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)