laporan praktikum kimia dasar 2 larutan buffer

ACARA I

LARUTAN BUFFER

A.      Pelaksanaan Praktikum

1.      Tujuan Praktikum              :Untuk mempelajari larutan buffer sederhana dan

                                            menghitung pH larutan buffer.

2.      Tanggal Praktikum            : Jumat, 7 Juni 2013

3.      Tempat Praktikum             : Laboratorium Kimia Dasar Lantai III Fakultas

                                            Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

                                            Mataram.

B.       Landasan Teori

Larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang dapat menjaga (mempertahankan) pHnya dari penambahan asam, basa, maupun pengenceran oleh air. pH larutan buffer tidak berubah (konstan) setelah penambahan sejumlah asam, basa, maupun air. Larutan buffer mampu menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar. Secara umum,  larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A^-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam. Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH⁺), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa. Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:

1.                   Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.

2.                   Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih (Adom, 2009 : 5).

Larutan buffer atau larutan penyangga adalah larutan yang harga pH nya tidak berubah dengan penambahan sedikit asam, basa, atau air. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam mempertahankan pH pada daerah asam (pH <7 ), sedangkan larutan penyangga basa mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga asam mengandung suatu asam lemah dan basa konjugasi sedangkan ;larutan penyangga basa mengandung suatu basa lemah dan asaam konujugasi(Sunardi, 2006 : 34).

Cara kerja larutan penyangga :

Telah disebutkan bahwa larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikatbaik ion H⁺ maupun ion OH^-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pHnya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:

1.    Larutan penyangga asam

Contoh : CH₃COOH dengan CH₃COONa ; H₂CO₃ dengan NaHCO₃ ; dan NaHCO₃ dengan Na₂CO₃

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung ; H₂CO₃ dan HCO₃^- 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 HCO₃^- membentuk molekul H₂CO₃.

 HCO₃^- _(aq)  + H⁺_(aq)  → H₂CO_{3 (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 (H₂CO₃), bukan ion H⁺. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam H₂CO₃ membentuk ion HCO₃^- dan air.

 H₂CO_{3 (aq)} + OH^-_(aq)  → HCO₃^- _(aq)  +  H₂O_(l) 

2.  Larutan penyangga basa

     Contoh :  NH₄OH dengan NH₄Cl

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) (Farx, 2011 : 2).

Sifat-sifat larutan penyangga yaitu nilai Ka selalu tetap pada suhu tetap sedangkan [H⁺] bergantung pada [HA] dan [MA]. Berdasarkan eksperimen perbandingan [HA] dan [MA] berada dalam rentang dan mempunyai pH paling stabil jika [HA]/[MA] = 1, sehingga [H⁺] = Ka atau pH = pKa. PH larurtan penyangga baik asam maupun basa dapat ditulis :

v  Untuk asam

[H⁺]    = Ka x 

pH      = - Log ( Ka x   )

           = - Log Ka – Log

Atau :

pH = pKa - Log

v  Untuk basa

[OH^-] = Kb x 

Atau :

pOH          = pKb - Log

pH = 14 – pOH

Dengan keterangan :

Ka       = tetapan ionisasi asam lemah

            Kb       = tetapan ionisasi basa lemah

            A         = jumlahmol asam lemah

            b          = jumlah mol bas lemah

(Achmad, 2001 : 91).

Larutan penyangga digunakan secara luas dalam kimia analitis, biokimia, bakteriologi, fotografi, industri kulit, dan zat warna.Terutama dalam biokimia dan bakteriologi diperlukan rentang pH tertentu yang sempit untuk mencapai hasil optimum. Kerja suatu enzim, tumbuhnya kultur bakteri, dan proses biokimia lainnya sangat sensitif terhadap perubahan pH. Cairan tubuh, baik cairan intrasel maupun cairan luar sel merupakan larutan penyangga, yaitu pasangan dihidrogen fosfat-monohidrogenfosfat ( H₂PO₄^- - HPO₄^2- ). Sistem reaksi ini bereaksi dengan asam dan basa (Michel, 2006 : 102 ).

C.      Alat dan Bahan Praktikum

1.      Bahan Praktikum

-  Larutan CH₃COOH 0,1 M    - Larutan NH₄OH 0,1 M

-  Larutan HCL 0,1 M               - Larutan NaOH 0,1 M

2.      Alat Praktikum

-  Beaker gelas

-  Gelas ukur

-  Pipet tetes

-  pH meter

-  Rak tabung reaksi

-  Tabung reaksi

                 

D.      Skema Kerja

Beaker gelas I   + 50 ml CH3COOH 0,1 M + 25 ml NaOH 0,1 M -    Amati -   Hasil Hitung pH

Beaker gelas II + 10 ml NH4OH 0,1 M + 5 ml HCl 0,1 M -   Amati -   Hasil Hitung pH

+ 1 ml larutan buffer basa (dari hasil percobaan)

Tabung reaksi II

Tabung reaksi I

                                   

 

+ 1 ml Aquades                                                                          + 2 tetes indikator

+ 2 tetes indikator fenolptalein                                                    fenolptalein

-   Amati                                                                                       - Amati                                                                                       

Hasil

Hasil

 

E.       Hasil Pengamatan  Dan Analisis Data

a.      Hasil Pengamatan

1.      Pembuatan larutan buffer

Beaker	Hasil
	PH meter	PH perhitungan	Jenis larutan buffer
I	5	5	Asam
II	10	9	Bassa

2.      Pengaruh pengenceran

Tabung	Hasil
	Larutan buffer	+ aquades	Warna setelah ditambahkan indikator
I	1 ml	+ 1 ml aquades	Ungu terang
II	1 ml	Tanpa penambahan	Ungu pekat

b.      Analisis Data

Ø Perhitungan beaker I

Diketahui :

CH3COOH 0,1 M sebanyak 1 ml

NaOH sebanyak 1 ml

mmol CH3COOH                   = 1 ml x 0,1 M            = 0,1 mmol

mmol NaOH                           = 1 ml x 0,1 M            = 0,1 mmol

Reaksinya :

                                        CH3COOH + NaOH                          CH3COONa + H2O

            Mula-mula       :    0,1              0,1                                -

               Bereaksi          :    0,1              0,1                               0,1

               Setimbang       :    0,1               -                                 0,1

pH       = pKa + log

            = 5 + log

            = 5 + log 1

            = 5

Ø Perhitungan beaker II

Diketahui :

NH4OH 0,1 M sebanyak 1 ml

HCL 0,1 M sebanyak 1 ml

Mmol NH4OH            = 1 ml x 0,1     = 0,1 mmol

Mmol HCL                 = 1 ml x 0,1     = 0,1 mmol

           

Reaksinya :

                                                NH4OH + HCL              NH4CL + H2O

Mula-mula       :     0,1          0,1                     -

Bereaksi          :     0,1          0,1                    0,1

Setimbang       :    0,1             -                    0,1

pOH    = pKb + log

pOH    = 5 + log

            = 5 + log 1

 = 5

pH       = pKw - pOH

            = 14 - 5

            = 9

F.       Pembahasan

Pada praktikum ini dibahas tentang larutan buffer , Untuk mengetahuinya pada percobaan pertama dengan menambahkan larutan asam cuka dan natrium hidroksida yang menghasilkan reaksi sebagai berikut :

          CH₃COOH + NaOH                CH₃COONa +H₂O

CH₃COOH yang bersifat asam lemah dengan konsentrasi 0,1 M dengan volume 1 ml direaksikan dengan 1 ml NaOH yang bersifat basa kuat dengan konsentrasi 0,1 M. Setelah itu pH larutan diukur dengan menggunakan pH meter  dan menunjukkan pH larutan adalah 5. Pada reaksi tersebut, sebenarnya larutan buffer dibuat dari asam lemah dengan garamnya yang berasal dari asam kuat atau basa lemah dengan garamnya yang berasal dari Basa kuat. Larutan buffer dapat mempertahankan pH karena dalam larutan larutan natrium asetat dapat berdisosiasi dengan sempurna. Tetapi, disosiasi asam asetat dapat diabaikan

CH₃COOH                  CH₃COO^- + H⁺

Karena adanya ion – ion asetat dalam jumlah banyak yang berasal dari disosiasi natrium asetat akan bergeser kesetimbangannya ke ruas kiri ke dalam pembentukan asam asetat yang tidak berdisosiasi. Larutan demikian akan memiliki pH tertentu dan juga baik sekali dalam mempertahankan pH jika ditambahkan asam atau basa dalam jumlah banyak. Jika ion hidrogen (asam kuat) ditambahkan akan membentuk asam asetat yang tidak berdisosiasi.

CH₃COO^- + H⁺ → CH₃COOH

Oleh karena itu, konsentrasi ion hidrogen tidak berubah, tetapi bahwa jumlah ion asetat akan berkurang sedangkan jumlah asam asetat yang tidak berdisosiasi bertambah. Disisi lain, apabila ditambahkan ion hidroksil (OH^-), ion hidroksil akan bereaksi dengan asam asetat.

CH₃COOH + OH^- → CH₃COO^- + H2O

Dengan demikian, konsentrasi ion hidrogen (dan hidroksil) tidak akan berubah, tetapi jumlah asam asetat akan berkurang sedangkan jumlah ion asetat akan bertambah. Maka, dari prinsip inilah dikatakan bahwa larutan penyangga dapat menunjukkan ketahanan terhadap asam maupun basa. Hal ini membuktikan bahwa CH₃COOH bisa mempertahankan pH meskipun telah ditambahkan sedikit larutan basa. Hal ini juga dibuktikan dengan metode perhitungan yang menghasilkan harga pH sebesar 5. Jadi, larutan buffer ini bersifat asam.

Pada percobaan berikutnya, NH₄OH sebanyak 100 ml dengan konsentrasi 0,1 M ditambahkan dengan 1 ml HCl dengan konsentrasi 0,1 M, menghasilkan persamaan reaksi sebagai berikut:

     NH₄OH + HCl                  NH₄Cl + H₂O

Setelah diukur dengan menggunakan pH larutan tersebut dengan menggunakan pH meter menunjukkan harga pH sebesar 10 . Hal ini menunjukkan bahwa larutan tersebut bersifat basa. Sifat tersebut juga dibuktikan dengan metode perhitungan dengan menghasilkan harga pH sebesar 9. Jadi, dapat disimpulkan bahwa NH₄OH dapat mempertahankan sifat basanya walaupun ditambahkan dengan larutan HCl yang bersifat asam.

Pada percobaan ketiga, diambil larutan buffer yang bersifat basa dari hasil percobaan. Kemudian, dituangkan kedalam dua buah tabung reaksi yang berlainan masing-masing  diberikan 1 ml. Setelah itu, pada salah satu tabung reaksi tersebut di tambahkan 1 ml aquades, kemudian ditambahkan indikator fenolftalein pada kedua tabung reaksi tersebut dan menghasilkan warna yang sedikit berbeda. Pada tabung reaksi yang ditambahkan dengan 1 ml aquades menghasilkan warna ungu terang dan sedangkan pada tabung reaksi yang tidak ditambahkan aquades menghasilkan warna ungu pekat. Pada percobaan ketiga ini menunjukkan bahwa larutan tersebut dapat mempertahankan pH dan sifat basanya walaupun telah ditambahkan dengan sedikit  aquades.

G.      Kesimpulan

1.      Pengukuran menggunakan pH meter dengan perhitungan biasa kadang akan dihasilkan pH yang berbeda karena dipengaruhi oleh adanya kesalahan teknis pada pengaturan pH meter dan juga kesalahan dalam pembacaan nilai pH larutan pada pH meter.

2.      Pada larutan buffer asam pH nya saat diuji menggunakan pH meter adalah 5 dengan perhitungan biasa juga pH nya 5. Sedangkan larutan basa menggunakan pH meter pH nya 10  dan dengan perhitungan biasa 9.

3.      Larutan NH₄OH bila diencerkan dengan sedikit aquades warnanya ungu terang dan jika tidak ditambahkan aquades warnanya ungu pekat.