Larutan penyangga atau
larutan buffer atau dapar merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan
nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini
seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam
kuat.
Disamping itu larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya.
Larutan buffer dapat juga diartikan sebagai larutan yang terdiri dari garam dengan asam lemahnya atau garam dengan basa lemahnya. Komposisi ini menyebabkan larutan memiliki kemampuan untuk mempertahankan pH jika kedalam larutan ditambahkan sedikit asam atau basa. Hal ini disebabkan larutan penyangga memiliki pasangan asam basa konjugasi.
Disamping itu larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya.
Larutan buffer dapat juga diartikan sebagai larutan yang terdiri dari garam dengan asam lemahnya atau garam dengan basa lemahnya. Komposisi ini menyebabkan larutan memiliki kemampuan untuk mempertahankan pH jika kedalam larutan ditambahkan sedikit asam atau basa. Hal ini disebabkan larutan penyangga memiliki pasangan asam basa konjugasi.
Kita ambil contoh pasangan antara asam lemah CH3COOH dengan
garamnya CH3COONa
CH3COONa ⇄
CH3COO- + Na+ (Garam)
CH3COOH ⇄
CH3COO- + H+ (Asam lemah)
Dalam larutan terdapat CH3COOH merupakan asam dan CH3COO- basa
konjugasi.
Kehadiran
senyawa dan ion ini yang dapat menetralisir adanya asam dan basa dalam larutan.
Secara umum,larutan
penyangga ini dibuat dengan campuran antara asam lemah dan asam konjugasinya,
campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam. Kemudian campuran antara basa
lemah dan asam konjugasinya,campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa.
Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:
1. Larutan penyangga yang bersifat asam
2. Larutan penyangga yang bersifat basa Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa
Perbandingan kadar asam lemah dengan garamnya, untuk preparasi larutan buffer yang dapat mempertahankan pH tertentu, dapat diperhitungkan dengan persamaan buffer yang disusun oleh Henderson-Hasselbach berikut:
Persamaan untuk larutan penyangga bersifat asam :
pH = pKa + log (Fi)/(Fu)
Persamaan untuk larutan penyangga bersifat basa :
pH = pKa + log (Fu)/(Fi)
Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:
1. Larutan penyangga yang bersifat asam
2. Larutan penyangga yang bersifat basa Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa
Perbandingan kadar asam lemah dengan garamnya, untuk preparasi larutan buffer yang dapat mempertahankan pH tertentu, dapat diperhitungkan dengan persamaan buffer yang disusun oleh Henderson-Hasselbach berikut:
Persamaan untuk larutan penyangga bersifat asam :
pH = pKa + log (Fi)/(Fu)
Persamaan untuk larutan penyangga bersifat basa :
pH = pKa + log (Fu)/(Fi)
dengan : Fi : fraksi terionkan / garam
Fu : fraksi tak terionkan / asam
Persamaan ini valid dan reliable untuk preparasi larutan buffer dengan range pH 4-10.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar adalah sebagai berikut:
1. Penambahan garam-garam netral
2. Pengenceran
1. Penambahan garam-garam netral
2. Pengenceran
3. Temperatur
Penambahan garam-garam netral dan pengenceran dalam larutan dapar dapat mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Selain itu dalam faktor pengenceran, 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. Bates menyatakan hal ini secara kuantitatif dengan istilah pengenceran, yaitu perubahan pH yang terjadi akibat pengenceran larutan daparhingga menjadi 0,5 kali kekuatan mula-mula. Nilai pengenceran yang positif menunjukkan bahwa nilai pH akan naik akibat pengenceran, sedangkan nilai pengenceran negatif menunjukkan bahwa nilai pH turun dengan adanya pengenceran dapar.
Temperatur dapat berpengaruh terhadap larutan dapar. Dalam hal ini terdapat istilah koefisien temperatur pH atau perubahan pH akibat pengaruh temperatur. pH larutan dapar asetat meningkat dengan naiknya temperatur, sebaliknya pH larutan asam borat-natrium borat cenderung turun dengan naiknya temperatur.
Kapasitas Buffer adalah parameter kuantitatif yang menunjukkan kekuatan (resistensi) untuk mempertahankan pH, yang diungkapkan oleh persamaan dari Van Slyke berikut :
Penambahan garam-garam netral dan pengenceran dalam larutan dapar dapat mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Selain itu dalam faktor pengenceran, 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. Bates menyatakan hal ini secara kuantitatif dengan istilah pengenceran, yaitu perubahan pH yang terjadi akibat pengenceran larutan daparhingga menjadi 0,5 kali kekuatan mula-mula. Nilai pengenceran yang positif menunjukkan bahwa nilai pH akan naik akibat pengenceran, sedangkan nilai pengenceran negatif menunjukkan bahwa nilai pH turun dengan adanya pengenceran dapar.
Temperatur dapat berpengaruh terhadap larutan dapar. Dalam hal ini terdapat istilah koefisien temperatur pH atau perubahan pH akibat pengaruh temperatur. pH larutan dapar asetat meningkat dengan naiknya temperatur, sebaliknya pH larutan asam borat-natrium borat cenderung turun dengan naiknya temperatur.
Kapasitas Buffer adalah parameter kuantitatif yang menunjukkan kekuatan (resistensi) untuk mempertahankan pH, yang diungkapkan oleh persamaan dari Van Slyke berikut :
β = ΔB/ ΔpHβ = Jumlah tertentu penambahan reagen yang menyebabkan perubahan pHΔpH = Perubahan pH akibat penambahan sejumlah B reagensi
Kapasitas dapar bergantung pada perbandingan (garam)/(asam). kapasitas dapar yang terbesar adalah pada saat (garam)/(asam) = 1 dan karena itu sesuai dengan persamaan pH=pKa.
Persamaan kapasitas dapar sebelumnya sudah memberikan hasil yang cukup. Persamaan tersebut selanjutnya diperbaiki lebih lanjut oleh Koppel, Spiro, serta Van Slyke, yaitu :
Kapasitas dapar bergantung pada perbandingan (garam)/(asam). kapasitas dapar yang terbesar adalah pada saat (garam)/(asam) = 1 dan karena itu sesuai dengan persamaan pH=pKa.
Persamaan kapasitas dapar sebelumnya sudah memberikan hasil yang cukup. Persamaan tersebut selanjutnya diperbaiki lebih lanjut oleh Koppel, Spiro, serta Van Slyke, yaitu :
C = kadar total / jumlah kadar total asam + garam.
Kapasitas dapar tidak hanya dipengaruhi oleh perbandingan (garam)/(asam) tetapi juga oleh konsentrasi total dan asamnya. Meningkatnya konsentrasi komponen dapar mengakibatkan kapasitas atau efisiensi dapar juga meningkat.
Kesimpulannya dapat dikatakan bahwa kapasitas dapar dapat dipengaruhi oleh perbandingan konsentrasi (garam)/(asam) yang meningkat dengan perbandingan menuju 1, dan meningkatnya konsentrasi total asam dan garam.