pengembangan media pembelajaran " larutan penyangga"

kesetimbangan basa asam dan kelarutan aquiliria

1.      Solusi Buffer

               Larutan penyangga adalah larutan (1) asam lemah atau basa lemah dan (2) garamnya; kedua komponen harus ada. Solusinya memiliki kemampuan untuk menahan perubahan pH pada penambahan sejumlah kecil asam atau basa. Buffer sangat penting untuk sistem kimia dan biologi. PH dalam tubuh manusia sangat bervariasi dari satu cairan ke yang lain; misalnya, pH darah sekitar 7,4, sedangkan jus lambung dalam perut kita memiliki pH sekitar 1,5. Nilai pH ini, yang sangat penting untuk fungsi enzim yang tepat dan keseimbangan tekanan osmotik, dipertahankan oleh buffer dalam banyak kasus. Larutan penyangga harus mengandung konsentrasi asam yang relatif besar untuk bereaksi dengan ion OH2 apa pun yang ditambahkan ke dalamnya, dan harus mengandung konsentrasi basa yang sama untuk bereaksi dengan ion  yang ditambahkan. Selanjutnya, asam dan komponen dasar penyangga tidak boleh saling mengkonsumsi dalam reaksi netralisasi. 

               Persyaratan ini dipenuhi oleh pasangan konjugasi asam-basa, misalnya, asam lemah dan basa konjugasinya (dipasok oleh garam) atau basa lemah dan asam konjugasinya (dipasok oleh garam). Larutan buffer sederhana dapat dibuat dengan menambahkan jumlah molar asam asetat (CH3COOH) yang sebanding dan garam natrium asetat (CH3COONa) ke air. Konsentrasi kesetimbangan dari kedua asam dan basa konjugasi (dari) diasumsikan sama dengan konsentrasi awal (lihat hal. 715). Suatu larutan yang mengandung CH3COONa dua zat ini memiliki kemampuan untuk menetralkan asam tambahan atau basa tambahan. Sodium acetate, elektrolit kuat, terdisosiasi sempurna dalam air:

Jika asam ditambahkan, ion-ion akan dikonsumsi oleh basa konjugasi dalam buffer, CH3COO2, sesuai dengan equation

Jika basis ditambahkan ke sistem buffer, ion OH2 akan dinetralkan oleh asam dalam buffer:

Seperti yang Anda lihat, dua reaksi yang menjadi ciri sistem penyangga ini identik dengan reaksi ion umum yang dijelaskan dalam Contoh 16.1. Kapasitas buffering, yaitu, efektivitas larutan buffer, tergantung pada jumlah asam dan basa konjugat dari mana buffer dibuat. Semakin besar jumlahnya, semakin besar kapasitas buffering. Secara umum, sistem penyangga dapat direpresentasikan sebagai asam garam atau asam basa konjugasi. Dengan demikian, sistem buffer natrium asetat-asam asetat yang dibahas di atas dapat ditulis sebagai CH3COONa / CH3COOH atau hanya CH3COO2 / CH3COOH.

 Gambar 16.1 menunjukkan sistem penyangga ini sedang beraksi. Contoh 16.2 membedakan sistem penyangga dari kombinasi asam-garam yang tidak berfungsi sebagai penyangga.

               Dalam larutan buffer yang diperiksa pada Contoh 16.3, ada penurunan pH (larutan menjadi lebih asam) sebagai hasil dari penambahan HCl. Kami juga dapat membandingkan perubahan konsentrasi ion sebagai berikut:

Sebelum penambahan HCl: [] = 1,8  M

Setelah penambahan HCl: []  = = 2,2  M

Dengan demikian, konsentrasi ion  meningkat dengan faktor

 Untuk menghargai efektivitas buffer CH3COONa / CH3COOH, mari kita cari tahu apa yang akan terjadi jika 0,10 mol HCl ditambahkan ke 1 L air, dan bandingkan peningkatan konsentrasi ion

Sebelum penambahan HCl: [] = 1,0  M

Setelah penambahan HCl: [] =  0,10 M

Sebagai hasil dari penambahan HCl, konsentrasi ion meningkat dengan faktor

sebesar peningkatan satu juta kali lipat! Perbandingan ini menunjukkan bahwa larutan buffer yang dipilih dengan benar dapat mempertahankan konsentrasi ion yang cukup konstan, atau pH (Gambar 16.2).

Menyiapkan Larutan Bufer dengan pH Spesifik Sekarang anggaplah kita ingin menyiapkan larutan penyangga dengan pH tertentu. Bagaimana kita melakukannya? Persamaan (16.4) menunjukkan bahwa jika konsentrasi molar asam dan basa konjugasinya kurang lebih sama, yaitu, jika [asam] <[basa konjugat], maka

Jadi, untuk menyiapkan solusi penyangga, kita bekerja mundur. Pertama kita memilih asam lemah yang pKa dekat dengan pH yang diinginkan. Selanjutnya, kita mengganti nilai pH dan pKa dalam Persamaan (16,4) untuk mendapatkan rasio [basa konjugat] / [asam]. Rasio ini kemudian dapat dikonversi ke jumlah molar untuk pembuatan larutan buffer.