Kapasitas Buffer

Kapasitas buffer merupakan suatu besaran dalam menahan perubahan pH pada saat penambahan suatu asam atau basa. Semakin tinggi konsentrasi asam basa buffernya maka kapasitas buffernya akan semakin tinggi juga. Kapasitas buffer juga dapat diartikan sebagai jumlah mol basa kuat yang dibutuhkan untuk mengubah pH 1 L larutan sebesar 1 pH satuan.

Dalam membuat suatu larutan penyangga (buffer) dengan pH yang dikontrol haruslah memilih suatu garam basa atau garam asam yang nilai pKa dari asam atau basa tersebut sedekat mungkin dengan pH yang dikontrol sehingga akan didapatkan nilai yang maksimal pada saat naik atau turunnya nilai pH tersebut. Konsentrasi dari asam, basa, dan garam yang digunakan tergantung pada buffer yang diinginkan untuk mengubah nilai dari pH tersebut.

Tabel 1. Perubahan pH selama titrasi asam asetat

*ket : perhitungan untuk 100ml volume dengan asumsi tidak ada perubahan volume ketika basa ditambahkan

Dari tabel 1 dapat dilihat senyawa basa dapat meningkatkan pH dua kali lipat pada larutan yang lebih pekat ( konsentrasi tinggi) dari 3.79 menjadi 4.74 daripada pada larutan yang telah encer.

Contoh Soal larutan Buffer

1. Untuk menyiapkan 100mL larutan buffer dengan pH 5, maka digunakan asam asetat, asam format, asam benzoat serta garam garamnya. Dari pilihan tersebut, asam manakah yang harus digunakan untuk mendapatkan nilai buffer yang maksimum terhadap kenaikan atau penurunan pH? serta berapa rasio asam-garam yang harus digunakan?

Nilai pKa asam asam adalah seperti berikut:

• Asam Asetat : 4.74
• Asam benzat : 4.18
• Asam Format : 3.68

Jawab:

Terlihat bahwa nilai pKa asam asetat memiliki nilai yang mendekati pH buffer tersebut. Oleh karena itu, asam Asetat dan garamnya digunakan pada perhitungan ini.

2. Jika Sanikun ingin mengubah pH buffer pada praktikumnya tetapi Sanikun tidak ingin nilai perubahannya tidak lebih dari 0.1 satuan untuk penambahan 1mmol asam ataupun basa. Berapakah konsentrasi asam dan nilai garam yang harus Sanikun gunakan agar praktikumnya berhasil?

Jawab:

Karena asam memiliki nilai yang lebih sedikit daripada garam, maka perubahan pH yang sangat tinggi akan terjadi jika Sanikun menambahkan suatu basa. Sehingga, jika Sanikun menghitung bedasarkan penambahan basa, maka dia tidak akan mendapatkan nilai mendekati 0.1 oleh karena itu, akan lebih baik jika ia menambahkan suatu asam

x = mmol asam mula-mula

1.8x = mmol garam mula-mula

jika 1 mmol basa OH^– ditambahkan maka :

x-1 = mmol sisa asam

1.8x + 1 = mmol garam asam

maka,

Buffer dari larutan asam kuat dan basa kuat

larutan asam dan basa kuat dapat membuat perubahan pH yang sangat tinggi serta dapat memberikan kurva titrasi datar pada nilai rentang pH yang lebar (gambar 1). Larutan tersebut dapat digunakan untuk menjaga nilai pH untuk tetap pada nilai yang rendah atau pada nilai yang tinggi. Contohnya larutan HCl 0.1M dapat digunakan sebagai larutan buffer pada pH 1. 100mL larutan yang mengandung 10 mmol H₃O dan ditambahkan dengan larutan yang mengandung OH^– sebesar 1mmol dapat menyebabkan perubahan pH sekitar 0.05 satuan. Tetapi, jika larutan HCl 0.01M yang digunakan sebagai buffer dengan nilai pH sebesar 2, mempunyai kapasitas buffer yang sangat kecil untuk menghilangkan ion hidroksida tersebut. 100mL larutan ini hanya memiliki 1 mmol H₃O dan penambahan 1 mmol OH^– akan membuat perubahan nilai pH dari 2 menjadi 7.

Larutan asam dan basa kuat juga dapat mengalami perubahan pH yang sangat tinggi walaupun sudah dilakukan pengenceran. Contohnya, jika 100mL air ditambahkan kedalam 100mL HCl 0.1M [H₃O] akan membuat pH berubah menjadi dari 1 ke 1.3 sebaliknya pH buffer yang digunakan dengan pasangan asam basa konjugat secara teori tidak bergantung pada volume larutannya karena, pH bergantung kepada rasio basa per garam yang sesuai dengan persamaan Henderson-Hassel Balch

Perubahan pH yang sangat tinggi pada saat pengenceran dapat terjadi jika konsentrasi dalam penyangga tersebut berada di bawah 0.0001 M pada konsentrasi tersebut dan yang lebih kecil dapat menyebabkan terurainya molekul air. Namun, untuk membuat suatu larutan penyangga jarang sekali bahkan tidak ada yang menggunakan konsentrasi yang sangat rendah tersebut karena memiliki nilai kapasitas buffer yang sangat rendah.

Pembuatan Larutan Penyangga

Jika kalian ingin membuat larutan buffer, kemudian ingin mengukur pH nya pada laboratorium, akan didapatkan perbedaan nilai yang terukur pada alat dengan nilai pada perhitungan. Terdapat alasan yang menyebabkan perbedaan perbedaan yang terjadi diantaranya:

1. Nilai tetapan disosiasi dari asam lemah dan basa lemah yang tidak pasti
2. Terdapat penyederhanaan nilai koma pada perhitungan pada menyebabkan terjadinya pembulatan
3. Dari peneliti itu sendiri

Begitulah materi dan ilmu mengenai Larutan Penyangga ( Buffer ) Manfaat dari mengetahuinya larutan buffer adalah agar memudahkan dalam proses titrasi alkalimetri serta membuka wawasan ilmu pengetahuan baik itu secara langsung ataupun tidak langsung.