Mengenal Larutan Penyangga dari Pengertian hingga Manfaatnya

Larutan penyangga merupakan larutan yang bisa mempertahankan pH, jika ditambahka asam atau basa kuat. PH Sendiri merupakan derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki suatu larutan. 

Terdapat dua jenis larutan penyangga, yakni larutan penyangga bersifat asam dan larutan penyangga bersifat basa. Dilansir dari salah satu buku kimia karya Unggul Sudarmo, disebutkan bahwa larutan penyangga merupakan sistem reaksi kimia yang terkadang hanya dapat berlangsung pada kondisi lingkungan mempunyai pH tertentu.

Anda dapat menemukan lauran penyangga saat proses reaksi pemecahan protein dalam lambung oleh enzim peptidase, yang dapat berjalan dengan baik jika cairan lambung memiliki pH=3. Oksigen dapat dengan mudah terikat oleh butir-butir darah merah jika pH larutan tersebut berada pada kisaran angka tertentu. Oleh karenanya, diperlukan suatu sistem yang dapat memepertahankan nilai pH.

Peta Konsep Larutan Penyangga

Larutan penyangga dapat mempertahankan pH yang hasilnya berupa larutan penyangga basa dan larutan penyangga asam. Antara asam dan basa juga masih memiliki dua sub pembahasan masing-masing.

Larutan penyangga asam mengandung asam lemah dan basa konjugasi. Adapun larutan penyangga basa mengandung asam konjugasi dan basa lemah.

Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga asam merupakan larutan yang mengandung asam lemah dan basa konjugasinya. Larutan ini dapat mempertahankan pH pada kondisi asam atau pH kurang dari 7 (pH7). Untuk mendapatkan larutan ini, bisa dengan mencampurkan asam lemah dan garamnya, atau asam lemah berlebih dengan basa kuat.

Larutan penyangga asam dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya. Misalkan, dalam larutan penyangga asam yang mengandung asam asetat (CH₃COOH) dan ion asetat (CH₃COO-) terdapat reaksi kesetimbangan sebagai berikut : CH₃COOH (aq) ↔CH3COO– (aq) + H+ (aq), maka harga tetapan kesetimbangan asam (Ka) dan harga dari (H+) adalah:

Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga basa adalah larutan yang berisi atas basa lemah dan asam konjugasinya. Fungsi dari larutan ini adalah untuk mempertahankan pH pada kondisi basa yang mempunyai pH lebih besar dari 7 (pH>7). Larutan penyangga basa dapat diperoleh dengan mencampur basa lemah dengan garamnya atau basa lemah berlebih dengan asam kuat.

Larutan penyangga basa dapat dibuat dari basa lemah dan garamnya. Misalkan dalam larutan penyangga basa yang mengandung ammonia (NH3) dan ion ammonium (NH4+), terdapat reaksi kesetimbangan sebagai berikut : NH₃ (aq) + H₂O (I) ↔NH₄+ (aq) + OH– (aq), maka harga tetapan kesetimbangan asam (Ka) dan harga dari (H+).

Larutan Penyangga dalam Kehidupan

Dalam kehidupan sehari-hari larutan penyangga dapat memberikan sejumlah manfaat, baik untuk manusia hingga tumbuhan. Berikut manfaat larutan penyangga:

1. Larutan Penyangga dalam Air Ludah

Kadar pH dalam mulut harus mencapai 6,8 agar tidak merusak email gigi. Kendati demikian, makanan yang masuk ke dalam mulut dapat mempengaruhi tingkat keasaman tersebut.

Untuk mempertahankan pH, air ludah akan mengeluarkan larutan penyangga fosfat yang mampu menetralkan asam sisa-sisa makanan.

2. Larutan Penyangga dalam Darah

Darah manusia memiliki 7,4 pH dalam kondisi normal. PH tersebut tidak boleh turun ataupun naik. PH tersebut juga dipertahankan larutan penyangga yang terdapat dalam darah, seperti larutan penyangga hemoglobin, larutan penyangga karbonat, dan larutan penyangga fosfat.

3. Larutan Penyangga sebagai Penyeimbang pH Tanaman

Tanaman yang dipelihara dengan sistem hidroponik memerlukan kadar pH air tertentu agar dapat tumbuh dan berkembang. Untuk mengatasi hal itu, tanaman perlu ditambahkan larutan penyangga.

Proses Kerja Larutan Penyangga

Larutan penyangga memiliki komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga mampu mengikat adun ion H+ maupun ion OH-. Penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan. Berikut cara kerja larutan penyangga:

Larutan penyangga asam

Adapun cara kerja pada larutan penyangga ini, mampu dilihat pada larutan penyangga yang memuat CH₃COOH dan CH₃COO- yang mengalami kesetimbangan. Dengan anggota sebagai berikut:

• Pada penambahan asam
  Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Di mana ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH₃COO- membentuk molekul CH₃COOH.

CH₃COO-(aq) + H+(aq) → CH₃COOH(aq)

• Pada penambahan basa
  Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H+ membentuk cairan. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ mampu dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan susutnya komponen asam (CH₃COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH₃COOH membentuk ion CH₃COO- dan cairan.

CH₃COOH(aq) + OH-(aq) → CH₃COO-(aq) + H₂O(l)

• Larutan penyangga basa
  Adapun cara kerjanya mampu dilihat pada larutan penyangga yang memuat NH₃ dan NH₄+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan anggota sebagai berikut:

Pada penambahan asam

Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH- mampu dipertahankan. Di samping itu, penambahan ini menyebabkan susutnya komponen basa (NH₃), bukannya ion OH-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH₃ membentuk ion NH₄+.

NH₃ (aq) + H+(aq) → NH₄+ (aq)

Pada penambahan basa

Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH- mampu dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH₄+), membentuk komponen basa (NH3) dan cairan.

NH₄+ (aq) + OH-(aq) → NH₃ (aq) + H₂O(l)

Aturan PH Larutan Penyangga

Larutan penyangga asam
Mampu digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H+] = Ka x a/valxg
atau
pH = p Ka - log a/g
dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah

a = banyak mol asam lemah
g = banyak mol basa konjugasi
Larutan penyangga basa
Mampu digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH-] = Kb x b/valxg
atau
pOH = p Kb - log b/g
pH = 14 - pOH

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah

b = konsentrasi basa lemah
g = konsentrasi asam konjugasi