Tampilkan posting dengan label larutan penyangga atau buffer. Tampilkan semua posting
Tampilkan posting dengan label larutan penyangga atau buffer. Tampilkan semua posting

Selasa, 29 November 2016

Larutan Penyangga dalam Kehidupan

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas tentang Larutan Penyangga dalam Kehidupan sehari-hari. Tahukah kalian Darah dalam tubuh mempunyai sistem penyangga hemoglobin dan karbonat. Selain kedua sistem penyangga tersebut masih ada sistem penyangga lainnya, salah satunya adalah sistem penyangga asam amino. Asam amino mengandung gugus yang bersifat asam dan basa. Jika ada kelebihan ion H$^+$, maka akan diikat oleh gugus yang bersifat basa. Begitu juga sebaliknya, jika ada kelebihan ion OH$^-$, maka akan diikat oleh gugus asam. Oleh karena itu, asam amino dapat berfungsi sebagai sistem penyangga di dalam tubuh.

Larutan penyangga sangat berperan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga dalam kehidupan dapat kalian pelajari pada artikel 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 asidosis. Faktor-faktor 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 alkolosis. 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.

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) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq) \rightleftharpoons H_2O(aq) + 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) \rightleftharpoons H_2PO_4^-(aq) $
Dan jika pada proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH$^-$ akan bereaksi dengan ion H$_2$PO$_4^-$,
$ H_2PO_4^-(aq) OH^-(aq) \rightleftharpoons HPO_4^-(aq) + H_2O(l) $
Sehingga perbandingan [H$_2$PO$_4^-$]/[HPO$_4^{2-}$] selalu tetap dan akibatnya pH larutan tetap. Penyangga ini juga ada di luar sel, tetapi jumlahnya sedikit. Selain itu, penyangga fosfat juga berperan sebagai penyangga urin.

2. Larutan penyangga dalam obat-obatan
       Sebagai obat penghilang rasa nyeri, aspirin mengandung asam asetilsalisilat. Beberapa merek aspirin juga ditambahkan zat untuk menetralisir kelebihan asam di perut, seperti MgO. Obat suntik atau obat tetes mata, pH-nya harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. Obat tetes mata harus memiliki pH yang sama dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu pula obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah.

3. Larutan penyangga dalam industri
       Dalam industri, larutan penyangga digunakan untuk penanganan limbah. Larutan penyangga ditambahkan pada limbah untuk mempertahankan pH 5 - 7,5. Hal itu untuk memisahkan materi organik pada limbah sehingga layak di buang ke perairan.

       Demikian pembahasan materi Larutan Penyangga dalam Kehidupan. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan larutan penyangga atau buffer.


Senin, 28 November 2016

Pengaruh Pengenceran pada pH Larutan Penyangga

         Blog KoKim - Setelah membahas materi "larutan penyangga atau buffer" serta "prinsip kerja dan pembuatan larutan penyangga", kita lanjutkan dengan materi Pengaruh Pengenceran pada pH Larutan Penyangga. pH suatu larutan penyangga ditentukan oleh komponen-komponennya. Komponen-komponen itu dalam perhitungan membentuk perbandingan tertentu. Jika campuran tersebut diencerkan, maka harga perbandingan komponen-komponennya tidak berubah sehingga pH larutan juga tidak berubah. Secara 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.
$ \begin{align} V_1M_1 = V_2 M_2 \end{align} $
Keterangan :
$V_1 = $ volume sebelum pengenceran (L)
$V_2 = $ volume sesudah pengenceran (L)
$M_1 = $ molaritas sebelum pengenceran (M)
$M_2 = $ molaritas sesudah pengenceran (M)
Gambar: Pengenceran suatu larutan penyangga tidak akan merubah pH, jika air yang ditambahkan berlebihan tanpa batas.

       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.

Contoh soal 1:
Larutan penyangga sebanyak 1 L mengandung NH$_3$ 0,1 M dan NH$_4$Cl 0,1 M. Jika diketahui Kb NH$_3 = 1,8 \times 10^{-5}$, 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 .
Sehingga dari persamaan reaksi diatas dapat diperoleh:
$ \begin{align} [OH^-] & = K_b \times \frac{mol \, NH_4^+}{mol \, Cl^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,1 \, mol}{0,1 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga dari nilai [OH-] tersebut diperoleh pOH sebesar
$ pOH = - \log \, [OH^-] = - \log (1,8 \times 10^{-5} ) = 4,74 $.
Dimana pH + pOH = 14, sehingga
$ \begin{align} pH & = 14 - pOH \\ & = 14 - 4,74 \\ & = 9,26 \end{align} $
Jadi, pH larutan penyangga 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] = \frac{V_1 \times M_1}{V_{total}} = \frac{1L \times 0,1M}{20L} = 0,005 M $
$ [NH_4Cl] = \frac{V_2 \times M_2}{V_{total}} = \frac{1L \times 0,1M}{20L} = 0,005 M $
Seperti sebelumnya, molaritas asam konjugasi (NH$_4^+$) diperoleh dari ionisasi NH_4Cl.
Sehingga dari persamaan reaksi diatas dapat diperoleh:
$ \begin{align} [OH^-] & = K_b \times \frac{mol \, NH_4^+}{mol \, Cl^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,005 \, mol}{0,005 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga dari nilai [OH$^-$] tersebut diperoleh pOH setelah pengenceran sebesar
$ pOH = - \log \, [OH^-] = - \log (1,8 \times 10^{-5} ) = 4,74 $.
Dimana pH + pOH = 14, sehingga
$ \begin{align} pH & = 14 - pOH \\ & = 14 - 4,74 \\ & = 9,26 \end{align} $
Jadi, pH larutan penyangga setelah pengenceran sebesar 9,26.

Dari contoh soal di atas dapat dibuktikan bahwa pengenceran tidak mempengaruhi nilai pH larutan penyangga.
Perubahan pH larutan penyangga oleh penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat kecil sekali, sehingga pH larutan penyangga dianggap tidak berubah. Perhatikan contoh berikut.

Contoh soal 2:
Sebanyak 1 L larutan penyangga mengandung CH$_3$COOH 0,1 M dan CH$_3$COONa 0,1 M. Jika Ka CH$_3$COOH = $1,8 \times 10^{-5}$, 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
pH larutan penyangga dihitung sebagai berikut:
$ \begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{mol \, CH_3COOH}{mol \, CH_3COO^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,1 \, mol}{0,1 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga diperoleh
$ pH = -\log \, [H+]= -\log (1,8 \times 10^{-5} ) = 5 - \log (1,8) = 4,74$
Jadi, pH larutan penyangga sebesar 4,74

b). Jumlah mol masing-masing zat dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.
Jumlah mol CH$_3$COOH = $ 1 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,1 mol
Jumlah mol CH$_3$COONa = $ 1 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,1 mol
Jumlah mol HCl = $ 0,01 L \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,001 mol
Pada larutan penyangga, CH$_3$COONa akan menetralisir HCl dan membentuk CH$_3$COOH
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.
$ \begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{mol \, CH_3COOH}{mol \, CH_3COO^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,101 \, mol}{0,099 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times 1,02 \\ & = 1,836 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga diperoleh
$ pH = -\log \, [H+]= -\log (1,836 \times 10^{-5} ) = 5 - \log (1,836) = 4,736$
Jadi, pH larutan penyangga dengan penambahan 10 ml HCl 0,1M adalah sebesar 4,736.

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 \times 0,1 \, mol L^{-1} $ = 0,001 mol
Persamaan reaksi yang terjadi:
 Dari reaksi diperoleh
[CH$_3$COO$^-$] = 0,101
[CH$_3$COOH] = 0,099
pH larutan penyangga setelah penambahan basa kuat dapat dihitung sebagai berikut.
$ \begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{mol \, CH_3COOH}{mol \, CH_3COO^-} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{0,099 \, mol}{0,101 \, mol} \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times 0,98 \\ & = 1,764 \times 10^{-5} \end{align} $
Sehingga diperoleh
$ pH = -\log \, [H+]= -\log (1,764 \times 10^{-5} ) = 5 - \log (1,764) = 4,753$
Jadi, pH larutan penyangga dengan penambahan 10 ml NaOH 0,1M adalah sebesar 4,753.

Dari contoh di atas, dapat disimpulkan bahwa penambahan sedikit asam atau sedikit basa tidak berpengaruh signifikan terhadap nilai pH. Dan dapat disimpulkan pula sifat-sifat larutan penyangga atau buffer sebagai berikut:
1. pH larutan buffer praktis tidak berubah pada penambahan sedikit asam kuat atau sedikit basa kuat atau pengenceran.
2. pH larutan buffer berubah pada penambahan asam kuat atau basa kuat yang relatif banyak, yaitu apabila asam kuat atau basa kuat yang ditambahkan menghabiskan komponen larutan buffer itu, maka pH larutan akan berubah drastis.
3. Daya penyangga suatu larutan buffer bergantung pada jumlah mol komponennya, yaitu jumlah mol asam lemah dan basa konjugasinya atau jumlah mol basa lemah dan asam konjugasinya.

       Demikian pembahasan materi Pengaruh Pengenceran pada pH Larutan Penyangga dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan Larutan Penyangga dalam Kehidupan.


Prinsip Kerja dan Pembuatan Larutan Penyangga

         Blog KoKim - Pada artikel ini masih berkaitan dengan "larutan penyangga atau buffer" yaitu tentang Prinsip Kerja dan Pembuatan Larutan Penyangga. Kita bagi menjadi dua bagian pembahasan yaitu pertama prinsip kerja larutan penyangga yang kemudian kita lanjutkan dengan kedua yaitu pembuatan larutan penyangga.

Prinsip Kerja Larutan Penyangga
       Larutan penyangga berperan untuk mempertahankan pH pada kisarannya. Jika ke dalam air murni dan larutan penyangga CH$_3$COOH/CH$_3$COO$^-$ ditambahkan sedikit basa kuat NaOH 0,01 M pada masing-masing larutan, maka apa yang akan terjadi?

       pH air murni akan naik drastis dari 7,0 menjadi 12,0; sedangkan pada larutan penyangga hanya naik sedikit dari 4,74 menjadi 4,82. Mengapa bisa demikian? Larutan penyangga CH$_3$COOH/CH$_3$COO$^-$ mengandung asam lemah CH$_3$COOH dan basa konjugasi CH$_3$COO$^-$. Jika ditambah NaOH, maka ion OH$^-$ hasil ionisasi NaOH akan dinetralisir oleh asam lemah CH$_3$COOH. Akibatnya, pH dapat dipertahankan.
Gambar: Perbandingan larutan nonpenyangga dan larutan penyangga jika ditambah sedikit basa kuat NaOH.

       Bagaimana jika basa kuat NaOH diganti dengan asam kuat HCl? Pada prinsipnya sama saja. Ion H+ hasil ionisasi HCl akan dinetralisir oleh basa konjugasi CH$_3$COO$^-$, sehingga pH dapat dipertahankan. Larutan penyangga akan mempertahankan pH pada kisarannya jika ditambahkan sedikit asam, sedikit basa, dan pengenceran.

       Apa yang terjadi jika ke dalam larutan penyangga CH$_3$COOH/CH$_3$COO$^-$ ditambah asam kuat atau basa kuat terlalu banyak? Jika asam kuat (HCl) ditambahkan terlalu banyak, maka basa konjugasi CH$_3$COO$^-$ akan habis bereaksi. Sedangkan jika basa kuat (NaOH) ditambahkan terlalu banyak, maka asam CH$_3$COOH akan habis bereaksi. Akibatnya larutan penyangga tidak dapat mempertahankan pH. Jadi, larutan penyangga mempunyai keterbatasan dalam menetralisir asam atau basa yang ditambahkan.

Pembuatan Larutan Penyangga
       Mungkin kalian berpikir, mengapa CH$_3$COOH bukan merupakan larutan penyangga? Bukankah CH$_3$COOH terionisasi menjadi CH$_3$COO$^-$ di dalam air? CH$_3$COOH terionisasi menjadi CH$_3$COO$^-$ dan H$^+$ di dalam air, tetapi jumlah CH$_3$COOH yang terionisasi sangat kecil, sehingga basa konjugasi CH$_3$COO$^-$ yang terbentuk sangat sedikit. Molaritas basa konjugasi CH$_3$COO$^-$ dapat dinaikan dengan menambah suatu zat. Berikut ini adalah cara membuat larutan penyangga yang biasa dilakukan.

1). Pembuatan Larutan Penyangga Asam
       Larutan penyangga asam yang akan dibuat di sini adalah CH$_3$COOH/CH$_3$COO$^-$. Asam asetat (CH$_3$COOH) di dalam air akan terionisasi sebagian sebesar $\alpha$ (derajat ionisasinya).
Molaritas basa konjugasi CH$_3$COO$^-$ dapat dinaikan dengan dua cara, yaitu
a. Menambahkan garam (misal : CH$_3$COONa) ke dalam asam lemah CH$_3$COOH. Garam tersebut akan terionisasi menurut reaksi berikut.
$ CH_3COONa (aq) \rightarrow CH_3COO^- (aq) + Na^+ (aq) $
b. Menambahkan basa kuat (misal : NaOH) ke dalam asam lemah CH$_3$COOH berlebih. Reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.
$ CH_3COOH (aq) + NaOH(aq) \rightarrow Na^+(aq) + CH_3COO^-(aq) + H_2O (aq) $

2). Pembuatan Larutan Penyangga Basa
       Larutan penyangga basa yang akan dibuat di sini adalah NH$_3$/NH$_4^+$. NH$_3$ akan terionisasi sebagian sebesar $\alpha$ (derajat ionisasinya) di dalam air. Reaksi yang terjadi:
$ NH_3(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons NH_4^+ (aq) + OH^-(aq) $
Seperti halnya pada pembuatan larutan penyangga asam, molaritas asam konjugasi NH$_4^+$ dapat dinaikan dengan dua cara, yaitu
a. Menambahkan garam (misal : NH$_4$Cl) ke dalam asam lemah NH$_3$. Garam tersebut akan terionisasi menurut reaksi:
$ NH_4Cl(aq) \rightarrow NH_4^+ (aq) + Cl^- (aq) $
b. Menambahkan asam kuat (misal : HCl) ke dalam basa lemah NH$_3$ berlebih. Reaksi yang terjadi
$ NH_3(aq) + HCl(aq) \rightarrow NH_4^+(aq) + Cl^-(aq) $

       Demikian pembahasan materi Prinsip Kerja dan Pembuatan Larutan Penyangga. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan Pengaruh Pengenceran pada pH Larutan Penyangga.


Minggu, 27 November 2016

Larutan Penyangga atau Buffer

         Blog KoKim - Pada artikel sebelumnya, kita telah belajar tentang pH larutan. pH merupakan salah satu bagian penting dari kehidupan. Perubahan pH pada sistem seringkali mengakibatkan dampak yang tidak kita inginkan. Seorang penderita diabetes memiliki terlalu banyak asam organik yang akan mengakibatkan pH darahnya turun dari pH darah normal, sekitar 7,35-7,45; menjadi kurang dari 7,00. Jika hal ini tidak segera ditangani, maka akan berdampak buruk bahkan bisa berakibat kematian bagi penderita tersebut.

         Kita lanjutkan pembahasan pada artikel ini yaitu tentang Larutan Penyangga atau Buffer atau kadang disebut larutan Dapar. Pada dasarnya, di dalam tubuh manusia terdapat suatu sistem yang bisa mempertahankan pH darah terhadap gangguan yang bisa mengubah pH. Sistem ini disebut penyangga. Begitu juga pada beberapa minuman botol yang berguna untuk mempertahankan pH digunakan larutan penyangga.
Gambar: minuman sari jeruk dalam Kemasan ditambahkan asam sitrat dan natrium sitrat untuk mengontrol pH agar tidak mudah rusak oleh bakteri.

         Larutan penyangga adalah larutan yang dapat menyangga (mempertahankan) pH. Larutan penyangga memiliki pH yang konstan, terhadap pengaruh pengenceran atau ditambah sedikit asam atau basa. Secara teoritis berapa pun diencerkannya pH tidak akan berubah, tetapi dalam praktiknya jika pengenceran besar sekali, jelas pH-nya akan berubah. Nama lain larutan penyangga adalah larutan dapar atau larutan buffer. Larutan penyangga dapat terbentuk dari asam lemah dengan garamnya, dan basa lemah dengan garamnya.

1. Larutan penyangga asam mengandung suatu asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A$^-$). Larutan penyangga asam mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7), contoh CH$_3$COOH/CH$_3$COO$^-$. Persamaan umum reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.

       Secara umum, harga pH larutan penyangga dari campuran asam lemah dan basa konjugatnya hanya dipengaruhi oleh konsentrasi asam lemah dan konsentrasi basa konjugatnya, yang dinyatakan dalam persamaan berikut ini:
$\begin{align} [H^+] = K_a \times \frac{[asam]}{[basa \, konjugat]} \end{align} $
Jika konsentrasi asam dan basa kojugatnya dinyatakan dalam mol per volume, maka dari persamaan tersebut dapat dituliskan:
$\begin{align} [H^+] = K_a \times \frac{mol \, asam \, lemah/volume}{mol \, basa \, konjugat/volume} \end{align} $
Atau dapat disederhanakan menjadi:
$\begin{align} [H^+] = K_a \times \frac{mol \, asam \, lemah }{mol \, basa \, konjugat } \end{align} $
Dari persamaan di atas dapat dicari harga pH suatu larutan penyangga campuran asam lemah dan basa kuat sebagai berikut:
pH $ = - \log \, [H^+] $

2. Larutan penyangga basa mengandung basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH$^+$). Larutan penyangga basa mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7), contoh NH$_3$/NH$_4^+$. Persamaan umum reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.

Begitu pula untuk memen tukan pH dari larutan penyangga campuran basa lemah dan asam kuat, dipengaruhi oleh konsentrasi basa lemah dan konsentrasi asam konjugatnya, sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut:
$\begin{align} [OH^-] = K_b \times \frac{mol \, basa \, lemah }{mol \, asam \, konjugat } \end{align} $
Dengan demikian dari persamaan di atas akan diperoleh besarnya harga pOH, dengan rumus:
pOH $ = - \log \, [OH^-] $
pH $ = 14 - \, $ pOH
Untuk lebih memahaminya, mari perhatikan beberapa contoh soal mengenai larutan penyangga berikut ini:

Contoh soal 1:
Berapa pH campuran yang terdiri atas 50 mL larutan CH$_3$COOH 0,2 M dan 50 mL larutan CH$_3$COONa 0,1 M bila Ka = $10^{-5}$?
Jawab:
$\begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{[asam]}{[basa \, konjugat]} \\ & = 10^{-5} \times \frac{0,2 \, M}{0,1 \, M} \\ & = 2 \times 10^{-5} \\ pH & = - \log \, [H^+] \\ & = - \log \, 2 \times 10^{-5} \\ & = 5 - \log \, 2 \end{align} $

Contoh soal 2:
Tentukan pH larutan bila 25 mL larutan CH$_3$COOH 0,2 M dicampurkan dengan 25 mL larutan KOH 0,1 M jika Ka = $10^{-5}$!
Jawab :
$\begin{align} [H^+] & = K_a \times \frac{[asam]}{[basa \, konjugat]} \\ & = 10^{-5} \times \frac{2,5 \, mmol}{2,5 \, mmol} \\ & = 10^{-5} \\ pH & = - \log \, [H^+] \\ & = - \log \, 10^{-5} \\ & = 5 \end{align} $

Contoh soal 3:
Larutan penyangga dibuat dengan mencampurkan 60 mL larutan NH$_3$ 0,1 M dan 40 mL larutan NH$_4$Cl 0,1 M. $K_b $ NH$_3 = 1,8 \times 10^{-5} $. Berapakah pH larutan penyangga tersebut?
Jawab :
Untuk menentukan pH larutan penyangga tersebut, kita hitung dulu mol basa dan asam konjugatnya secara stoikiometri menggunakan rumus $ n = M \times V $, kita peroleh :
$\begin{align} mol \, NH_3 & = M \times V \\ & = 0,1 mol/L \times 60 mL \\ & = 6 mmol \\ mol \, NH_4Cl & = M \times V \\ & = 0,1 mol/L \times 40 mL \\ & = 4 mmol \\ mol \, NH_4^+ & = mol NH_4Cl \\ & = 4 mmol \\ [OH^-] & = K_b \times \frac{mol \, basa \, lemah }{mol \, asam \, konjugat } \\ & = 1,8 \times 10^{-5} \times \frac{6 \, mmol }{ 4 \, mmol } \\ & = 2,7 \times 10^{-5} \, M \\ pOH & = -\log \, [OH^-] \\ & = -\log \, (2,7 \times 10^{-5}) \\ & = 5 -\log \, 2,7 = 4,57 \\ pH & = 14 - pOH \\ & = 14 - ( 4,57 ) \\ & = 9,43 \end{align} $
Jadi, pH larutan penyangga tersebut adalah 9,43.

Contoh soal 4:
Sebanyak 50 mL larutan NH$_4$OH 0,1 M dicampur dengan 50 mL (NH$_4)_2$SO$_4$ 0,1 M. Hitung pH campuran yang terjadi jika Kb = 10$^{-5}$!
Jawab:
Campuran berisi larutan NH$_4$OH dan NH$_4^+$ maka bersifat buffer basa.
[NH$_4$OH] = 5 mmol
[NH$_4^+$] = 10 mmol
$(NH_4)_2SO_4 \rightarrow 2NH_4^+ + SO_4^{2-} $
5 mmol               10 mmol
$\begin{align} [OH^-] & = K_b \times \frac{[basa]}{[asam \, konjugasi]} \\ & = 10^{-5} \times \frac{5 \, mmol }{ 10 \, mmol } \\ & = \frac{1}{2} \times 10^{-5} \, M \\ pOH & = -\log \, [OH^-] \\ & = -\log \, (\frac{1}{2} \times 10^{-5}) \\ & = 5 -\log \, \frac{1}{2} = 5 + \log 2 \\ pH & = 14 - pOH \\ & = 14 - ( 5 + \log 2 ) \\ & = 9 - \log 2 \end{align} $
Jadi, pH larutan penyangga tersebut adalah $ 9 - \log 2 $ .

Contoh soal 5:
Bila 50 mL larutan NH4OH 0,2 M dicampurkan ke dalam 50 mL larutan HCl 0,1 M. Hitung pH campuran yang terjadi jika Kb = $ 2 \times 10^{-5}$!
Jawab :
$\begin{align} [OH^-] & = K_b \times \frac{[basa]}{[asam \, konjugasi]} \\ & = 2 \times 10^{-5} \times \frac{5 \, mmol }{ 5 \, mmol } \\ & = 2 \times 10^{-5} \\ pOH & = -\log \, [OH^-] \\ & = -\log \, (2 \times 10^{-5}) \\ & = 5 -\log \, 2 \\ pH & = 14 - pOH \\ & = 14 - ( 5 -\log \, 2 ) \\ & = 9 + \log 2 \end{align} $
Jadi, pH larutan penyangga tersebut adalah $ 9 + \log 2 $ .

       Demikian pembahasan materi Larutan Penyangga atau Buffer dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan prinsip kerja dan pembuatan larutan penyangga.