Makalah Larutan Dapar [PDF]

Citation preview

MAKALAH LARUTAN DAPAR



DISUSUN OLEH SURYA NENGSIH 19011010 2019A KIMIA FISIKA II DOSEN PEMBIMBING ZIKRA AZIZAH Mpd



SEKOLAH TINGGI ILMU FARMASI PADANG 2021



KATA PENGANTAR Puji syukur atas kehadirat allah swt yang maha pengasih lagi maha penyayang yang telah melimpahkan rahmat,hidayahnya kepada penulis,sehinnga penulis dapat menyelesaikan makalah kimia fisika dengan waktu yang diharapkan Dengan adanya makalah ini mudah mudahan dapat membantu minat baca dan belajar teman teman,selain itu penulis juga berharap semua dapat mengetahui dan memahami tentang materi ini,karna akan meningkatkan mutu individu kita Penulis sudah berusaha sebaik mungkin untuk mendapatkan informasi dari buku buku maupun website terpecaya,namun penyususnan makalah ini masih jauh dari sempurna karna kemampuan penulis masih dalam tahap pembelajaran,oleh karena itu kritik dan saran dari para pembaca maupun pemerhati dibutuhkan agar penulis dapat memperbaiki kimia fisika ini Penulis berharap semoga makalah kimia fisika ini dapat memberikan manfaat dan memperluas pengetahuan serta menjadi pedoman bagi pembaca.



Padang, juni 2021



ii



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR………………………………………………………….……i DAFTAR ISI………………………………………………………………………...ii BABI PENDAHULUAN……………………………………………………………1 A. Latar Belakang…………………………………………………………………...1 B. Rumusan Masalah………………………………………………………………..1 C. Tujuan…………………………………………………………………………….1 BAB II PEMBAHASAN………………………………………………………..…...2 A.Pengertian Larutan dapar(penyangga) ……………………………………….……2 B.Kapasitas dapar ……………………………………………………………..…......2 C. mekanisme Kerja dapar dan perhitungan larutan dapar…………….………….…3 D. factor yang mempengaruhi larutan dapar…………………………………………4 E Persamaan Henderson-haselbalh…………………………………………….…….7 BABIII PENUTUP……………………………………………………..……….…....9 A.Kesimpulan……………………………………………………………………..…..9 B. Saran…………………………………………………………………………….…9 BAB IV DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….…10



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Larutan dapar atau Larutan penyangga (lebih tepatnya, dapar pH atau dapar ion hidrogen) (bahasa Inggris: buffer solution, pH buffer, hydrogen ion buffer) adalah larutan yang mengandung campuran asam lemah dan basa konjugatnya, atau sebaliknya. Perubahan pH larutan ini sangat kecil, ketika asam atau basa kuat ditambahkan, dalam jumlah sedikit atau sedang, ke dalam larutan dapar. Oleh karena itu, larutan ini berguna untuk mencegah perubahan pH larutan. Larutan dapar digunakan untuk mempertahankan pH pada nilai tertentu dalam berbagai aplikasi kimia. Kebanyakan bentuk kehidupan berhubungan dengan mempertahankan pH, sehingga larutan dapar digunakan untuk menjaga pH agar konstan. Secara alami, sistem dapar bikarbonat digunakan untuk mengatur pH darah



Berdasarkan Teori Asam-Basa Arrhenius, larutan yang mengandung campuran asam lemah dan garam yang anionnya senama dengan asam lemah tersebut akan membentuk larutan penyangga. Contohnya, NH3COOH dan CH3COONa. Demikian juga jika larutan mengandung campuran basa lemah dan garam yang kationnya senama dengan basa lemah akan membentuk larutan penyangga. Contohnya, NH4OH dan NH4Cl. Berdasarkan Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry, larutan yang mengandung campuran dari pasangan asam lemah dan basa konjugat atau basa lemah dan asam konjugatnya akan membentuk larutan penyangga. Larutan penyangga adalah larutan yang memiliki sifat dapat mempertahankan atau ralatif tidak mengubah pH dengan adanya penambahan sedikit asam, basa, atau adanya pengenceran. Larutan penyangga disebut juga larutan buffer atau dapar. Larutan penyangga terdiri atas asam lemah dengan asam basa konjungsinya atau basa lemah dengan asam konjungsinya. 1.2 Rumusan Masalah



1. Apa pengertian larutan Dapar? 2. kapasitas Dapar? 3. mekanisme kerja dan perhitungan dapar? 4. Faktor yang mempengaruhi laarutan dapar ? 5. Persamaan Henderson-haselbalh? 1.3 TUJUAN



1



Mengetahui lebih dalam tentang apa itu larutan dapar(peyangga) dan apa saja faktor yg mempengaruhi nya Membuat larutan dapar dengan pH dan kekuatan ionik tertentu. Mengetahui apa persamaan dari Henderson-haselbalh



BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian larutan penyangga(dapar) Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat. Larutan penyangga asam adalah suatu campuran larutan yang tersusun dari asam lemah dengan garamnya. Larutan penyangga basa adalah suatu campuran larutan yang tersusun dari basa lemah dengan garamnya. Meskipun ke dalam larutan penyangga ditambahkan sedikit asam atau sedikit basa atau dilakukan proses pengenceran maka pH larutan tidak berubah. Sebaliknya penambahan asam atau penambahan basa dalam larutan bukan penyangga menyebabkan perubahan pH larutan yang dratis. 2.2 Kapasitas dapar Kapasitas dapar (β), adalah pengukuran kuantitatif ketahanan larutan dapar terhadap perubahan pH pada penambahan asam atau basa, dan dapat didefinisikan sebagai berikut: dengan dn adalah jumlah tak hingga basa yang ditambahkan dan d(pH) adalah perubahan tak hingga yang dinyatakan dalam kologaritma konsentrasi ion hidrogen. Berdasarkan definisi ini, kapasitas dapar asam lemah, dengan tetapan disosiasi Ka, dapat dinyatakan sebagai dengan CA adalah konsentrasi analitik asam yang berada pada larutan tersebut.[1][2] pH didefinisikan sebagai -log10[H+]. Kapasitas dapar senyawa pendapar berada pada nilai maksimum jika p[H+] = pKa. Akan jatuh menjadi 33% dari nilai maksimumnya pada p[H+] = pKa ± 1 dan menjadi 10% pada p[H+] = pKa ± 1.5. Berdasarkan alasan ini, rentang penggunaan berkisar pKa ± 1. Kapasitas dapar bersifat proporsional terhadap konsentrasi senyawa pendapar, CA, sehingga larutan encernya memiliki kapasitas dapar rendah.



2



Air merupakan medium pendapar, meskipun dalam ketiadaan senyawa pendapar yang ditambahkan. Kapasitas dapar dapat dinyatakan sebagai  



Pada p[H+] yang sangat rendah, konsentrasi ion hidrogen tinggi dan β meningkat sesuai dengan proporsinya terhadap konsentrasi ion hidrogen; kapasitas dapar meningkat secara eksponensial terhadap pH. Pada p[H+] yang sangat tinggi, konsentrasi ion hidroksida tinggi dan β meningkat sesuai dengan proporsinya terhadap konsentrasi ion hidroksida; kapasitas dapar meningkat secara eksponensial terhadap pH.



Sifat ini tidak bergantung pada keberadaan atau ketiadaan penambahan senyawa pendapar. Efek dan refleksi konsentrasinya merupakan fakta bahwa pH terkait dengan logaritma konsentrasi ion hidrogen



2.3 mekanisme kerja dan perhitungan dapar 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. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:



A. Larutan penyangga asam Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut: Pada penambahan asam Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH3COO- membentuk molekul CH3COOH. CH3COO-(aq) + H+(aq) → CH3COOH(aq) Pada penambahan basa Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H+ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO- dan air. CH3COOH(aq) + OH-(aq) → CH3COO-(aq) + H2O(l) B. Larutan penyangga basa



3



Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut: Pada penambahan asam Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukannya ion OH-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+. NH3(aq) + H+(aq) → NH4+(aq) Pada penambahan basa Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air. NH4+ (aq) + OH-(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)



komponen basa (NH3), bukannya ion OH-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+. NH3(aq) + H+(aq) → NH4+(aq) Pada penambahan basa Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air. NH4+ (aq) + OH-(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)



Perhitungan larutan peyangga Larutan penyangga asam



larutan penyangga asam terdiri atas asam lemah dan basa konjungsinya (garamnya).



4



Contoh : · CH3COOH dan CH3COONa · HCN dan KCN · H2CO3 dan HCO3Perumusan : (H+) = Ka . (A)(B) Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut: pH = – log (H+) = pKa + log (G) (A) Ka = tetapan ionisasi asam lemah a = jumlah mol asam lemah g = jumlah mol basa konjugasi contoh soal : Ke dalam larutan CH3COOH ditambahkan padatan CH3COONa , shg konsentrasi CH3COOH = 0,1 Molar dan konsentrasi CH3COONa = 0,05 Molar. Jika Ka CH3COOH 1,8 X 10-5. Tentukan pH campuran ?



Jawab : Diketahui : Ka = 1,8 x 10-5 Asam lemah = 0,1 Garam = 0,05 5



Ditanyakan : pH campuran ? Penyelesaian : ( H+) = Ka x (Asam lemah) (Garam) = 1,8 x 10-5 x 0,1 0,05 = 3,6 x 10-5 pH = – log ( H+)



= – log 3,6 x10 = 5 – log 3,6 Larutan penyangga basa terdiri atas basa lemah dan asam konjungssinya (garamnya). Contoh : · NH4OH dan NH4Cl · NH4OH dan NH4NO3 · NH3 DAN NH4+a Perumusan: (OH-) = Kb . (B) (G)



Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut: pOH = – log (OH-) = pKb + log (B) (G) 6



keterangan: Kb = tetapan ionisasi basa lemah B = jumlah mol basa lemah g = jumlah mol asam konjugasi Contoh soal: 50 ml NH4OH 0,1 Molar dicampur dgn 100ml ( NH4)2SO4 = 0,2 Molar. Jika Kb NH4OH = 10-5 . Tentukan pH campuran? Jawab: Diketahui : mmol NH4OH = V X M = 0,5 ml x 0,1 = 5mmol mmol (NH4)2SO4 = VXM = 100ml x 0,2 = 20 mmol Ditanyakan : pH campuran? Penyelesaian: ( OH-) = Kb x (mmol basa lemah) 2(mmol garam ) = 10-5 x 5___ 2 x 20 =10-5 x 0,125 = 1,25 x 10-6 pOH = – log ( OH) = – log 1,25 x 10-6 = 6 – log 1,25 pH = 14 – ( 6 – log 1,25 ) = 8+ log 1,25



7



2.4 Faktor yang mempengaruhi laarutan dapar Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar. Penambahan garam-garam netral ke dalam larutan dapar mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Perubahan kekuatan ion dan pH dapar dapat pula disebabkan oleh pengenceran. Penambahan air dalam jumlah cukup, jika tidak mengubah pH dapat mengakibatkan penyimpangan positif atau negatif sekalipun kecil sekali, karena air selain dapat mengubah nilai koefisien kereaktifan,  ia juga dapat bertindak sebagai asam lemah atau basa lemah. Nilai pengenceran yang positif menunjukkan bahwa harga pH akan naik akibat pengenceran sedang nilai pengenceran negatif menunjukkan bahwa nilai pH turun dengan adanya pengenceran dapar . (Martin, 1990)



Sifat-sifat larutan penyangga yaitu: a. pH larutan buffer praktis tidak berubah pada penambahan sedikit asam kuat atau sedikit basa kuat atau pengenceran. b. pH larutan buffer berubah pada penambahan asam kuat atau basa kuat yang relatif banyak, yaitu apabila asam kuat atau basa kuat yang ditambahkan menghabiskan komponen larutan buffer itu, maka pH larutan akan berubah drastis. c. Daya penyangga suatu larutan buffer bergantung pada jumlah mol komponennya, yaitu jumlah mol asam lemah dan basa konjugasinya atau jumlah mol basa lemah dan asam konjugasinya.



6. 2.6 Persamaan Henderson-haselbalh?



Persamaan Henderson-Hasselbalch The persamaan Henderson-Hasselbalch berkaitan pH, pKa, dan konsentrasi molar (konsentrasi dalam satuan mol per liter): a



 pH = pK + log ([A - ] / [HA])



[A - ] = konsentrasi molar dari basa konjugasi



8



[HA] = konsentrasi molar dari asam lemah yang tidak terdisosiasi (M) Persamaan tersebut dapat ditulis ulang untuk mencari pOH: pOH = pK b + log ([HB + ] / [B]) [HB + ] = konsentrasi molar dari basa konjugasi (M) [B] = konsentrasi molar basa lemah (M)



Contoh Soal Penerapan Persamaan HendersonHasselbalch Hitung pH larutan buffer yang terbuat dari 0,20 M HC 2 H 3 O 2 dan 0,50 MC 2 H 3 O 2 - yang memiliki konstanta disosiasi asam untuk HC 2 H 3 O 2 1,8 x 10 -5 . Selesaikan soal ini dengan memasukkan nilai ke dalam persamaan Henderson-Hasselbalch untuk asam lemah dan basa konjugatnya . pH = pK a + log ([A - ] / [HA]) pH = pK a + log ([C 2 H 3 O 2 - ] / [HC 2 H 3 O 2 ]) pH = -log (1,8 x 10 -5 ) + log (0,50 M / 0,20 M) pH = -log (1,8 x 10 -5 ) + log (2,5) pH = 4,7 + 0,40 pH = 5.1



Dapar dalam bidang farmasi Sediaan farmasi yang banyak menggunakan sistem dapar adalah sediaan tetes mata Larutan dapat terdiri dari asam borat ,natrium borat dan natrium klorida dibuat dengan rentang ph 7-9



BAB III 9



PENUTUP 3.1 Kesimpulan Mekanisme kerja larutan dapar adalah menetralkan asam maupun basa dari luar. Masing-masing komponen dalam larutan dapar mampu menetralkan asam maupun basa dari luar. Komponen asam lemah dan basa konjugasi dalam larutan dapar asam membentuk sistem kesetimbangan  Larutan dapar asam dapat dibuat dengan cara mencampurkan sejumlah larutan asam lemah dengan larutan basa konjugasinya secara langsung. Selain itu, larutan dapar asam juga dapat dibuat dengan mencampurkan sejumlah larutan basa kuat dengan larutan asam lemah berlebih. Setelah reaksi selesai, campuran dari larutan basa konjugasi yang terbentuk dan sisa larutan asam lemah membentuk larutan dapar asam.



3.2 Saran Penulis berharap semoga makalah kimia fisika ini dapat memberikan manfaat dan memperluas pengetahuan serta menjadi pedoman bagi pembaca.



DAFTAR PUSTAKA 10



Anshory, irfan.2003. Acuan Pelajaran Kimia SMU.Jilid 3. Jakarta:Erlangga Chang R. 2006. Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta: Erlangga.



Craig, Bruce D, David S. Anderson. 2004.Handbook of Corrosion Data.New York: ASM Internasional Martin, A. 1990. Farmasi Fisik edisi ketiga jilid 1, Universitas Indonesia Press:Jakarta. Sudarmo, unggul, 2005, Kimia untuk SMA Kelas XI, PT. Erlangga: Surakarta.



11