ErdianaPutriPertiwi LaprakEDP Buffer [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTROANALISIS DAN DASAR PEMISAHAN



LARUTAN PENYANGGA (BUFFER)



Kimia reguler 2018



Disusun Oleh : Erdiana Putri Pertiwi (062118057)



PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENEGTAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN BOGOR 2020



BAB I PENDAHULUAN



1.1



Tujuan Praktikum Pada praktikum ini bertujuan untuk mempelajari perilaku buffer,



menetapkan kapasitas buffer dan mempelajari pengaruh pengenceran terhadap kapasitas buffer. 1.2



Dasar Teori Larutan yang memiliki kerja bufer disebut larutan bufer. Larutan buffer



memiliki komponen asam yang dapat menahan kenaikan pH dan komponen basa yang dapat menahan penurunan pH. Komponen tersebut merupakan konjugat dari asam basa lemah penyusun larutan buffer itu sendiri. Dengan demikian, larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. (Keenan et al., 1980) Sebagian besar larutan bufer terbentuk dari kombinasi garam (dari asam lemah dan basa kuat) dan aam lemahnya. Cairan tubuh organisme adalah larutan bufer, yang akan menekan perubahan pH yang cepat, yang berbahaya bagi makhluk hidup. Nilai pH larutan bufer yang terbuat dari asam lemah dan garamnya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut. (Takeuchi, 2006) pH = pKa + log



[ garam] [asam]



Larutan dapat juga dibuat dengan melarutkan basa lemah dengan garamnya secara bersama-sama seperti Amonium hidroksida dengan ammonium klorida. (Surdayat,2016) NH4OH + H+ → NH4+ + H2O



Konsentrasi ion hidrogen dapat dihitung dari tijauan- tinjauan tentang kesetimbangan kimia yang terdapat dalam larutan buffer tersebut. Kita tinjau suatu buffer yang terbuat dari suatu asam lemah dan garamnya. Maka kesetimbangan disosiasi terdapat dalam larutan. HA ↔ H+ + ATetapan kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai.



dari mana konsetrasi ion hidrogen dapat dinyatakan sebagai.



Asam bebas yang terdapat, hampir tidak terdisosiasi sama sekali, karena adanya anion A- dalam jumlah yang banyak yang berasal dari garamnya. Akibatnya konsentrasi total asam, Ca hampir sama dengan konsentrasi asam yang terdisosiasi. Oleh sebab yang sama, konsentrasi total garam, Cg hampir sama dengan konsentrasi anion. Sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut.



Sama halnya bila buffer itu dibuat dari basa lemah MOH dengan garamnya yang mengandung kation M+, kesetimbangan disosiasi yang terjadi dalam larutan ini adalah :



Sehingga nilai pH yang diperoleh sebesar.



Adapun sifat-sifat larutan penyangga menurut Syukri (1999) diketahui sebagai berikut: 1. Mempunyai pH tertentu pH buffer dapat dicari dengan persamaan Henderson-Hasselbalch, yaitu: pH = pKa + log [garam]/[asam] pOH = pKb + log [garam]/[basa] pH buffer bergantung pada Ka asam lemah atau Kb basa lemah dan perbandingan konsentrasi asam dengan konsentrasi basa konjugasinya atau konsentrasi basa lemah dengan konsentrasi asam konjugasinya. Persamaannya (Purba, 1994): 



Reaksi ionisasi asam lemah: HA(aq) ↔ H+(aq) + A–(aq)







Tetapan ionisasinya dilambangkan dengan (Ka) Ka = [H+][A–] / [HA]







Reaksi ionisasi basa lemah: LOH(aq) ↔ L+(aq) + OH–(aq)







Tetapan ionisasinya dilambangkan dengan (Kb) Kb = [L+][OH–] / [LOH]







pHnya relatif tidak berubah jika ditambah sedikit asam atau basa.







pHnya tidak berubah jika diencerkan.



Telah disebutkan bahwa larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H+ maupun ion OH–. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan. Menurut



Syukri



(1999),



larutan buffer juga



mempunyai kapasitas



buffer (yang biasa disebut indeks buffer atau intensitas buffer). Kapasitas buffer merupakan suatu ukuran kemampuan buffer untuk mempertahankan pHnya yang konstan apabila ditambahkan asam kuat atau basa kuat. Kapasitas buffer bergantung pada jumlah asam-garam atau basa-garam yang terkandung di dalamnya. Apabila jumlahnya besar, pergeseran kesetimbangan ke kanan maupun ke kiri dapat berlangsung banyak untuk mengimbangi asam kuat atau basa kuat yang ditambahkan. Sehingga dapat disebut kapasitas buffernya besar. Sebaliknya apabila jumlah asam-garam atau basa-garam itu kecil, dapat menyebabkan pergeseran kesetimbangan ke kanan dan ke kiri berlangsung sedikit. Sehingga dapat dikatakan kapasitas buffernya kecil. Suatu buffer dapat menahan perubahan [H+] sebanyak 100x semula. Perubahan pH yang diizinkan hanyalah sekitar 2. Ka



atau Kb adalah konstanta, maka suatu buffer hanya efektif pada daerah pH tertentu yang disebut rentang daerah buffer. Sesungguhnya penambahan asam/basa pada suatu buffer akan mengubah pH-nya, namun perubahan itu sangatlah kecil dan dapat diabaikan. Namun, jika jumlah asam/basa yang ditambahkan makin banyak, maka perubahan pH-nya tak dapat diabaikan lagi. Jumlah asam atau basa yang dapat dinetralkan suatu buffer sebelum pH larutan berubah disebut kapasitas buffer . Kapasitas/daya tahan larutan penyangga bergantung pada jumlah mol dan perbandingan mol dari komponen penyangganya. Semakin banyak jumlah mol komponen penyangga, semakin besar kemampuannya mempertahankan pH. Apabila komponen asam terlalu sedikit, penambahan sedikit basa dapat mengubah pHnya. Sebaliknya apabila komponen basanya terlalu sedikit, penambahan sedikit asam dapat mengubah pHnya. Sedangkan, perbandingan mol antara komponenkomponen suatu larutan penyangga sebaiknya antara 0,1-10. Di luar perbandingan tersebut, maka sifat penyangganya akan berkurang (Keenan et al., 1980).



BAB II PROSEDUR KERJA



2.1



Alat Alat-alat yang digunakan yaitu pH meter, buret 50 ml, gelas piala, statip,



magnetic stirrer, bar, botol semprot, labu ukur (100 ml,500 ml dan 1000 ml), pipet volumetric dan tisu. 2.2



Bahan Bahan-bahan yang digunakan yaitu larutan CH3COOH, natrium asetat,



asam oksalat, natrium karbonat, natrium bikarbonat, larutan Na2HPO4, aquades, larutan kalium hidroksida 0,1 N dan larutan asam klorida 0,1 N. 2.3



Prosedur Kerja a. Pembuatan larutan buffer 



Buffer asetat : campurkan 1 M asam asetat 25 ml dengan natrium asetat 25 ml, dan encerkan menjadi 100 ml







Buffer fosfat netral : campurkan 0,2 M NaH2PO4 25 ml dengan 0,2 M Na2HPO4 25 ml dan encerkan menjadi 100 ml.







Buffer basa : campurkan 0,1 M Na2CO3 dan 0,1 M NaHCO3 masing- masing 25 ml kemudian encerkan menjadi 100 ml.



b. Kalibrasi Ph meter(lihat prosedur percobaan 1) c. Standarisasi KOH dan HCI (lihat prosedur percobaan1) d. Titrasi buffer asam dengan KOH, titar 25 ml buffer dengan KOH dan catat pH larutan setiap penambahan 1 ml titran, sampai terjadi perubahan pH> 1 satuan e. Lakukan titrasi buffer netral seperti cara D



f. Lakukan titrasi buffer basa dengan HCI seperti cara D g. Buat plot pH vs n (jumlah yang ditambahkan) h. Encerkan masing-masing buffer menjadi 5 kali, 10kali, 15 kali, dan temukan kapasitas buffer setelah pengenceran.



BAB III DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN 3.1



Data Pengamatan a. standarisasi KOH dengan asam oksalat 



H2C2O4.2H2O gram 1000 x Bst asamoksalat volume



H2C2O4.2H2O =



gram 1000 x 63 100



0,1 N



=



Gram



= 0,63 gram







KOH N=



mol gram ekivalen



0,1 N =



gram/ Mr 1



0,1 N =



gram/56 1



Gram = 0,1 N x 56 Gram = 5,6 gram 



Standarisasi KOH o Bobot asam oksalat = 0,641 gram o Volume titrasi I



= 29,3 ml



o Volume titrasi II



= 29,43 ml



o Volume titrasi rata-rata = 29,375 ml Maka normalitas KOH : N KOH = =



mg oksalat Volume KOH rata−rata x bst asamoksalat x Fp 641mg 29,375 x 63 x 4



= 0,0865 N



b. data titrasi buffer asam (asam asetat + natrium asetat) dan grafik titrasi buffer asam ml terukur 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10



pH terukur 4.72 4.84 4.95 5.10 5.27 5.54 6.01 10.71 11.16 11.36 11.48



grafik titrasi buffer asam 14 12



pH terukur



10 8 6 4 2 0



0



2



4



6



ml terukur







Normalitas larutan buffer asam V1N1 = V2N2 0,0865.7 = 25. V2 N2 = 0,02422 N



8



10



12







Standarisasi HCl 0,1 M dengan natrium karbonat 0,1 M o Berat sampel = 1,4319 gram o Bst



= 143



o Fp



= 10



o Volume titrasi I = 12,05 ml o Volume titrasi II = 12,10 ml o Volume titrasi rata-rata = 12,075 ml N= =



mg sampel V . HCl x bst x fp 1431,9 mg 12,075 x 143 x 10



= 0,0829 N  Kapasitas buffer asam Persamaan regresi linear nya : y = 0,8225x +3,2641 Kapasitas buffer asam (β) = slope Kapasitas buffer asam (β) = 0,8225



c. data titrasi buffer basa dan grafik pH vs ml titran (Na2CO3 + NaHCO3) ml titran 0 1 2 3 4 5 6 7



pH terukur 10.31 10.16 10.08 10.00 9.92 9.84 9.73 9.65



ml titran 10 11 12 13 14 15 16 17



pH terukur 9.29 9.13 9.09 8.56 8.10 7.53 7.33 7.22



ml titran 20 21 22 23 24 25 26 27



pH terukur 6.61 6.42 6.09 5.45 2.92 2.52 2.34 2.21



8 9



9.53 9.42



18 19



7.19 6.67



28



2.11



Grafik titrasi buffer basa 12



pH terukur



10 8 6 4 2 0



0



5



10



15



20



25



volume titran (ml)







Normalitas larutan buffer basa : V1NI =V2N2 0,0829. 24 = 25. N2 N2 = 0,0796 N



 Kapasitas buffer basa Persamaan regresi linear nya : y = -0,2978x + 11,597 Kapasitas buffer basa (β) = slope Kapasitas buffer basa (β) = 0,2978



30



BAB IV PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini mengenai larutan penyangga (buffer), larutan buffer merupakan semua larutan yang pH nya dapat dikatakan tetap, walaupun ditambahkan sedikit asam atau basa. Biasanya, larutan buffer mengandung asam lemah beserta basa lemah konjugatnya dalam konsentrasi yang hampir sama. Larutan buffer berperan besar dalam mengontrol kelarutan ion-ion dalam larutan sekaligus mempertahankan pH dalam proses biokimia dan fisiologis. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Apabila asam lemah dicampur dengan basa konjugasinya maka akan terbentuk larutan buffer asam dimana larutannya mempertahankan pH pada daerah asam dan apabila suatu basa lemah dicampur dengan asam konjugasinya maka akan terbentuk suatu larutan buffer basa. Larutan ini akan mempertahankan pH pada daerah basa. Larutan buffer yang bersifat asam akan mempertahankan pH pada daerah asam (pH 7). Larutan buffer basa juga dapat terjadi dari campuran suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemah dicampurkan berlebih. Jika ke dalam larutan ditambahkan suatu asam kuat, maka ion H+ yang berasal dari asam itu akan mengikat atau bereaksi dengan ion OH-. Hal itu menyebabkan kesetimbangan larutan menjadi bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan atau dengan kata lain pH larutan stabil atau dapat bertahan. Demikian juga pada penambahan suatu basa kuat, jumlah ion OH- dalam larutan akan bertambah. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan larutan menjadi bergeser ke kiri sehingga konsentasi ion OH-



dapat dipertahankan dan pH larutan tidak berubah. Contohnya seperti campuran natrium karbonat dan natrium bikarbonat dalam larutan buffer basa, hal yang pertama dilakukan ialah standarisasi larutan HCl terlebih dahulu sebelum dilakukan titrasi pada larutan buffer basa sehingga dari hasil standarisasi diperoleh normalitas pada larutan HCl lalu dilakukan titrasi pada campuran larutan buffer basa, setiap penambahan volume titran sebesar 1 ml diperhatikan perubahan pH setiap penambahannya. Setelah itu dibuat grafik larutan buffer basa dengan memplotkan volume titran dengan pH terukur sehingga diperoleh persamaan regresi linear sebesar y = -0,2978x + 11,597. Dari persamaan tersebut dapat diketahui kapasitas buffer basa (β), karena kapasitas buffer basa sama dengan nilai slope dari persamaan regresi dari grafik volume titran vs pH terukur. Pada larutan buffer asam campuran asam asetat dan narium asetat diperoleh kapasitas buffer sebesar 0,2978. Reaksi kesetimbangan pada sistem buffer karbonat-bikarbonat sebagai berikut : H3O+ (aq) + HCO3- (aq) H2CO3 (aq) + H2O (l)



H2CO3 (aq) + H2O (l) 2 H2O (l) + CO2 ↑ (g)



Larutan penyangga/buffer akan bekerja paling baik dalam mengendalikan pH pada harga pH yang hampir sama dengan pKa komponen asam atau basa, yaitu ketika garam sama dengan asam. Ini dapat ditunjukkan dengan menghitung kemampuan penyangga untuk menahan perubahan pH, yang dikenal dengan kapasitas penyangga. Kapasitas penyangga didefinisikan sebagai jumlah mol per liter asam atau basa monobasa kuat yang diperlukan untuk menghasilkan peningkatan atau penurunan satu unit pH didalam larutan. Berhubungan dengan larutan buffer, dikenal pula istilah kapasitas buffer/ kestabilan buffer. Kapasitas buffer merupakan sebuah nilai yang dijadikan sebagai ukuran kemampuan suatu larutan buffer tersebut untuk mempertahankan pH-nya baik saat ditambahkan senyawa yang bersifat asam maupun yang bersifat basa. Secara teori, semakin tinggi kapasitas suatu larutan buffer, maka semakin rendah nilai perubahan pH, artinya peluang berubahnya nilai pH tertentu pada larutan buffer tersebut lebih rendah.



BAB V KESIMPULAN Pada praktikum ini dapat disimpulkan bahwa pembuatan larutan buffer asam dilakukan dengan mereaksikan asam lemah CH3COOH dengan basa konjugatnya yaitu CH3COONa sejumlah volume tertentu dengan penambahan secara berkala agar tercapai pH terukur larutan buffer asam begitupun dengan larutan campuran buffer basa yaitu natrium karbonat dan natrium bikarbonat. Pada larutan buffer asam diperoleh kapasitas buffer asam sebesar 0,8225 sedangkan untuk kapasitas buffer basa sebesar 0,2978.



DAFTAR PUSTAKA Andy. 2009. Larutan Penyangga Buffer. Departemen Pendidikan Nasional, Makassar. Cairns, Donald. 2004. Intisari Kimia Farmasi Edisi 2. EGC, Jakarta. Chang, Raymond. 2005. Kimia Dasar/Konsep-konsep Inti Jilid 2 Edisi Ketiga. Erlangga, Jakarta. Day, R. A dan A. L. Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Erlangga, Jakarta. Desmira, Aribowo, D., dan Pratama, R. 2018. Penerapan Sensor Ph Pada Area Elektrolizer Di Pt. Sulfindo Adiusaha. Jurnal Prosisko,Volume 5(1). Guyton, A.C., dan Hall. J. E. 2012. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Edisi 11. Penerbit Buku Kedokteran EGC.H, Jakarta



Keenan, et al., 1980. General College Chemisty, 6th Edition. Harper and Row Publisher, Inc, Knoxville. Martin, A. 1990. Farmasi Fisik Edisi Ketiga Jilid 1. Universitas Indonesia Press, Jakarta.



Oxtoby, dkk. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Jilid 1 Edisi Keempat. Erlangga, Jakarta. Sukarti, T. 2008. Kimia Analitik Pengantar Lengkap Analisa Kimia Bahan. Widya Padjadjaran, Jatinangor Svehla, G. 1990. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro Edisi kelima. Kalman Media Pustaka, Jakarta.



LAMPIRAN



1. Pada pH berapa setiap buffer memiliki kapasitas atau efisiensi paling baik? pH setiap buffer memiliki kapasitas paling efisian adalah pada rentang pH 6-8 2. Bagaimana pengaruh pengenceran terhadap kapasitas buffer? jika dalam larutan dapar ditambahkan air dalam jumlah banyak jika tidak merubah pH dapat juga mengakibatkan penyimpangan positif dan negatif sekalipun kecil sekali, hal ini disebabkan karena air dapat bersifat asam lemah ataupun basa lemah. 3. Bagaimana mekanisme kerja buffer sehingga dapat mempertahankan pH larutan? Di dalam larutan penyangga terdapat asam/basa beserta asam konjugasi/basa konjugasi. Keduanya akan membentuk kesetimbangan ion di dalam air. Kesetimbangan ion itulah yang nantinya membuat larutan penyangga bisa bertahan pada rentang pH tertentu saat ditambahkan sedikit asam atau basa.