Prinsip Larutan Penyangga
1. Prinsip Larutan Penyangga
Berdasarkan Teori Asam-Basa Arrhenius, larutan yang mengandung campuran asam lemah dan garam yang anionnya senama dengan asam lemah
tersebut akan membentuk larutan penyangga. Contohnya, NH 3 COOH dan
CH 3 COONa. Demikian juga jika larutan mengandung campuran basa lemah dan garam yang kationnya senama dengan basa lemah akan
membentuk larutan penyangga. Contohnya, NH 4 OH dan NH 4 Cl.
Berdasarkan Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry, larutan yang mengandung campuran dari pasangan asam lemah dan basa konjugat atau basa lemah dan asam konjugatnya akan membentuk larutan penyangga. Contoh:
a. NH ( aq) + H O( ZZX NH + ( aq) + OH – 3 2 A) YZZ 4 ( aq)
Basa lemah
Asam konjugat
b. H 2 – PO 4 ( aq) YZZ ZZX HPO 2– 4 ( aq) + H + ( aq)
Asam lemah
Basa konjugat
Prinsip larutan penyangga berdasarkan teori asam basa Arrhenius terbatas hanya untuk campuran asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya, sedangkan prinsip berdasarkan Bronsted-Lowry lebih umum, selain asam lemah dan garamnya (contoh a), juga mencakup campuran garam dan garam (contoh b).
Tinjau contoh (b), sistem kesetimbangan asam lemah dan basa
konjugatnya dapat berasal dari garam NaH 2 PO 4 dan Na 2 HPO 4 . Jika kedua
garam ini dicampurkan, akan terbentuk larutan penyangga. Untuk membuktikan prinsip larutan penyangga, Anda dapat melaku- kan kegiatan berikut.
Aktivitas Kimia 8.1
Larutan Penyangga
Tujuan
Membuktikan prinsip larutan penyangga.
Alat
1. Gelas kimia 2. Batang pengaduk 3. pH meter atau indikator universal 4. Gelas ukur
Bahan
1. Larutan CH 3 COOH 0,5 M
Sumber: www.petfooddirect.com
2. Larutan CH 3 COONa 0,5
Gambar 8.4
3. Larutan NaH 2 PO 4 0,5 M 4. Larutan Na
Amonium hidroksida dapat 2 HPO 4 0,5 M digunakan untuk membuat larutan
Langkah Kerja
penyangga dengan cara Ke dalam gelas kimia masukkan larutan berikut.
mencampurkannya dengan 1. 100 mL larutan CH 3 COOH 0,5 M, ukur pH-nya.
amonium fosfat sebagai garamnya. 2. 100 mL larutan CH 3 COONa 0,5 M, ukur pH-nya.
Kesetimbangan Ion-Ion dalam Larutan
3. Campuran 50 mL larutan CH 3 COOH 0,5 M dan 50 ml larutan CH 3 COONa 0,5 M.
Kocok dan ukur pH-nya. 4. 100 mL larutan NaH 2 PO 4 0,5 M, ukur pH-nya. 5. 100 mL larutan Na 2 HPO 4 0,5 M, ukur pH-nya.
6. Campuran 50 mL NaH 2 PO 4 0,5 M dan 50 mL Na 2 HPO 4 0,5 M. Kocok dan ukur pH-nya.
Pertanyaan
1. Berapakah pH masing-masing larutan penyangga? 2. Bagaimanakah kestabilan larutan penyangga tersebut? 3. Apakah yang dapat Anda simpulkan dari percobaan ini. Diskusikan dengan
teman sekelas Anda.
Mahir Menjawab
Pada langkah kerja (3), spesi utama yang terdapat dalam larutan
Larutan Ca(CN) 2 memiliki pH = 11 – log 2. Jika K a (HCN) = 4 × 10 –10
dan + penyangga adalah CH
3 COOH, CH 3 COO , Na ,H , dan H 2 O. M r Ca(CN) 2 = 92, jumlah Ca(CN) 2 Asam asetat adalah asam lemah dan dalam larutan terionisasi sebagian
yang terlarut dalam 500 mL larutan adalah ....
membentuk kesetimbangan:
CH 3 COOH( aq) YZZ ZZX CH COO 3 – ( aq) + H + ( aq)
A. 3,68 g
B. 7,36 g
Garam natrium asetat terionisasi sempurna membentuk ion Na + dan
C. 8,45 g
D. 14,72 g – ion CH
3 COO . Persamaan reaksinya sebagai berikut.
E. 15,25 g
CH 3 COONa( aq) ⎯⎯ → Na + ( aq) + CH COO – 3 ( aq)
Pembahasan
Konsentrasi ion CH 3 COO dari garam lebih banyak dibandingkan
Ca(CN) 2 ⎯⎯ → Ca 2+ + 2CN –
YZZ dari hasil ionisasi asam asetat. Akibatnya, di dalam larutan, konsentrasi ZZX HCN + OH pH = 11 + log 2
CN – +H
ion CH 3 COO – ditentukan oleh konsentrasi garam.
pOH = 3 – log 2 [OH - ] = 2 × 10 –3
Dengan demikian, konsentrasi ion-ion dalam sistem kesetimbangan
ditentukan oleh konsentrasi asam asetat dan konsentrasi ion asetat yang
⎡ CN - ⎣ ⎤ K a ⎦
berasal dari garam.
[OH – ]=
CH 3 COOH( aq) ZZX YZZ CH aq) + H 3 + COO – ( ( aq)
Asam asetat
Ion asetat
× -10 4 10 ⎣ ⎡ CN ⎤ ⎦
10 -14 -
Pada langkah kerja (6), spesi utama yang terdapat dalam larutan
penyangga adalah: Na + ,H 2 PO –
4 , HPO 4 ,H , dan H 2 O.
Dalam larutan, garam natrium dihidrogen fosfat dan natrium hidrogen
10 - 4 × 10 –6 =
4 10 -14 []
CN
fosfat terionisasi sempurna, persamaan reaksinya sebagai berikut.
× = 10 –14 [CN – ]
NaH 2 PO 4 ( aq) ⎯⎯ → Na + ( aq) + H
2 PO 4 ( aq) Na HPO ( aq) ⎯⎯ → 2Na -16 + 2 4 ( aq) + HPO 2– 4 ( aq)
Kedua anion tersebut membentuk asam basa konjugat dan berada
10 -14
Ca(CN) ⎯⎯ → Ca 2+ + 2 CN – dalam keadaan kesetimbangan. Oleh karena ion H 2 PO – 4 memiliki tingkat
8 × 10 –2 2 M 16 × 10 –2 M
keasaman lebih kuat dibandingkan ion HPO 2– 4 maka H
2 PO 4 berperan
1.000 x
sebagai asam dan HPO 2–
4 sebagai basa konjugatnya. Persamaan reaksinya
sebagai berikut.
× 8 10 -2 92 2 4 YZZ ZZX – HPO 4 ( aq) + H ( aq) x= 2– = 3,68 g Oleh karena ion H
H PO – ( aq)