Larutan Penyangga: Pengertian, Prinsip, Jenis, Rumus, Peranan, dan Contoh Soalnya

Secara umum, pH suatu larutan akan turun jika ditambahkan asam dan akan naik jika ditambah basa. Namun, ternyata ada lho larutan yang dapat mempertahankan pH-nya meskipun ditambah asam atau basa! Larutan ini disebut juga larutan penyangga.

Larutan penyangga ini juga terdapat di dalam tubuh Sobat Pijar juga, lho. Larutan penyangga dalam tubuh berfungsi untuk mengatur sistem tubuh tetap memiliki pH yang stabil. Nah, untuk mendalami materi yang masih berkaitan dengan asam dan basa ini, simak ulasan berikut dengan seksama ya, Sobat Pijar!

Baca juga: Hidrolisis Garam: Pengertian, Jenis-jenis, Rumus pH, dan Contoh Soalnya

Apa itu Larutan Penyangga?

Reaksi umum dari asam dan basa adalah menghasilkan garam dan juga air yang sifatnya bisa ditentukan dari jenis asam dan basa yang bereaksi. Namun, ternyata kombinasi tertentu dapat menghasilkan produk lain yang biasa disebut dengan larutan penyangga atau larutan buffer, nih!

Pengertian Larutan Penyangga

Seperti yang sudah disinggung di awal, larutan penyangga adalah larutan yang yang mampu mempertahankan pH-nya saat ditambahkan asam, basa, maupun air. Larutan buffer menjadi salah satu produk yang dihasilkan dari reaksi asam dan basa.

Larutan buffer terbentuk dari interaksi antara asam atau basa lemah dengan garamnya (konjugasinya). Jika Sobat Pijar ingin mengingat kembali tentang asam/basa konjugasi, hal tersebut dijelaskan dalam pengertian asam dan basa oleh Bronsted-Lowry.

Asam konjugasi adalah basa yang sudah mengikat 1 ion H+ sedangkan basa konjugasi adalah asam yang sudah melepaskan 1 ion H+.

Contoh Larutan Penyangga

Contoh larutan penyangga yang ada di tubuh manusia adalah penyangga karbonat (H2CO3/HCO3-) yang fungsinya menjaga pH darah kita. Larutan ini terdiri dari asam lemah H2CO3 dengan basa konjugasinya yaitu HCO3-.

Contoh lain dari larutan buffer yang ada dalam tubuh adalah penyangga fosfat yang terdiri dari asam lemah H2PO4- dan basa konjugasinya yaitu HPO42-. Larutan ini terdapat di dalam cairan intra sel dari makhluk hidup pada umumnya untuk menjaga pH. Wah, banyak juga ya fungsi larutan penyangga ini?

Apa Saja Jenis-Jenis Larutan Penyangga?

Jika dilihat dari zat pembentuknya, larutan penyangga terbagi menjadi 2 jenis yaitu larutan penyangga asam dan juga larutan penyangga basa. Asam dan basa hanyalah sifat dari larutan tersebut, namun secara fungsi masih sama yaitu mempertahankan pH dari penambahan asam, basa, dan air.

Larutan Penyangga Asam

Larutan yang terdiri dari campuran asam lemah dan basa konjugasinya disebut dengan larutan penyangga asam karena memiliki pH kurang dari 7 (bersifat asam).

Larutan Penyangga Basa

Larutan yang terdiri dari campuran basa lemah dan asam konjugasinya akan disebut dengan larutan penyangga basa karena memiliki pH lebih dari 7 (bersifat basa).

Pembuatan Larutan Penyangga

Untuk bisa membuat larutan buffer atau penyangga, ada 2 cara yang Sobat Pijar lakukan, nih. Cara pertama adalah dengan menambahkan asam/basa lemah dengan garam yang mengandung konjugasinya sehingga tercipta sistem penyangga.

Contohnya jika ingin membuat larutan penyangga asam, Sobat Pijar bisa menambahkan asam lemah CH3COOH dengan garam yang mengandung basa konjugasinya seperti CH3COONa ataupun CH3COOK saja.

Cara kedua yang bisa dilakukan adalah dengan mencampurkan asam lemah berlebih dengan basa kuat atau mencampurkan basa lemah berlebih dengan asam kuat. Sifat dari larutan buffer yang akan dihasilkan tergantung dari yang bersifat lemah pada saat pembuatan tersebut.

Bagaimana Prinsip Kerja Larutan Penyangga?

Seperti yang sudah Sobat Pijar pahami, larutan penyangga mampu mempertahankan pH saat ditambah asam, basa, dan air. Selain itu, juga telah dibahas bahwa penyangga terdiri dari campuran 2 zat yaitu asam/basa lemah dengan konjugasinya.

Nah, dalam melaksanakan fungsinya untuk mempertahankan pH, larutan penyangga bekerja sebagai sistem. Setiap terjadi penambahan asam ataupun basa yang berusaha mengubah pH larutan tersebut, maka salah satu penyusun larutan ini akan bekerja untuk menjaga pH-nya.

Supaya bisa lebih memahami prinsip kerja ini, Sobat Pijar bisa memperhatikan contoh yang ada berikut ini, ya!

Misalnya terdapat sebuah sistem penyangga yang terdiri atas asam lemah CH3COOH dan basa konjugasinya yaitu CH3COO-. Sistem penyangga ini akan membentuk suatu reaksi kesetimbangan seperti berikut:

Jika larutan tersebut ditambahkan asam (ion H+), maka sesuai dengan prinsip kesetimbangan reaksi akan bergeser ke kiri sehingga jumlah H+ yang membawa sifat asam bisa ditekan, dengan begitu larutan bisa menjaga agar pH-nya tidak turun.

Sedangkan jika basa ditambahkan ke larutan tersebut, maka ion OH- akan bereaksi dengan H+ sehingga kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan. Dengan kata lain, jumlah ion H+ yang berkurang diseimbangkan oleh CH3COOH sehingga pH-nya tidak naik.

Bagaimana Rumus Larutan Penyangga?

Pada pembahasan di atas Sobat Pijar sudah tau nih bahwa terdapat 2 jenis larutan penyangga, yaitu asam dan basa. Itu artinya, pH dari larutan bisa dihitung menggunakan rumus. 

Untuk larutan yang bersifat asam, rumus menghitung pH-nya adalah sebagai berikut.

Untuk penyangga basa, Sobat Pijar bisa menggunakan rumus di bawah ini untuk menghitung pH-nya.

Apa Peran Larutan Penyangga?

Di dalam kehidupan sehari-hari, larutan penyangga memiliki peran yang sangat banyak mulai dari dalam tubuh hingga dalam dunia industri hingga farmasi, lho. Berikut ini adalah beberapa peran dari larutan buffer yang perlu Sobat Pijar ketahui.

1. Sebagai penyangga pH darah agar tidak mengalami keasaman atau kebasaan yang dapat menyebabkan penyakit atau kondisi tubuh yang tidak normal.
2. Sebagai pengatur pH pada lambung agar enzim yang ada di dalamnya bisa bekerja dengan optimal untuk mencerna makanan.
3. Menjaga pH limbah industri agar saat dibuang tidak membahayakan bagi lingkungan dan ekosistem.
4. Menjaga pH dari obat agar sesuai dengan pH di bagian tubuh tertentu misalnya obat mata yang menggunakan penyangga agar pH-nya sesuai dengan kondisi mata manusia.

Contoh Soal Larutan Penyangga

Agar Sobat Pijar bisa lebih memahami materi tentang sistem penyangga ini, berikut adalah penerapannya dalam contoh soal yang bisa dipelajari baik-baik.

Suatu larutan penyangga dibuat dari basa lemah NH4OH sebanyak 0,2 mol dengan garam NH4Cl sebanyak 0,4 mol. Jika diketahui nilai Kb dari NH4OH adalah 10-5, berapa pH larutan penyangga tersebut?

Jawaban dan Pembahasan:

Karena penyangga tersebut dibuat dari basa lemah dan garamnya/konjugasinya, maka Sobat Pijar harus menggunakan persamaan penyangga basa.

Setelah mendapatkan konsentrasi OH- pada larutan tersebut, saatnya menghitung pOH dan pH dari larutan dengan cara berikut ini.

Dari perhitungan tersebut, dapat diketahui bahwa pH dari larutan penyangga yang terbuat dari NH4OH dan NH4Cl tersebut adalah 8 + log5.

Larutan penyangga menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan kita sehari-hari mulai dari sistem di tubuh hingga proses industri. Hal ini dikarenakan larutan buffer mampu menjaga kondisi pH-nya dengan penambahan tertentu. Untuk itu, Sobat Pijar wajib paham tentang materi ini, ya!

Baca juga: Konsep Mol: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soalnya

____________________________________

Wah menarik ya materi larutan penyangga ini? Jika Sobat Piar ingin belajar materi larutan penyangga lebih dalam lagi, bisa banget nih belajar bareng Pijar Belajar! Selain mata pelajaran Kimia, tersedia juga mata pelajaran lain seperti Matematika, Biologi, Geografi, dan masih banyak lagi.

Tunggu apa lagi? Yuk download aplikasi Pijar Belajar sekarang juga!

Referensi:

Modul Pembelajaran Kimia SMA kelas XI: Larutan Penyangga, Novitalia Ablinda, https://repositori.kemdikbud.go.id/22149/, 2020.