Yuk Belajar Larutan Penyangga/Buffer Kimia Kelas Xi [Pengertian, Rumus, Contoh]

Dalam tubuh manusia terdapat cairan yang memiliki peran sangat penting yaitu darah. Darah manusia berfungsi untuk mendistribusikan oksigen dan sari-sari makanan ke seluruh tubuh. Darah memiliki pH yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Ketahanan pH darah disebabkan oleh karena adanya system larutan buffer (penyangga pH) dalam darah. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai larutan penyangga mari simak artikel berikut ini.

Larutan buffer/penyanngga merupakan larutan yang dapat mempertahankan nilai pH suatu larutan meskipun ditambahkan asam atau basa atau zat lain. Larutan penyangga dibagi menjadi dua jenis yaitu larutan penyangga asam dan penyangga basa.

Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan pH <7 yang tersusun atas campuran asam lemah dan garamnya atau asam lemah dengan basa konjugasinya. Larutan penyangga asam dapat dibuat dengan mereaksikan asam lemah dengan basa kuat dimana, pada reaksi tersebut akan dihasilkan garam atau basa konjugasi, menghabiskan basa kuat dan menyisakan asam lemah. Larutan penyangga asam menjaga pH dengan dua cara yaitu:

• Penambahan asam/ H+ : kesetimbangan bergeser ke kiri, asam bereaksi dengan basa membentuk asam lemah.
• Penambahan basa/OH- : kesetimbangan bergeser ke kanan, basa bereaksi dengan asam membentuk air.

Dalam menentukan pH larutan penyangga asam hal yang dilakukan yaitu:

• Menentukan konsentrasi [H+]

[H+] = Ka. Ma/Mg

• Dengan keterangan:
  • Ka = tetapan ionisasi asam lemah
  • Ma = mol asam lemah
  • Mg = mol basa konjugasi
• Menentukan pH

pH = -log [H+]

            Larutan penyangga basa adalah larutan yang dapat mempertahankan pH>7 yang tersusun atas campuuran basa lemah dan garamnya atau basa lemah dengan asam konjugasinya. Larutan penyangga dapat dibuat dengan mereaksikan asam kuat dengan basa lemah dan menghasilkan garam atau asam konjugasi, menghabiskan asam kuat dan menyisakan basa lemah. Larutan penyangga basa menjaga pH dengan dua cara yaitu:

• Penambahan asam/H+ : kesetimbangan bergeser ke kanan, asam bereaksi dengan basa membentuk asam lemah
• Penambahan basa/ OH- : kesetimbangan bergeser ke kiri, basa bereaksi dengan menghasilkan air.

Dalam menentukan pH larutan penyangga basa hal yang dilakukan yaitu:

• Menentukan konsentrasi [OH-]

[OH-] = Kb . Mb/Mg

• Dengan keterangan:

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Mb = mol basa lemah

Mg = mol asam konjugasi

• Menentukan pH larutan

pOH = -log [OH-]

pH = 14 -- pOH

            Larutan penyangga memiliki manfaat dan peranan penting dalam tubuh kita. Salah ya satunnya adalah mempertahankan pH darah. Ketika darah dalam tubuh diukur pHnya melalui arteri diperoleh pH darah sebesar 7,45 dan diukur melalui vena diperoleh pH darah sebesar 7,41. Berdasarkan data tersebut menunjukkan bahwa pH relative konstan pada kondisi kaya CO2 dan O2. pH darah yang relative konstan disebabkan karena adanya system penyangga dalam tubuh. System penyangga dalam tubuh terdiri dari tiga jenis yaitu, system penyangga karbonat-bikarbonat, system penyangga fosfat dan system penyangga asam amino.

Sistem penyangga karbonat-bikarbonat berangkat dari oksigen yang digunakan dalam proses metabolism menyisakan CO2. Kemudian karbondioksida diangkut dalam darah dan larut sebagai H2CO3 yang selanjutnya terdisosiasi menjadi ion H+ dan HCO3,- Keberadaan sistem penyangga karbonat-bikarbonat digambarkan sebagai berikut:

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) HCO -3(aq) + H+(aq) 

Jika darah menerima zat asam, ion HCO3- menjadi H2CO3 kemudian H2CO3 akan terurai membentuk CO2 yang dikeluarkan oleh tubuh

HCO3-(aq) + H+ H2CO3(aq)

Jika darah menerima zat basa maka, H2CO3 akan berubah menjadi ion HCO3-

H2CO3(aq) + OH-(aq) HCO-3(aq) + H2O(l)

Apabila pengaturan pH gagal seperti penurunan atau kenaikan pH darah secara drastis maka akan terjadi gangguan fungsi organ tubuh hingga kematian

Jika pH darah kurang dari 7,4 maka akan terjadi asidosis. Asidosis terjadi karena olahraga/kerja berlebihan sehingga menghasilkan banyak asam sebagai limbah dalam darah. Sedangkan, jika pH darah lebih dari 7,4 maka akan terjadi alkalosis. Alkalosis terjadi akibat hiperventilasi/ bernafas berlebihan

Sistem penyangga fosfat berperan minor dalam darah namun krusial di ginjal. Sistem penyangga fosfat membantu dalam menjaga kestabilan darah ketika disaring oleh ginjal dan menjaga keseimbangan pH cairan intrasel. Jika sistem penyangga fosfat ditambahkan asam maka,

HPO2-4(aq0),+ H+(aq) H2PO-4(aq)

Jika sistem penyangga fosfat ditambahkan basa maka.

H2PO-4(aq) + OH-(aq) HPO-4(aq)  + H2O(l_

Asam amino mengandung gugus karboksil (COOH) dan amina (NH2). Sistem penyangga asam amino dalam konteks ini, plasma darah bekerja sebagai berikut:

Pada keadaan normal gugus karboksil pada pH darah adalah COO- dan gugus aminonya NH3+

Ketika darah mengalami penambahan asam, COO- mengikat H+ membentuk -COOH

Ketika darah mengalami penambahan basa, NH3+ akan melepaskan ion H+ dan berubah menjadi gugus NH2. Ion H+ yang dilepas bereaksi dengan OH- membentuk air dan menjaga pH di sekitar 7,4