Pengertian Larutan Penyangga
Larutan penyangga (buffer solution) adalah larutan yang mempunyai pH yang sangat stabil. Jika suatu asam atau basa ditambahkan pada larutan penyangga, maka pH tidak berubah secara signifikan. Dengan cara lain, menambahkan air ke dalam atau menguapkan air dari larutan pH juga tidak mengubah pH larutan buffer.
Cara Kerja Larutan Penyangga
Seperti yang telah diketahui dalam menghitung pH larutan, penambahan sedikit asam kuat akan mengubah pH larutan (kecuali larutan penyangga) secara drastis. Tetapi, ada suatu kondisi dimana pH harus dijaga supaya tetap konstan ketika asam atau basa ditambahkan ke dalam larutan. Larutan penyangga menjawab tantangan tersebut. Para ahli kimia sering menggunakan larutan buffer untuk mengatur pH sebuah reaksi.
Secara singkat, cara kerja larutan penyangga adalah ketika ion hidrogen ditambahkan pada larutan penyangga, ion tersebut akan ternetralisasi oleh basa di dalam larutan penyangga. Ion hidroksida juga akan ternetralisasi oleh asam. Reaksi netralisasi tersebut tidak akan memberikan pengaruh yang banyak terhadap pH larutan penyangga.
Ketika menentukan asam untuk larutan penyangga, cobalah untuk memilih asam yang mempunyai nilai tetapan kesetimbangan asam (pKa) yang dekat dengan pH yang diinginkan. Hal ini akan memberikan larutan penyangga yang ekivalen terhadap asam dan basa konjugat untuk menetralisasi sebanyak mungkin H+ dan OH-.
Cara Membuat Larutan Penyangga
Larutan penyangga secara sederhana dibuat dengan mencampurkan asam lemah dengan basa konjugatnya. Secara sama, larutan penyangga juga dapat dibuat dengan mencampurkan basa lemah dengan asam konjugatnya. Larutan penyangga bekerja secara bereaksi dengan asam atau basa yang ditambahkan untuk mengendalikan pH. Sebagai contoh, bayangkanlah sebuah larutan penyanga yang terbuat dari basa lemah amonia, NH3 dan asam konjugatnya, ion amonium (NH4+). Ketika asam klorida (HCl) ditambahkan pada larutan tersebut, amonia akan "merendam" proton (H+) dari asam menjadi ion NH4+. Karena proton telah terkunci dalam ion amonium, proton tidak dapat menjalankan aksinya untuk menurunkan pH larutan. Ketika NaOH ditambahkan pada larutan penyangga yang sama, ion amonium akan menyumbangkan proton yang tadi terkunci kepada basa menjadi amonia dan air. Dalam hal ini larutan penyangga menetralkan basa.
Seperti pada contoh di atas, larutan penyangga bekerja dengan menggantikan asam atau basa kuat dengan yang lemah. Proton asam kuat digantikan oleh ion amonium (sebuah asam lemah). Basa kuat OH- digantikan oleh basa lemah amonia. Penggantian ini menyebabkan larutan penyangga mempunyai kekuatan mengendalikan pH.
Fungsi Larutan Penyangga
Larutan penyangga mempunyai kaitan erat dengan kehidupan. Penerapan larutan penyangga mudah sekali ditemukan dalam kegiatan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga adalah:
Pada sistem biologi
Dalam sistem biologi, larutan penyangga ditemukan pada air liur, usus, dan darah untuk menjaga supaya pH tetap konstan dan organ tubuh bekerja dengan semestinya. Sebagian besar enzim juga bekerja pada nilai pH tertentu.
Dalam darah
Darah juga mengandung sistem buffer karena alasan berikut:
- pH darah umumnya sekitar 7,4.
- Jika pH darah selisih 0,5 saja, akan menyebabkan ketidaksadaran atau kondisi koma.
- Karbondioksida dihasilkan lewat pernapasan dapat meningkatkan keasaman darah dengan membentuk ion H+.
- Kehadiran ion hidrogen karbonat akan menghilangkan H+ yang berlebihan.
Aplikasi larutan penyangga yang lain
Beberapa peralatan rumah tangga menggunakan cara kerja larutan penyangga. Di antaranya adalah:
- Pada sampo, larutan penyangga digunakan untuk menjaga kebasaan supaya tidak mencederai mata.
- Pada lotion bayi, menjaga pH supaya tetap 6 untuk mencegah perkembangbiakan bakteri.
- Selain itu, sistem penyangga juga ditemukan pada tetes mata dan serbuk pencuci.
