah lebih banyak bersifat asam. c. Penyangga fosfat Penyangga fosfat merupakan penyangga yang berada di dalam sel. Penyangga ini adalah campuran dari asam lemah H 2 PO 4 – dan basa konjugasinya, yaitu HPO 4 2– . Jika dari proses metabolisme sel dihasilkan banyak zat yang bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO 4 2– , HPO 4 2– aq + H + aq H 2 PO 4 – aq  o m   o m   o m   o m