Reaksi dalam Larutan- Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentuk endapan, gas, dan penetralan muatan listrik. Ketiga reaksi tersebut umumnya tergolong reaksi metatesis yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Oleh karena itu, Anda perlu mengetahui lebih jauh tentang ion-ion dalam larutan.
1. Persamaan Ion dan Molekul
Selama ini, Anda menuliskan reaksi-reaksi kimia di dalam larutan dalam bentuk molekuler. Contoh, reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Persamaan reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)
Persamaan reaksi ini disebut persamaan molekuler sebab zat-zat yang bereaksi ditulis dalam bentuk molekul. Persamaan molekul tidak memberikan petunjuk bahwa reaksi itu melibatkan ion-ion dalam larutan, padahal Ca(OH)2 dan Na2CO3 di dalam air berupa ion-ion. Ion-ion yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah ion Ca2+ dan ion OH– yang berasal dari Ca(OH)2, serta ion Na+ dan ion CO32– yang berasal dari Na2CO3. Persamaan reaksi dalam bentuk ion ditulis sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH–(aq) →2Na+(aq )+ 2OH–(aq) + CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion, yaitu suatu persamaan reaksi yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Petunjuk pengubahan persamaan molekuler menjadi persamaan ion adalah sebagai berikut.
1. Zat-zat ionik, seperti NaCl umumnya ditulis sebagai ion-ion. Ciri zat ionik dalam persamaan reaksi menggunakan fasa (aq) .
2. Zat-zat yang tidak larut (endapan) ditulis sebagai rumus senyawa. Ciri dalam persamaan reaksi dinyatakan dengan fasa (s).
Dalam persamaan ionik, ion-ion yang muncul di kedua ruas disebut ion spektator (ion penonton), yaitu ion-ion yang tidak turut terlibat dalam reaksi kimia. Ion-ion spektator dapat dihilangkan dari persamaan ion. Contohnya, sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH–(aq) →2Na+(aq) + 2OH–(aq) + CaCO3(s)
Sehingga persamaan dapat ditulis menjadi:
Ca2+(aq) + CO32–(aq) →CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion bersih. Dalam hal ini, ion OH– dan ion Na+ tergolong ion-ion spektator.
Contoh Penulisan Persamaan Ion Bersih
Tuliskan persamaan ion bersih dari persamaan molekuler berikut.
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq)⎯⎯→2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Jawab:
Natrium karbonat dalam air terurai membentuk ion-ion Na+ dan CO32–. HCl juga terurai dalam air menjadi ion H+ dan Cl–. Setelah terjadi reaksi, hanya NaCl yang tetap berada dalam bentuk ion-ion, yaitu Na+ dan Cl–, sedangkan yang lainnya berupa cairan murni dan gas. Karena Na+ dan Cl– tetap sebagai ion, ion-ion ini disebut ion spektator. Dengan demikian, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
H+(aq) + CO32–(aq) →H2O(l) + CO2(g)
a. Reaksi Pengendapan
Reaksi dalam larutan tergolong reaksi pengendapan jika salah satu produk reaksi tidak larut di dalam air. Contoh zat yang tidak larut di dalam air, yaitu CaCO3 dan BaCO3. Untuk mengetahui kelarutan suatu zat diperlukan pengetahuan empirik sebagai hasil pengukuran terhadap berbagai zat. Perhatikanlah reaksi antara kalsium klorida dan natrium fosfat berikut.
3CaCl2 + 2Na3PO4 →Ca3(PO4)2 + 6NaCl
NaCl akan larut di dalam air, sedangkan Ca3(PO4)2 tidak larut. Senyawa-senyawa fosfat sebagian besar larut dalam air, kecuali senyawa fosfat dari natrium, kalium, dan amonium. Oleh karena itu, persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut.
3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) →Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)
Dengan menghilangkan ion-ion spektator dalam persamaan reaksi itu, perasamaan ion bersih dari reaksi dapat diperoleh.
3Ca2+(aq) + 2PO43–(aq) →Ca3(PO4)2(s)
Contoh Meramalkan Reaksi Pembentukan Endapan
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ion bersih dari reaksi berikut.
Al2(SO4)3 + 6NaOH →2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Jawab:
Menurut data empirik diketahui aluminium sulfat larut, sedangkan aluminium hidroksida tidak larut. Oleh karena itu, reaksi pengendapan akan terjadi.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) →2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)
Untuk memperoleh persamaan ion bersih, tuliskan zat yang larut sebagai ion-ion dan ion-ion spektator diabaikan.
2Al3+(a ) + 3SO42–(aq) + 6Na+(aq) + 6OH–(aq)→ 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) + 3SO42–(aq)
Jadi, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
Al3+(aq) + 3OH– (aq) → Al(OH)3(s)
b. Reaksi Pembentukan Gas
Reaksi kimia dalam larutan, selain dapat membentuk endapan juga ada yang menghasilkan gas. Misalnya, reaksi antara natrium dan asam klorida membentuk gas hidrogen. Persamaan reaksinya:
Na(s) + 2HCl(aq) →2NaCl(aq) + H2(g)
Beberapa reaksi yang menghasilkan gas disajikan pada tabel berikut.
Tabel 7.1 Beberapa Contoh Reaksi yang Menghasilkan Gas
Contoh Reaksi Kimia yang Menghasilkan Gas
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.
Jawab:
Reaksi metatesisnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2HCl(aq)⎯⎯→ZnCl2(aq) + H2S(g)
Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2
larut. Dengan demikian, persamaan ionnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2H+(aq)⎯⎯→Zn2+(aq) + H2S(g)
2. Reaksi Penetralan Asam Basa
Apa yang terjadi jika asam direaksikan dengan basa? Misalkan kita mencampurkan larutan HCl 0,1 M dengan larutan NaOH 0,1 M. Di dalam air, asam kuat terurai membentuk ion H+ dan ion sisa asam. Keberadaan ion H+ dalam larutan asam ditunjukkan oleh nilai pH yang rendah (pH = –log [H+] < 7). Dalam larutan basa akan terbentuk ion OH– dan ion sisa basa. Keberadaan ion OH– dalam larutan basa ditunjukkan oleh nilai pH yang tinggi (pH = 14 – pOH > 7). Jika larutan asam dan basa dicampurkan akan terjadi reaksi penetralan ion H+ dan OH–. Bukti terjadinya reaksi penetralan ini ditunjukkan oleh nilai H mendekati 7 (pH ≈ 7). Nilai pH ≈ 7 menunjukkan tidak ada lagi ion H+ dari asam dan ion OH– dari basa selain ion H+ dan OH– hasil ionisasi air. Dengan demikian, pada dasarnya reaksi asam basa adalah reaksi penetralan ion H+ dan OH–. Persamaan reaksi molekulernya:
HCl(aq) + NaOH(aq ) →NaCl(aq) + H2O(l)
Persamaan reaksi ionnya:
H+(aq)+ Cl–(aq)+ Na+(aq)+OH–(aq) →Na+(aq)+ Cl(aq)+ H2O(l)
Persamaan ion bersihnya:
H+(aq) + OH–(aq) →H2O(l)
Reaksi asam basa disebut juga reaksi penggaraman sebab dalam reaksi asam basa selalu dihasilkan garam. Pada reaksi HCl dan NaOH dihasilkan garam dapur (NaCl). Beberapa contoh reaksi penetralan asam basa atau reaksi pembentukan garam sebagai berikut.
a. H2SO4(aq) + Mg(OH)2(aq) →MgSO4(aq) + 2H2O(l)
b. HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) →Ca(NO3)2(aq) + H2O(l)
c. HCl(aq) + NH4OH(aq) →NH4Cl(aq) + H2O(l)
3. Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan
Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan adalah apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut.
1. Tuliskan persamaan reaksi setara.
2. Ubah besaran yang diketahui ke satuan mol.
3. Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan kimia setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol.
4. Ubah satuan mol ke dalam besaran yang ditanyakan.
4. Perhitungan pH Campuran
Jika larutan asam atau basa dicampurkan dengan larutan asam atau basa yang sejenis atau berbeda jenis maka konsentrasi asam atau basa dalam larutan itu akan berubah. Perubahan konsentrasi ini tentu akan mengubah pH larutan hasil pencampuran.
Contoh Menghitung pH Campuran Asam yang Sama
Sebanyak 50 mL larutan HCl 0,1 M dicampurkan dengan 100 mL larutan HCl 0,5 M.
Berapakah pH larutan sebelum dan sesudah dicampurkan?
Jawab:
pH 50 mL larutan HCl 0,1 M = –log [H+] = 1,0
pH 100 mL larutan HCl 0,5 M = –log (0,5) = 0,3
Setelah dicampurkan, volume campuran menjadi 150 mL. Jumlah mol HCl dalam campuran sebagai berikut.
50 mL × 0,1 mmol mL–1 HCl = 5 mmol
100mL × 0,5 mmol mL–1 HCl = 50 mmol
Konsentrasi molar HCl dalam campuran = 55mmol/ 150mL = 0,367 M
Jadi, pH campuran = –log [0,367] = 0,44
Pencampuran larutan asam dan basa akan membentuk reaksi penetralan. Jika jumlah mol asam dan basa dalam campuran itu sama,terjadilah penetralan sempurna sehingga pH larutan sama dengan 7. Tetapi, jika terdapat salah satu pereaksi berlebih, kelebihannya akan menentukan pH larutan hasil pencampuran.
Contoh Menghitung pH Campuran Asam dan Basa
Jika 25 mL HCl 0,5 M dicampurkan dengan 50 mL NaOH 0,1M, bagaimanakah pH hasil pencampuran?
Jawab:
Untuk mengetahui nilai pH campuran asam basa, perlu ditentukan jumlah mol asam atau basa yang berlebih setelah terjadi reaksi penetralan.
H+(aq) + OH–(aq) →H2O(l)
Jumlah mol ion H+ dalam HCl = 25 mL × 0,5 mmol mL–1 = 12,5 mmol
Jumlah mol ion OH– dalam NaOH = 50 mL × 0,1 mmol mL–1 = 5 mmol
Seluruh ion OH– dinetralkan oleh ion H+ sehingga sisa ion H+ dalam larutan sebanyak 7,5 mmol. Karena volume campuran 75 mL maka konsentrasi molar ion H+ sisa:
[H+] = 7,5mmol/ 75mL = 0,1 M
Dengan demikian, pH campuran = –log (0,1) = 1.
Reaksi Ionisasi Larutan Elektrolit
Berdasarkan keterangan sebelumnya telah kita ketahui bersama bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena dapat mengalami reaksi ionisasi menjadi ion-ion bermuatan listrik, sedangkan larutan nonelektrolit tidak mengalami reaksi ionisasi menjadi ion-ion bermuatan listrik. Pertanyaan yang timbul sekarang adalah bagaimana cara menuliskan reaksi ionisasi larutan elektrolit? Silakan mengikuti pedoman penulisan reaksi ionisasi berikut ini. Kita dapat dengan mudah menuliskan reaksi ionisasi suatu larutan elektrolit hanya dengan mengikuti pedoman penulisan reaksi ionisasi larutan elektrolit. Anda harus memahami pedoman tersebut jika ingin bisa menuliskan reaksi ionisasinya.
Pedoman penulisan reaksi ionisasi sebagai berikut.
1. Elektrolit Kuat
a. Asam kuat
HxZ (aq)-> x H+(aq) + Zx–(aq)
Contoh:
• HCl(aq)-> H+(aq) + Cl–(aq)
• H2SO4(aq)-> 2 H+(aq) + SO42–(aq)
• HNO3(aq)-> H+(aq) + NO3–(aq)
b. Basa kuat
M(OH)x(aq)-> Mx+(aq) + x OH–(aq)
Contoh:
• NaOH(aq)-> Na+(aq) + OH–(aq)
• Ba(OH)2(aq)-> Ba2+(aq) + 2 OH–(aq)
• Ca(OH)2(aq)-> Ca2+(aq) + 2 OH–(aq)
c. Garam
MxZy(aq)-> x My+(aq) + y Zx–(aq)
Contoh:
• NaCl(aq)-> Na+(aq) + Cl–(aq)
• Na2SO4(aq)-> 2 Na+(aq) + SO42–(aq)
• Al2(SO4)3(aq)-> 2 Al3+(aq) + 3SO42–(aq)
2. Elektrolit Lemah
a. Asam lemah
HxZ(aq) x H+(aq) + Zx–(aq)
Contoh:
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO–(aq)
H2SO3(aq) 2 H+(aq) + SO32–(aq)
H3PO4(aq) 3 H+(aq) + PO4–(aq)
b. Basa lemah
M(OH)x(aq) Mx+(aq) + x OH–(aq)
Contoh:
NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH–(aq)
Al(OH)3(aq) Al3+(aq) + 3 OH–(aq)
Fe(OH)2(aq) Fe2+(aq) + 2 OH–(aq)
Larutan Penyangga pada darah
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
H2O(l) + CO2(g)⇄ H2CO3(aq)
Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:
H2CO3(aq)⇄ HCO3–(aq) + H+(aq)
Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3–berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.
Larutan Penyangga pada darah
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
H2O(l) + CO2(g)⇄ H2CO3(aq)
Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:
H2CO3(aq)⇄ HCO3–(aq) + H+(aq)
Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3–berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.
Larutan Penyangga pada darah
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
H2O(l) + CO2(g)⇄ H2CO3(aq)
Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:
H2CO3(aq)⇄ HCO3–(aq) + H+(aq)
Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3–berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.
Selama ini, Anda menuliskan reaksi-reaksi kimia di dalam larutan dalam bentuk molekuler. Contoh, reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Persamaan reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)
Persamaan reaksi ini disebut persamaan molekuler sebab zat-zat yang bereaksi ditulis dalam bentuk molekul. Persamaan molekul tidak memberikan petunjuk bahwa reaksi itu melibatkan ion-ion dalam larutan, padahal Ca(OH)2 dan Na2CO3 di dalam air berupa ion-ion. Ion-ion yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah ion Ca2+ dan ion OH– yang berasal dari Ca(OH)2, serta ion Na+ dan ion CO32– yang berasal dari Na2CO3. Persamaan reaksi dalam bentuk ion ditulis sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH–(aq) →2Na+(aq )+ 2OH–(aq) + CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion, yaitu suatu persamaan reaksi yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Petunjuk pengubahan persamaan molekuler menjadi persamaan ion adalah sebagai berikut.
1. Zat-zat ionik, seperti NaCl umumnya ditulis sebagai ion-ion. Ciri zat ionik dalam persamaan reaksi menggunakan fasa (aq) .
2. Zat-zat yang tidak larut (endapan) ditulis sebagai rumus senyawa. Ciri dalam persamaan reaksi dinyatakan dengan fasa (s).
Dalam persamaan ionik, ion-ion yang muncul di kedua ruas disebut ion spektator (ion penonton), yaitu ion-ion yang tidak turut terlibat dalam reaksi kimia. Ion-ion spektator dapat dihilangkan dari persamaan ion. Contohnya, sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH–(aq) →2Na+(aq) + 2OH–(aq) + CaCO3(s)
Sehingga persamaan dapat ditulis menjadi:
Ca2+(aq) + CO32–(aq) →CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion bersih. Dalam hal ini, ion OH– dan ion Na+ tergolong ion-ion spektator.
Contoh Penulisan Persamaan Ion Bersih
Tuliskan persamaan ion bersih dari persamaan molekuler berikut.
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq)⎯⎯→2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Jawab:
Natrium karbonat dalam air terurai membentuk ion-ion Na+ dan CO32–. HCl juga terurai dalam air menjadi ion H+ dan Cl–. Setelah terjadi reaksi, hanya NaCl yang tetap berada dalam bentuk ion-ion, yaitu Na+ dan Cl–, sedangkan yang lainnya berupa cairan murni dan gas. Karena Na+ dan Cl– tetap sebagai ion, ion-ion ini disebut ion spektator. Dengan demikian, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
H+(aq) + CO32–(aq) →H2O(l) + CO2(g)
a. Reaksi Pengendapan
Reaksi dalam larutan tergolong reaksi pengendapan jika salah satu produk reaksi tidak larut di dalam air. Contoh zat yang tidak larut di dalam air, yaitu CaCO3 dan BaCO3. Untuk mengetahui kelarutan suatu zat diperlukan pengetahuan empirik sebagai hasil pengukuran terhadap berbagai zat. Perhatikanlah reaksi antara kalsium klorida dan natrium fosfat berikut.
3CaCl2 + 2Na3PO4 →Ca3(PO4)2 + 6NaCl
NaCl akan larut di dalam air, sedangkan Ca3(PO4)2 tidak larut. Senyawa-senyawa fosfat sebagian besar larut dalam air, kecuali senyawa fosfat dari natrium, kalium, dan amonium. Oleh karena itu, persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut.
3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) →Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)
Dengan menghilangkan ion-ion spektator dalam persamaan reaksi itu, perasamaan ion bersih dari reaksi dapat diperoleh.
3Ca2+(aq) + 2PO43–(aq) →Ca3(PO4)2(s)
Contoh Meramalkan Reaksi Pembentukan Endapan
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ion bersih dari reaksi berikut.
Al2(SO4)3 + 6NaOH →2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Jawab:
Menurut data empirik diketahui aluminium sulfat larut, sedangkan aluminium hidroksida tidak larut. Oleh karena itu, reaksi pengendapan akan terjadi.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) →2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)
Untuk memperoleh persamaan ion bersih, tuliskan zat yang larut sebagai ion-ion dan ion-ion spektator diabaikan.
2Al3+(a ) + 3SO42–(aq) + 6Na+(aq) + 6OH–(aq)→ 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) + 3SO42–(aq)
Jadi, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
Al3+(aq) + 3OH– (aq) → Al(OH)3(s)
b. Reaksi Pembentukan Gas
Reaksi kimia dalam larutan, selain dapat membentuk endapan juga ada yang menghasilkan gas. Misalnya, reaksi antara natrium dan asam klorida membentuk gas hidrogen. Persamaan reaksinya:
Na(s) + 2HCl(aq) →2NaCl(aq) + H2(g)
Beberapa reaksi yang menghasilkan gas disajikan pada tabel berikut.
Tabel 7.1 Beberapa Contoh Reaksi yang Menghasilkan Gas
Jenis Gas | Contoh Reaksi |
CO2 | Na2CO3(aq) + 2HCl(aq)→ 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) |
H2S | Na2S(aq) + 2HCl(aq)→ 2NaCl(aq) + H2S(g) |
SO2 | Na2SO3(aq) + 2HCl(aq)→ 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g) |
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.
Jawab:
Reaksi metatesisnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2HCl(aq)⎯⎯→ZnCl2(aq) + H2S(g)
Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2
larut. Dengan demikian, persamaan ionnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2H+(aq)⎯⎯→Zn2+(aq) + H2S(g)
2. Reaksi Penetralan Asam Basa
Apa yang terjadi jika asam direaksikan dengan basa? Misalkan kita mencampurkan larutan HCl 0,1 M dengan larutan NaOH 0,1 M. Di dalam air, asam kuat terurai membentuk ion H+ dan ion sisa asam. Keberadaan ion H+ dalam larutan asam ditunjukkan oleh nilai pH yang rendah (pH = –log [H+] < 7). Dalam larutan basa akan terbentuk ion OH– dan ion sisa basa. Keberadaan ion OH– dalam larutan basa ditunjukkan oleh nilai pH yang tinggi (pH = 14 – pOH > 7). Jika larutan asam dan basa dicampurkan akan terjadi reaksi penetralan ion H+ dan OH–. Bukti terjadinya reaksi penetralan ini ditunjukkan oleh nilai H mendekati 7 (pH ≈ 7). Nilai pH ≈ 7 menunjukkan tidak ada lagi ion H+ dari asam dan ion OH– dari basa selain ion H+ dan OH– hasil ionisasi air. Dengan demikian, pada dasarnya reaksi asam basa adalah reaksi penetralan ion H+ dan OH–. Persamaan reaksi molekulernya:
HCl(aq) + NaOH(aq ) →NaCl(aq) + H2O(l)
Persamaan reaksi ionnya:
H+(aq)+ Cl–(aq)+ Na+(aq)+OH–(aq) →Na+(aq)+ Cl(aq)+ H2O(l)
Persamaan ion bersihnya:
H+(aq) + OH–(aq) →H2O(l)
Reaksi asam basa disebut juga reaksi penggaraman sebab dalam reaksi asam basa selalu dihasilkan garam. Pada reaksi HCl dan NaOH dihasilkan garam dapur (NaCl). Beberapa contoh reaksi penetralan asam basa atau reaksi pembentukan garam sebagai berikut.
a. H2SO4(aq) + Mg(OH)2(aq) →MgSO4(aq) + 2H2O(l)
b. HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) →Ca(NO3)2(aq) + H2O(l)
c. HCl(aq) + NH4OH(aq) →NH4Cl(aq) + H2O(l)
3. Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan
Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan adalah apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut.
1. Tuliskan persamaan reaksi setara.
2. Ubah besaran yang diketahui ke satuan mol.
3. Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan kimia setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol.
4. Ubah satuan mol ke dalam besaran yang ditanyakan.
4. Perhitungan pH Campuran
Jika larutan asam atau basa dicampurkan dengan larutan asam atau basa yang sejenis atau berbeda jenis maka konsentrasi asam atau basa dalam larutan itu akan berubah. Perubahan konsentrasi ini tentu akan mengubah pH larutan hasil pencampuran.
Contoh Menghitung pH Campuran Asam yang Sama
Sebanyak 50 mL larutan HCl 0,1 M dicampurkan dengan 100 mL larutan HCl 0,5 M.
Berapakah pH larutan sebelum dan sesudah dicampurkan?
Jawab:
pH 50 mL larutan HCl 0,1 M = –log [H+] = 1,0
pH 100 mL larutan HCl 0,5 M = –log (0,5) = 0,3
Setelah dicampurkan, volume campuran menjadi 150 mL. Jumlah mol HCl dalam campuran sebagai berikut.
50 mL × 0,1 mmol mL–1 HCl = 5 mmol
100mL × 0,5 mmol mL–1 HCl = 50 mmol
Konsentrasi molar HCl dalam campuran = 55mmol/ 150mL = 0,367 M
Jadi, pH campuran = –log [0,367] = 0,44
Pencampuran larutan asam dan basa akan membentuk reaksi penetralan. Jika jumlah mol asam dan basa dalam campuran itu sama,terjadilah penetralan sempurna sehingga pH larutan sama dengan 7. Tetapi, jika terdapat salah satu pereaksi berlebih, kelebihannya akan menentukan pH larutan hasil pencampuran.
Contoh Menghitung pH Campuran Asam dan Basa
Jika 25 mL HCl 0,5 M dicampurkan dengan 50 mL NaOH 0,1M, bagaimanakah pH hasil pencampuran?
Jawab:
Untuk mengetahui nilai pH campuran asam basa, perlu ditentukan jumlah mol asam atau basa yang berlebih setelah terjadi reaksi penetralan.
H+(aq) + OH–(aq) →H2O(l)
Jumlah mol ion H+ dalam HCl = 25 mL × 0,5 mmol mL–1 = 12,5 mmol
Jumlah mol ion OH– dalam NaOH = 50 mL × 0,1 mmol mL–1 = 5 mmol
Seluruh ion OH– dinetralkan oleh ion H+ sehingga sisa ion H+ dalam larutan sebanyak 7,5 mmol. Karena volume campuran 75 mL maka konsentrasi molar ion H+ sisa:
[H+] = 7,5mmol/ 75mL = 0,1 M
Dengan demikian, pH campuran = –log (0,1) = 1.
Reaksi Ionisasi Larutan Elektrolit
Berdasarkan keterangan sebelumnya telah kita ketahui bersama bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena dapat mengalami reaksi ionisasi menjadi ion-ion bermuatan listrik, sedangkan larutan nonelektrolit tidak mengalami reaksi ionisasi menjadi ion-ion bermuatan listrik. Pertanyaan yang timbul sekarang adalah bagaimana cara menuliskan reaksi ionisasi larutan elektrolit? Silakan mengikuti pedoman penulisan reaksi ionisasi berikut ini. Kita dapat dengan mudah menuliskan reaksi ionisasi suatu larutan elektrolit hanya dengan mengikuti pedoman penulisan reaksi ionisasi larutan elektrolit. Anda harus memahami pedoman tersebut jika ingin bisa menuliskan reaksi ionisasinya.
Pedoman penulisan reaksi ionisasi sebagai berikut.
1. Elektrolit Kuat
a. Asam kuat
HxZ (aq)-> x H+(aq) + Zx–(aq)
Contoh:
• HCl(aq)-> H+(aq) + Cl–(aq)
• H2SO4(aq)-> 2 H+(aq) + SO42–(aq)
• HNO3(aq)-> H+(aq) + NO3–(aq)
b. Basa kuat
M(OH)x(aq)-> Mx+(aq) + x OH–(aq)
Contoh:
• NaOH(aq)-> Na+(aq) + OH–(aq)
• Ba(OH)2(aq)-> Ba2+(aq) + 2 OH–(aq)
• Ca(OH)2(aq)-> Ca2+(aq) + 2 OH–(aq)
c. Garam
MxZy(aq)-> x My+(aq) + y Zx–(aq)
Contoh:
• NaCl(aq)-> Na+(aq) + Cl–(aq)
• Na2SO4(aq)-> 2 Na+(aq) + SO42–(aq)
• Al2(SO4)3(aq)-> 2 Al3+(aq) + 3SO42–(aq)
2. Elektrolit Lemah
a. Asam lemah
HxZ(aq) x H+(aq) + Zx–(aq)
Contoh:
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO–(aq)
H2SO3(aq) 2 H+(aq) + SO32–(aq)
H3PO4(aq) 3 H+(aq) + PO4–(aq)
b. Basa lemah
M(OH)x(aq) Mx+(aq) + x OH–(aq)
Contoh:
NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH–(aq)
Al(OH)3(aq) Al3+(aq) + 3 OH–(aq)
Fe(OH)2(aq) Fe2+(aq) + 2 OH–(aq)
Reaksi asam basa (reaksi penetralan).
Reaksi asam basa atau reaksi penetralan adalah reaksi yang terjadi antara asam (H+) dan basa (OH-) menghasilkan H2O yang bersifat netral.
Adapaun contoh reaksi penetralan adalah sebagai berikut:
1. Reaksi: Asam + Basa --> Garam + Air
HNO3 (aq) + KOH (aq) --> KNO3 (aq) + H2O (l)
H2SO4 (aq) + Ca(OH)2 (aq) --> CaSO4 (aq) + H2O (l)
2. Reaksi: Asam + Oksida Basa --> Garam + Air
2HCl (aq) + CaO (s) --> CaCl2 (aq) + H2O (l)
2HNO3 (aq) + Na2O (s) --> Na(NO3)2 (aq) + H2O (l)
3. Reaksi: Asam + Amonia --> Garam
HCl (aq) + NH3 (g) --> NH4Cl (aq)
H2SO4 (aq) +2 NH3 (g) --> (NH4)2SO4 (aq)
Ammonia (NH3) termasuk basa yang berupa senyawa molekul sehingga dibedakan dari 2 jenis basa lainnya, yakni senyawa ion yang dapat melepas ion OH- dan okisda basa. Terdapat senyawa molekul basa lainnya seperti metilamina (CH3NH2) tetapi reaksinya tidak umum seperti halnya ammonia.
4. Reaksi: Oksida asam + Basa --> Garam + Air
SO3 (g) + 2NaOH (aq) --> Na2SO4 (aq) + H2O (l)
CO2 (g) + Mg(OH)2 (aq) --> MgCO3 (aq) + H2O (l)
Reaksi Pendesakan Logam
Reaksi pendesakan logam adalah reaksi di mana logam mendesak kation logam lain atau hydrogen dalam suatu senyawa. Reaksi ini dapat berlangsung apabila logam berada di sebelah kiri dari logam/H yang didesak dalam deret Volta. Pada reaksi ini, produk reaksi berupa endapan logam, gas, dan air.
Deret Volta merupakan urutan unsur-unsur yang disusun berdasarkan data potensial reduksi. berikut beberapa unsur yang dapat dihapal berdasarkan urutan potensial reduksinya:
Li - K - Ba - Ca - Na - Mg - Al - Mn - Zn - Fe - Ni - Sn - Pb - (H) - Cu - Hg - Ag - Pt - Au
Adapun contoh reaksi pendesakan logam adalah sebagai berikut:
1. Reaksi: Logam 1 + Garam 1 --> Garam 2 + Logam 2
Zn (s) + CuSO4 (aq) --> ZnSO4 (aq) + Cu (s)
2Al (s) + 3FeSO4 (aq) --> Al2(SO4)3 (aq) + 3Fe (s)
Cu (s) + Na2SO4 (aq) --> tidak bereaksi karena Cu berada di sebelah kanan deret volta
2. Reaksi: Logam + Asam --> Garam + Gas Hidrogen
Mg (s) + HCl (aq) --> MgCl2 (aq) + H2 (g)
Zn (s) + H2SO4 (aq) --> ZnSO4 (aq) + H2 (g)
Ag (s) + HCl (aq) --> tidak bereaksi karena Ag berada di sebelah kanan deret volta
3. Reaksi: Logam + Asam --> Garam + Air + Gas
2Fe (s) + 6 H2SO4 (aq) --> Fe2(SO4)3 (aq) + 6 H2O (l) + 3SO2 (g)
Cu (s) + 4HNO3 (aq) --> Cu(NO3)2 (aq) + 2H2O (l) + 2NO2 (g)
Reaksi Metatesis (Pertukaran Pasangan)
Reaksi metatesis adalah reaksi pertukaran pasangan ion dari dua elektrolit.
AB + CD --> AC + BD
Pada reaksi ini setidaknya satu produk reaksi akan membentuk endapan, gas, atau elektrolit lemah. Gas dapat berasal dari peruraian zat hipotetis (asam dan basa hipotetis terurai menjadi gas dan air) yang bersifat tidak stabil seperti berikut ini:
H2CO3 --> CO2 (g) + H2O (l)
H2SO3 --> SO2 (g) + H2O (l)
NH4OH --> NH3 (g) + H2O (l)
Adapun contoh reaksi metatesis (pertukaran pasangan) adalah sebagai berikut:
1. Reaksi: Garam 1 + Asam 1 --> Garam 2 + Asam 2
AgNO3 (aq) + HBr (aq) --> AgBr (aq) + HNO3 (aq)
ZnS (s) + 2HCl (aq) --> ZnCl2 (aq) + H2S (aq)
2. Reaksi: Garam 1 + Basa 1 --> Garam 2 + Basa 2
CuSO4 (aq) + 2NaOH (aq) --> Na2SO4 (aq) + Cu(OH)2 (aq)
NH4Cl (aq) + KOH (aq) --> KCl (aq) + NH4OH (aq)
3. Reaksi: Garam 1 + Garam 2 --> Garam 3 + Garam 4
AgNO3 (aq) + NaCl (aq) --> AgCl (aq) + NaNO3 (aq)
2KNO3 (aq) + MgCl2 (aq) --> 2KCl (aq) + Mg(NO3)2 (aq)
A. Reaksi Ionisasi Elektron Kuat dan Elektrolit Lemah | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Jenis dan konsentrasi (kepekatan) suatu larutan dapat berpengaruh terhadap daya hantar listriknya. Untuk menunjukkan kekuatan elektrolit digunakan derajat ionisasi yaitu jumlah ion bebas yang dihasilkan oleh suatu larutan. Makin besar harga , makin kuat elektrolit tersebut. Bagaimanakah Anda dapat membedakan reaksi ionisasi elektrolit kuat dengan elektrolit lemah? Untuk dapat menjawabnya, pelajarilah uraian materi berikut.
|
Pengertian dan Fungsi Larutan Penyangga
LARUTAN PENYANGGA
A. PENGERTIAN LARUTAN PENYANGGA
Sebagian besar reaksi kimia dalam industry maupun dalam tubuh manusia memerlukan pH yang stabil agar kondisi pH reaksi tidak berubah, biasanya digunakan larutan penyangga. Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH sehingga tidak mengalami perubahan akibat penambahan air, sedikit basa, ataupun sedikit basa
B. FUNGSI LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Kebanyakan reaksi-reaksi biokimia dalam tubuh makhluk hidup hanya dapat berlangsung pada pH tertentu. Oleh karena itu, cairan tubuh harus merupakan larutan penyangga agar pH senantiasa konstan ketika metabolisme berlangsung. Dalam keadaan normal, pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah 7,35 – 7,5. Walaupun sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat, tetapi keadaan setimbang harus selalu dipertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam tersebut. Hal ini disebabkan karena penurunan pH sedikit saja menunjukkan keadaan sakit.Larutan penyangga sangat berperan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga dalam kehidupan dapat kalian pelajari pada uraian di bawah ini.
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.
Larutan Penyangga pada darah
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 O2 sangat sensitif terhadap pH. Reaksi kesetimbangan yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.
HHb+ + O2 ⇄ H+ + HbO2
Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +, sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2 bersifat basa. Hemoglobin yang telah melepaskan O 2 dapat mengikat H + dan membentuk asam hemoglobin. Sehingga ion H + yang dilepaskan pada peruraian H 2 CO 3 merupakan asam yang diproduksi oleh CO 2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.
Produk buangan dari tubuh adalah CO2- yang di dalamtubuh bisa membentuk senyawa H 2CO3 yang nantinya akanterurai menjadi H+ dan HCO3-. Penambahan H+ dalam tubuhakan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telahmelepaskan O2 dapat mengikat H+ membentuk asam hemoglobin (HHb+).
b. Penyangga karbonat
Penyangga karbonat juga berperan dalam mengontrol pH darah. Reaksi kesetimbangannya adalah:
H+(aq) + HCO3-(aq) ⇄ H2CO3(aq) ⇄ H2O(aq) + CO2(aq)
Perbandingan molaritas HCO3- terhadap H2CO3 yang diperlukan untuk mempertahankan pH darah 7,4 adalah 20:1. Jumlah HCO3 - yang relatif jauh lebih banyak itu dapat dimengerti karena hasil-hasil metabolisme yang diterima darah lebih banyak bersifat asam. kondisi asidosis, yaitu penurunan pH darah yang disebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga meningkatkan produksi ion bikarbonat. Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan penyakit jantung, ginjal, diabetes miletus (penyakit gula) dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpa oksigen tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen yang sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas lebih cepat, sehingga gas karbondioksida yang dilepas terlalu banyak, padahal CO 2 dapat larut dalam air menghasilkan H 2 CO 3 . Hal ini mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas dan histeris).
c. Penyangga fosfat
Penyangga fosfat merupakan penyangga yang berada di dalam sel. Penyangga ini adalah campuran dari asam lemah H2PO4- dan basa konjugasinya, yaitu HPO42-. Jika dari proses metabolisme sel dihasilkan banyak zat yang bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO42-
HPO42-(aq) + H+(aq) ⇄ H2PO4-(aq)
Dan jika proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH- akan bereaksi dengan H2PO4-.
H2PO4-(aq) + OH-(aq) ⇄ HPO42-(aq) + H2O(l)
Sehingga perbandingan [H2PO4- ] / [HPO42-] 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. Apabila mekanisme pengaturan pH dalam tubuh gagal, seperti dapat terjadi selama sakit, sehingga pH darah turun di bawah 7,0 atau naik ke atas 7,8, dapat menyebabkan kerusakan permanen pada organ tubuh atau bahkan kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan keadaan asidosis (penurunan pH) adalah penyakit jantung, penyakit ginjal, diabetes mellitus (penyakit gula), diare yang terus menerus, atau makanan berkadar protein tinggi dalam jangka waktu lama. Keadaan asidosis sementara dapat terjadi karena olahraga intensif yang dilakukan terlalu lama. Alkalosis (peningkatan pH darah) dapat terjadi sebagai akibat muntah yang hebat, hiperventilasi (bernapas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas atau histeris atau berada di ketinggian). Suatu penelitian yang dilakukan terhadap para pendaki gunung yang mencapai puncak Everest (8.848 m) tanpa oksigen tambahan menunjukkan pH darah mereka berada di antara 7,7–7,8. Hiperventilasi diperlukan untuk mengatasi tekanan oksigen yang amat rendah (kira-kira 43 mmHg) di tempat setinggi itu.
Larutan Penyangga Pada Sistem pernapasan
Di sini dipakai buffer H2CO3/HCO3–Misalnya konsentrasi H3O+ dalam darah naik, berarti pH-nya turun.
H3O+ + HCO3– ⇄ H2CO3 + H2O
Bila pH turun maka pusat pernapasan kita akan dirangsang, akibatnya kita bernapas lebih dalam sehingga kelebihan CO2 akan dikeluarkan melalui paru-paru. Sedangkan bila konsentrasi OH– naik
H2CO3 + OH– ⇄ HCO3 – + H2O
Karena kemampuan mengeluarkan CO2 ini, maka bufer H2CO3 dan HCO3 – paling baik untuk tubuh.
Larutan Penyangga pada Ginjal
Ginjal kita juga menolong untuk mengatur konsentrasi H3O+ dalam darah agar tetap konstan, dengan jalan mengeluarkan kelebihan asam melalui urine, sehingga pH urine dapat berada sekitar 4,8 – 7,0.
Larutan Penyangga Pada Air Ludah
Gigi dapat larut jika dimasukkan pada larutan asam yang kuat. Email gigi yang rusak dapat menyebabkan kuman masuk ke dalam gigi. Air ludah dapat mempertahankan pH pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.
Kegunaan larutan penyangga tidak hanya terbatas pada tubuh makhluk hidup, Berikut ini aplikasi laruatan penyangga pada kehidupan sehari-hari :
a. Larutan Penyangga pada Laboratorium
Reaksi-reaksi kimia di laboratorium dan di bidang industri juga banyak menggunakan larutan penyangga. Reaksi kimia tertentu ada yang harus berlangsung pada suasana asam atau suasana basa
b. Larutan Penyangga Pada bidang Farmasi
Asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.
Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.
Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.
c. Larutan Penyangga Pada Bidang Industri
Buah-buahan dalam kaleng perlu dibubuhi asam sitrat dan natrium sitrat untuk menjaga pH agar buah tidak mudah dirusak oleh bakteri. Pada Sampho Bayi Rambut tersusun dari protein keratin. Ikatan kimia pada protein rambut, antara lain ikatan hidrogen dan ikatan disulfida. Ikatan tersebut stabil pada PH 4,6 – 6,0. PH sampo yang terlalu tinggi atau rendah akan memutuskan ikatan pada protein rambut. Akibatnya, rambut dapat rusak. sampo dengan PH seimbang mengandung larutan penyangga supaya PH sampo sama dengan PH rambut. Bayi memiliki rambut yang lebih halus, daripada rambut orang dewasa. Selain itu, kelenjar minyak dan keringat pada kulit kepala bayi belum berfungsi sempurna. Oleh karena itu, sampo bayi harus mengandung sedikit bahan aktif dan memiliki PH seimbang. Alasan lain untuk memilih sampo bayi dengan PH seimbang ialah sampo tidak pedih jika terkena mata.
d. Larutan penyangga untuk menjaga keseimbangan pH tanaman
Suatu metode penanaman dengan media selain tanah, biasanya ikerjakan dalam kamar kaca dengan menggunakan mendium air yang berisi zat hara, disebut dengan hidroponik . Setiap tanaman memiliki pH tertentu agar dapat tumbuh dengan baik.
Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH dapat dijaga.
e. Larutan penyangga dalam air laut
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
H2O(l) + CO2(g)⇄ H2CO3(aq)
Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:
H2CO3(aq)⇄ HCO3–(aq) + H+(aq)
Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3–berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.
DAFTAR REFRENSI
Pengertian dan Fungsi Larutan Penyangga
LARUTAN PENYANGGA
A. PENGERTIAN LARUTAN PENYANGGA
Sebagian besar reaksi kimia dalam industry maupun dalam tubuh manusia memerlukan pH yang stabil agar kondisi pH reaksi tidak berubah, biasanya digunakan larutan penyangga. Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH sehingga tidak mengalami perubahan akibat penambahan air, sedikit basa, ataupun sedikit basa
B. FUNGSI LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Kebanyakan reaksi-reaksi biokimia dalam tubuh makhluk hidup hanya dapat berlangsung pada pH tertentu. Oleh karena itu, cairan tubuh harus merupakan larutan penyangga agar pH senantiasa konstan ketika metabolisme berlangsung. Dalam keadaan normal, pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah 7,35 – 7,5. Walaupun sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat, tetapi keadaan setimbang harus selalu dipertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam tersebut. Hal ini disebabkan karena penurunan pH sedikit saja menunjukkan keadaan sakit.Larutan penyangga sangat berperan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga dalam kehidupan dapat kalian pelajari pada uraian di bawah ini.
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.
Larutan Penyangga pada darah
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 O2 sangat sensitif terhadap pH. Reaksi kesetimbangan yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.
HHb+ + O2 ⇄ H+ + HbO2
Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +, sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2 bersifat basa. Hemoglobin yang telah melepaskan O 2 dapat mengikat H + dan membentuk asam hemoglobin. Sehingga ion H + yang dilepaskan pada peruraian H 2 CO 3 merupakan asam yang diproduksi oleh CO 2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.
Produk buangan dari tubuh adalah CO2- yang di dalamtubuh bisa membentuk senyawa H 2CO3 yang nantinya akanterurai menjadi H+ dan HCO3-. Penambahan H+ dalam tubuhakan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telahmelepaskan O2 dapat mengikat H+ membentuk asam hemoglobin (HHb+).
b. Penyangga karbonat
Penyangga karbonat juga berperan dalam mengontrol pH darah. Reaksi kesetimbangannya adalah:
H+(aq) + HCO3-(aq) ⇄ H2CO3(aq) ⇄ H2O(aq) + CO2(aq)
Perbandingan molaritas HCO3- terhadap H2CO3 yang diperlukan untuk mempertahankan pH darah 7,4 adalah 20:1. Jumlah HCO3 - yang relatif jauh lebih banyak itu dapat dimengerti karena hasil-hasil metabolisme yang diterima darah lebih banyak bersifat asam. kondisi asidosis, yaitu penurunan pH darah yang disebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga meningkatkan produksi ion bikarbonat. Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan penyakit jantung, ginjal, diabetes miletus (penyakit gula) dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpa oksigen tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen yang sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas lebih cepat, sehingga gas karbondioksida yang dilepas terlalu banyak, padahal CO 2 dapat larut dalam air menghasilkan H 2 CO 3 . Hal ini mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas dan histeris).
c. Penyangga fosfat
Penyangga fosfat merupakan penyangga yang berada di dalam sel. Penyangga ini adalah campuran dari asam lemah H2PO4- dan basa konjugasinya, yaitu HPO42-. Jika dari proses metabolisme sel dihasilkan banyak zat yang bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO42-
HPO42-(aq) + H+(aq) ⇄ H2PO4-(aq)
Dan jika proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH- akan bereaksi dengan H2PO4-.
H2PO4-(aq) + OH-(aq) ⇄ HPO42-(aq) + H2O(l)
Sehingga perbandingan [H2PO4- ] / [HPO42-] 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. Apabila mekanisme pengaturan pH dalam tubuh gagal, seperti dapat terjadi selama sakit, sehingga pH darah turun di bawah 7,0 atau naik ke atas 7,8, dapat menyebabkan kerusakan permanen pada organ tubuh atau bahkan kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan keadaan asidosis (penurunan pH) adalah penyakit jantung, penyakit ginjal, diabetes mellitus (penyakit gula), diare yang terus menerus, atau makanan berkadar protein tinggi dalam jangka waktu lama. Keadaan asidosis sementara dapat terjadi karena olahraga intensif yang dilakukan terlalu lama. Alkalosis (peningkatan pH darah) dapat terjadi sebagai akibat muntah yang hebat, hiperventilasi (bernapas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas atau histeris atau berada di ketinggian). Suatu penelitian yang dilakukan terhadap para pendaki gunung yang mencapai puncak Everest (8.848 m) tanpa oksigen tambahan menunjukkan pH darah mereka berada di antara 7,7–7,8. Hiperventilasi diperlukan untuk mengatasi tekanan oksigen yang amat rendah (kira-kira 43 mmHg) di tempat setinggi itu.
Larutan Penyangga Pada Sistem pernapasan
Di sini dipakai buffer H2CO3/HCO3–Misalnya konsentrasi H3O+ dalam darah naik, berarti pH-nya turun.
H3O+ + HCO3– ⇄ H2CO3 + H2O
Bila pH turun maka pusat pernapasan kita akan dirangsang, akibatnya kita bernapas lebih dalam sehingga kelebihan CO2 akan dikeluarkan melalui paru-paru. Sedangkan bila konsentrasi OH– naik
H2CO3 + OH– ⇄ HCO3 – + H2O
Karena kemampuan mengeluarkan CO2 ini, maka bufer H2CO3 dan HCO3 – paling baik untuk tubuh.
Larutan Penyangga pada Ginjal
Ginjal kita juga menolong untuk mengatur konsentrasi H3O+ dalam darah agar tetap konstan, dengan jalan mengeluarkan kelebihan asam melalui urine, sehingga pH urine dapat berada sekitar 4,8 – 7,0.
Larutan Penyangga Pada Air Ludah
Gigi dapat larut jika dimasukkan pada larutan asam yang kuat. Email gigi yang rusak dapat menyebabkan kuman masuk ke dalam gigi. Air ludah dapat mempertahankan pH pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.
Kegunaan larutan penyangga tidak hanya terbatas pada tubuh makhluk hidup, Berikut ini aplikasi laruatan penyangga pada kehidupan sehari-hari :
a. Larutan Penyangga pada Laboratorium
Reaksi-reaksi kimia di laboratorium dan di bidang industri juga banyak menggunakan larutan penyangga. Reaksi kimia tertentu ada yang harus berlangsung pada suasana asam atau suasana basa
b. Larutan Penyangga Pada bidang Farmasi
Asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.
Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.
Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.
c. Larutan Penyangga Pada Bidang Industri
Buah-buahan dalam kaleng perlu dibubuhi asam sitrat dan natrium sitrat untuk menjaga pH agar buah tidak mudah dirusak oleh bakteri. Pada Sampho Bayi Rambut tersusun dari protein keratin. Ikatan kimia pada protein rambut, antara lain ikatan hidrogen dan ikatan disulfida. Ikatan tersebut stabil pada PH 4,6 – 6,0. PH sampo yang terlalu tinggi atau rendah akan memutuskan ikatan pada protein rambut. Akibatnya, rambut dapat rusak. sampo dengan PH seimbang mengandung larutan penyangga supaya PH sampo sama dengan PH rambut. Bayi memiliki rambut yang lebih halus, daripada rambut orang dewasa. Selain itu, kelenjar minyak dan keringat pada kulit kepala bayi belum berfungsi sempurna. Oleh karena itu, sampo bayi harus mengandung sedikit bahan aktif dan memiliki PH seimbang. Alasan lain untuk memilih sampo bayi dengan PH seimbang ialah sampo tidak pedih jika terkena mata.
d. Larutan penyangga untuk menjaga keseimbangan pH tanaman
Suatu metode penanaman dengan media selain tanah, biasanya ikerjakan dalam kamar kaca dengan menggunakan mendium air yang berisi zat hara, disebut dengan hidroponik . Setiap tanaman memiliki pH tertentu agar dapat tumbuh dengan baik.
Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH dapat dijaga.
e. Larutan penyangga dalam air laut
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
H2O(l) + CO2(g)⇄ H2CO3(aq)
Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:
H2CO3(aq)⇄ HCO3–(aq) + H+(aq)
Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3–berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.
DAFTAR REFRENSI
Pengertian dan Fungsi Larutan Penyangga
LARUTAN PENYANGGA
A. PENGERTIAN LARUTAN PENYANGGA
Sebagian besar reaksi kimia dalam industry maupun dalam tubuh manusia memerlukan pH yang stabil agar kondisi pH reaksi tidak berubah, biasanya digunakan larutan penyangga. Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH sehingga tidak mengalami perubahan akibat penambahan air, sedikit basa, ataupun sedikit basa
B. FUNGSI LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
Kebanyakan reaksi-reaksi biokimia dalam tubuh makhluk hidup hanya dapat berlangsung pada pH tertentu. Oleh karena itu, cairan tubuh harus merupakan larutan penyangga agar pH senantiasa konstan ketika metabolisme berlangsung. Dalam keadaan normal, pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah 7,35 – 7,5. Walaupun sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat, tetapi keadaan setimbang harus selalu dipertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam tersebut. Hal ini disebabkan karena penurunan pH sedikit saja menunjukkan keadaan sakit.Larutan penyangga sangat berperan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga dalam kehidupan dapat kalian pelajari pada uraian di bawah ini.
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.
Larutan Penyangga pada darah
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 O2 sangat sensitif terhadap pH. Reaksi kesetimbangan yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.
HHb+ + O2 ⇄ H+ + HbO2
Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +, sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2 bersifat basa. Hemoglobin yang telah melepaskan O 2 dapat mengikat H + dan membentuk asam hemoglobin. Sehingga ion H + yang dilepaskan pada peruraian H 2 CO 3 merupakan asam yang diproduksi oleh CO 2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.
Produk buangan dari tubuh adalah CO2- yang di dalamtubuh bisa membentuk senyawa H 2CO3 yang nantinya akanterurai menjadi H+ dan HCO3-. Penambahan H+ dalam tubuhakan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telahmelepaskan O2 dapat mengikat H+ membentuk asam hemoglobin (HHb+).
b. Penyangga karbonat
Penyangga karbonat juga berperan dalam mengontrol pH darah. Reaksi kesetimbangannya adalah:
H+(aq) + HCO3-(aq) ⇄ H2CO3(aq) ⇄ H2O(aq) + CO2(aq)
Perbandingan molaritas HCO3- terhadap H2CO3 yang diperlukan untuk mempertahankan pH darah 7,4 adalah 20:1. Jumlah HCO3 - yang relatif jauh lebih banyak itu dapat dimengerti karena hasil-hasil metabolisme yang diterima darah lebih banyak bersifat asam. kondisi asidosis, yaitu penurunan pH darah yang disebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga meningkatkan produksi ion bikarbonat. Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan penyakit jantung, ginjal, diabetes miletus (penyakit gula) dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpa oksigen tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen yang sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas lebih cepat, sehingga gas karbondioksida yang dilepas terlalu banyak, padahal CO 2 dapat larut dalam air menghasilkan H 2 CO 3 . Hal ini mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas dan histeris).
c. Penyangga fosfat
Penyangga fosfat merupakan penyangga yang berada di dalam sel. Penyangga ini adalah campuran dari asam lemah H2PO4- dan basa konjugasinya, yaitu HPO42-. Jika dari proses metabolisme sel dihasilkan banyak zat yang bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO42-
HPO42-(aq) + H+(aq) ⇄ H2PO4-(aq)
Dan jika proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH- akan bereaksi dengan H2PO4-.
H2PO4-(aq) + OH-(aq) ⇄ HPO42-(aq) + H2O(l)
Sehingga perbandingan [H2PO4- ] / [HPO42-] 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. Apabila mekanisme pengaturan pH dalam tubuh gagal, seperti dapat terjadi selama sakit, sehingga pH darah turun di bawah 7,0 atau naik ke atas 7,8, dapat menyebabkan kerusakan permanen pada organ tubuh atau bahkan kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan keadaan asidosis (penurunan pH) adalah penyakit jantung, penyakit ginjal, diabetes mellitus (penyakit gula), diare yang terus menerus, atau makanan berkadar protein tinggi dalam jangka waktu lama. Keadaan asidosis sementara dapat terjadi karena olahraga intensif yang dilakukan terlalu lama. Alkalosis (peningkatan pH darah) dapat terjadi sebagai akibat muntah yang hebat, hiperventilasi (bernapas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas atau histeris atau berada di ketinggian). Suatu penelitian yang dilakukan terhadap para pendaki gunung yang mencapai puncak Everest (8.848 m) tanpa oksigen tambahan menunjukkan pH darah mereka berada di antara 7,7–7,8. Hiperventilasi diperlukan untuk mengatasi tekanan oksigen yang amat rendah (kira-kira 43 mmHg) di tempat setinggi itu.
Larutan Penyangga Pada Sistem pernapasan
Di sini dipakai buffer H2CO3/HCO3–Misalnya konsentrasi H3O+ dalam darah naik, berarti pH-nya turun.
H3O+ + HCO3– ⇄ H2CO3 + H2O
Bila pH turun maka pusat pernapasan kita akan dirangsang, akibatnya kita bernapas lebih dalam sehingga kelebihan CO2 akan dikeluarkan melalui paru-paru. Sedangkan bila konsentrasi OH– naik
H2CO3 + OH– ⇄ HCO3 – + H2O
Karena kemampuan mengeluarkan CO2 ini, maka bufer H2CO3 dan HCO3 – paling baik untuk tubuh.
Larutan Penyangga pada Ginjal
Ginjal kita juga menolong untuk mengatur konsentrasi H3O+ dalam darah agar tetap konstan, dengan jalan mengeluarkan kelebihan asam melalui urine, sehingga pH urine dapat berada sekitar 4,8 – 7,0.
Larutan Penyangga Pada Air Ludah
Gigi dapat larut jika dimasukkan pada larutan asam yang kuat. Email gigi yang rusak dapat menyebabkan kuman masuk ke dalam gigi. Air ludah dapat mempertahankan pH pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.
Kegunaan larutan penyangga tidak hanya terbatas pada tubuh makhluk hidup, Berikut ini aplikasi laruatan penyangga pada kehidupan sehari-hari :
a. Larutan Penyangga pada Laboratorium
Reaksi-reaksi kimia di laboratorium dan di bidang industri juga banyak menggunakan larutan penyangga. Reaksi kimia tertentu ada yang harus berlangsung pada suasana asam atau suasana basa
b. Larutan Penyangga Pada bidang Farmasi
Asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.
Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.
Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.
c. Larutan Penyangga Pada Bidang Industri
Buah-buahan dalam kaleng perlu dibubuhi asam sitrat dan natrium sitrat untuk menjaga pH agar buah tidak mudah dirusak oleh bakteri. Pada Sampho Bayi Rambut tersusun dari protein keratin. Ikatan kimia pada protein rambut, antara lain ikatan hidrogen dan ikatan disulfida. Ikatan tersebut stabil pada PH 4,6 – 6,0. PH sampo yang terlalu tinggi atau rendah akan memutuskan ikatan pada protein rambut. Akibatnya, rambut dapat rusak. sampo dengan PH seimbang mengandung larutan penyangga supaya PH sampo sama dengan PH rambut. Bayi memiliki rambut yang lebih halus, daripada rambut orang dewasa. Selain itu, kelenjar minyak dan keringat pada kulit kepala bayi belum berfungsi sempurna. Oleh karena itu, sampo bayi harus mengandung sedikit bahan aktif dan memiliki PH seimbang. Alasan lain untuk memilih sampo bayi dengan PH seimbang ialah sampo tidak pedih jika terkena mata.
d. Larutan penyangga untuk menjaga keseimbangan pH tanaman
Suatu metode penanaman dengan media selain tanah, biasanya ikerjakan dalam kamar kaca dengan menggunakan mendium air yang berisi zat hara, disebut dengan hidroponik . Setiap tanaman memiliki pH tertentu agar dapat tumbuh dengan baik.
Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH dapat dijaga.
e. Larutan penyangga dalam air laut
Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
H2O(l) + CO2(g)⇄ H2CO3(aq)
Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:
H2CO3(aq)⇄ HCO3–(aq) + H+(aq)
Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3–berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.
DAFTAR REFRENSI