Larutan Buffer : Pengertian – Fungsi – Rumus – Contoh Soal

Ilmu kimia menurut sebagian besar orang mungkin sedikit sulit dipahami. Namun, ilmu ini sama dengan materi sains lain yang sangat erat dengan kehidupan kita sehari-hari. Semua materi dalam kehidupan berhubungan dengan zat kimia penyusunnya, bahkan dalam penciptaan produk dan teknologi terbaru.

Larutan sebagai salah satu bagian dari cabang ilmu kimia, yaitu campuran dua zat atau lebih yang tidak menampakkan sifat asalnya. Larutan ini kemudian ada yang bersifat basa, asam, dan garam. Terakhir, ada pula yang disebut larutan penyangga atau buffer.

Larutan penyangga adalah larutan yang tidak berubah keasamannya dalam kondisi apa pun. Jika larutan ini ditambahkan dalam larutan asam, maka zat yang berada di dalamnya akan menahan perubahan pH yang terjadi. PH larutan tidak akan berubah meski ditambahkan asam, basa, diencerkan dan dikentalkan. Larutan penyangga ini terbagi menjadi dua, yaitu:

Larutan Penyangga Asam

Larutan penyangga asam adalah buffer yang terdiri dari asam dan basa konjugasinya. Larutan ini terbentuk dari asam lemah dan garam, dam asam lemah dan basa kuat di mana jumlah mol asam lemah lebih besar.
Reaksi yang terjadi pada contoh larutan penyangga asam, adalah:

• Kesetimbangan bergeser ke kiri
• Penambahan asam pada larutan penyangga asam akan membuat pH sedikit turun tetapi tidak signifikan sehingga secara keseluruhan keasaman larutan tidak berubah.
• Penambahan akan membuat larutan menghilangkan ion hidroksida dan tidak mengubah keasaman.

Larutan Penyangga Basa

Larutan penyangga basa adalah buffer yang terdiri dari basa lemah dan konjugasinya. Larutan ini terbentuk dari basa lemah dan garamnya, dan basa lemah dan asam kuat di mana jumlah mol basa lemah lebih banyak.
Pada contoh larutan penyangga basa, reaksi yang terjadi pada basa lemah ini, adalah:

• Kesetimbangan bergeser ke kiri
• Penambahan basa pada larutan akan menghilangkan ion hidrogen
• Penambahan basa pada larutan akan menghilangkan ion hdiroksida

Fungsi Larutan Penyangga

Segala sesuatu diciptakan oleh yang Kuasa karena mempunyai fungsi. Begitu pula jika teknologi baru diciptakan. Larutan penyangga sendiri ada dalam tubuh manusia secara alami dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam tubuh, buffer berperan sangat penting. Jika pH tubuh tidak seimbang maka organ tubuh tidak berfungsi dengan baik. Tubuh dapat dikatakan sedang sakit. Misalnya, kondisi keasaman pada ginjal yang berlebihan akan menyebabkan sakit ginjal.

Orang yang sedang mendaki gunung juga dapat mengalami kenaikan pH karena berkurang kadar oksigen dalam tubuh. Orang yang demikian disebut sedang mengalami alkalosis. Saat alkalosis, seseorang akan bernapas lebih cepat dari biasa atau bernapas berlebihan. Selain itu, orang tersebut akan merasa kecemasan berlebihan dan histeris. Adanya buffer dalam tubuh menjaga kita tidak mengalami alkalosis. Aldosis adalah kebalikan dari alkolisis. Aldosis adalah kondisi di mana tubuh mengalami penurunan tingkat keasaman. Kondisi yang sering dialami pelari marathon ini menyebabkan seseorang tiba-tiba muntah. Fungsi buffer, antara lain:

1. Larutan Penyangga Cairan Intrasel

Larutan penyangga dalam cairan intrasel menstabilkan pH darah berada di kisaran 7,4. Larutan posfat yang berada di dalam sel yang melakukannya.
Penyangga pada cairan intrasel adalah H₂PO₄^– atau HPO₄²

2. Larutan Penyangga Ekstrasel

Larutan penyangga dalam cairan ekstrasel berfungsi sama, yaitu menstabilkan pH darah. Larutan ini terdapat pada plasma darah dan hemoglobinnya. Penyangga pada cairan ekstrasel adalah H₂CO₃ atau HCO₃^–.

3. Penyangga pada Sistem Pernapasan dan Ginjal

Sistem pernapasan dan ginjal sebagai sistem eksresi manusia juga memiliki larutan penyangga. Pada pernapasan, buffer menjaga agar pH darah stabil saat kelebihan oksigen atau sebaliknya. Sementara, pada ginjal buffer berguna saat tingkat keasaman ginjal meningkat.

4. Penyangga pada Buah dalam Kaleng

Pernahkah membeli buah dalam kaleng? Buah tersebut diawetkan agar bertahan lebih lama dibandingkan dengan buah segar. Asam sitrat dan natrium sitrat yang dimasukkan dalam kaleng bersama buah dan dikenal sebagai pengawet sebenarnya adalah buffer. Asam dan natrium sitrat menjaga pH dalam kaleng agar tidak berubah karena dirusak oleh bakteri.

5. Larutan Penyangga pada Obat-Obatan

Pada obat-obatan, larutan penyangga juga sering dicampurkan. Misalnya, pada obat aspirin. Aspirin mengandung asam yang dapat mempengaruhi keasaman dalam pencernaan dan sekitarnya apabila dikonsumsi. Akibatnya fatal. Seseorang yang ingin menghilangkan rasa sakit dengan aspirin justru dapat mengalami penggumpalan dan pendarahan. MgO sebagai buffer menghindari efek samping aspirin.

6. Larutan Penyangga untuk Tanaman Hidroponik

Tanaman pada umumnya hidup di tanah karena mengandung unsur hara cukup dan pH yang sesuai untuk pertumbuhannya. Menanam contoh tanaman hidroponik sederhana memerlukan tehnik khusus. Oleh karena itu, untuk tambahan media tanam, disediakan larutan yang Anda beli di toko tanaman. Larutan tersebut merupakan buffer.

7. Larutan Penyangga pada Mulut

Lapisan email gigi dapat rusak jika kondisi mulut dan makanan yang masuk ke dalamnya mengandung asam yang cukup tinggi atau pH-nya sangat rendah. Air ludah ternyata merupakan buffer. Buffer ini mempertahankan keasaman pada mulut dan gigi agar tetap 6,8.

Demikian beberapa fungsi larutan penyangga dalam tubuh dan dalam kehidupan sehari-hari. Buffer ini tentunya masih mempunyai fungsi lain, seperti pada kulit, pada ilmu fotografi, dan lain-lain yang tidak diuraikan di sini.

Rumus Larutan Penyangga

Di dalam tubuh, buffer sudah memiliki pengaturan sendiri. Namun, untuk menggunakan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari diperlukan perhitungan khusus agar tepat. Perhitungan diperoleh dengan rumus di bawah ini.

Contoh Soal Tentang Larutan Penyangga

Agar lebih memahami rumus yang telah dimasukkan di atas, yuk kita mengerjakan contoh soal di bawah ini.

• Hitunglah PH larutan yang terbentuk dari 200 ml larutan HCN 0,05 M ditambah 100 ml larutan NaCN 0,1 M dengan Ka = 4. 10 ^-5.
  Jawab :
  (H+) = Ka . mol asam lemah / mol garam . х =4. 10 ^-5 . 200 . 0,05 / 100 . 0,1 x 1 = 4. 10 ^-5.
  pH = 5 – Log 4
• Hitunglah pH larutan 300 ml CH₃COOH 0,5 M ditambah 200 ml larutan NaOH 0,05 M, dengan Ka CH₃COOH = 1 x 10-5
  Jawab:
  nCH₃COOH = 300 x 0,5 = 15 mmol
  nNaOH = 200 x 0,05 = 10 mmol

CH₃COOH + NaOH    CH₃COONa + H2O
Mula-mula                                 15               10                 –                  –
Reaksi                                       10               10                10              10
Sisa                                              5                 –                 10              10

Larutan dalam soal merupakan larutan penyangga asam yang terbentuk dari asam lemah dan basa kuat.
(H+) = Ka . mol asam lemah / mol garam . х = 1 . 10^-5 x 5/10.1 = 5 . 10^-6
pH = 6 – Log 5

Itulah materi IPA hari ini tentang larutan penyangga. Semoga bermanfaat.