pH Buffer

pH Buffer

Masih ingatkah larutan asam dan basa?

Jika dilihat dari derajad keasaman (pH) nya bagaimana?

Suatu larutan asam memiliki harga pH lebih kecil dari 7, sedangkan pH larutan basa lebih besar dari 7.

pH larutan asam dapat dihitung dengan rumus pH = - log [H⁺]

sedangkan pH larutan basa dapat dihitung dengan pH = 14 – ( -log [OH^-])

Nah, sekarang bagaimana dengan pH larutan penyangga (buffer?)

Sebelum menghitung pH buffer, kita pahami dahulu komponen buffer.

Komponen buffer asam adalah asam lemah dan basa konjugasinya. Buffer asam dapat dibuat dengan mencampurkan asam lemah berlebih dan basa kuat.

Misalnya seorang anak bernama Dijo akan membuat buffer asam dari asam asetat berlebih dan basa natrium hidroksida. Dijo dapat menyiapkan larutan asam asetat 1M sebanyak 800 mL dan larutan natrium hidoksida 1M sebanyak 200 mL. (diketahui Ka asam asetat = 10^-6)

Dalam campuran tersebut, berarti terdapat:

Mol asam asetat (CH₃COOH) = 1 M x 800 mL = 800 mmol = 0,8 mol

Mol natrium hidroksida (NaOH) = 1 M x 200 mL = 200 mmol = 0,2 mol

Kita buat persamaan reaksinya:

                    CH₃COOH  + NaOH à CH₃COONa + H₂O

Mula-mula :      0,8                 0,2                       

Reaksi        :      0,2                 0,2           0,2                 0,2

Sisa            :      0,6                  -              0,2                 0,2

  

Dari persamaan reaksi di atas kita bisa mengetahui komponen di dalam campuran tersebut terdapat 0,6 mol CH₃COOH (asam lemah) dan 0,2 mol CH₃COONa (garamnya atau basa konjugasinya)

Kita ingat kembali reaksi ionisasi asam lemah dan garam di dalam larutannya:

 CH₃COOH   à     CH₃COO⁻      +   H⁺   ......persamaan (1)

CH₃COONa à     CH₃COO⁻       +  Na⁺   .....persamaan (2)

                            basa konjugasi

Dari persamaan (1) kita dapat tuliskan rumus:

Konsentrasi basa konjugasi [CH₃COO^-] dari asam sangat kecil karena adanya ion senama dari garam CH₃COONa, karena [CH₃COO⁻]asam <<<<<<<  [CH₃COO⁻]garam, maka [CH₃COO⁻]asam diabaikan.

Jadi dari persamaan di atas kita bisa menuliskan:

Jika koefisien asam dan garamnya pada persamaan reaksi CH₃COOH + NaOH  à  CH₃COONa + H₂O tidak sama dengan satu, maka [garam] harus dikalikan koefisiennya, misalnya:

2CH₃COOH + Ca(OH)₂  à  (CH₃COO)₂Ca + H₂O

Maka: 

Nilai n = 2 yaitu koefisien asam atau konsentrasi basa konjugasi dalam larutan dua kali konsentrasi garam, dapat diketahui dari persamaan reaksi berikut:

(CH₃COO)₂Ca à 2 CH₃COO⁻ + Ca²⁺

Jadi campuran yang dibuat Dijo tadi dapat dicari pH nya.

Ingat kembali bahwa campuran tadi terdapat komponen 0,6 mol CH₃COOH dan 0,2 mol CH₃COONa dalam larutan sebanyak 1000 mL = 1 L (Volume totalnya), diketahui Ka CH₃COOH = 10^-6  jadi:

maka:

Jadi pH larutan buffer yang dibuat Dijo adalah:

Berdasarkan pembahasan di atas kita dapat mengetahui komponen dan cara menghitung pH buffer asam. Bagaimana dengan buffer basa? Dengan langkah yang sama kita dapat menentukannya.

Komponen buffer basa adalah basa lemah dan asam konjugasinya (garamnya)

pH buffer basa: