Saqina Q. Purnama 240210090121 V. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN Pembuatan Larutan Buffer dan Pengujian Kestabilannya y Hasil Percobaan Asam (ml) 5.3555 3.6 0,05 2.12 0.96 Garam (gram) 1.1962 2.8875 4.125 5.18925 6.9309 pH Ukur 4.92 5.37 6.67 5.96 6.41 % Kestabilan 77% 80.67% 59.87% 80.8% 83.45%

pH Awal 4 4.5 4.76 5 5.5

y

Menurut Literatur pH 4 4.5 4.76 5 5.5 Garam 1.228 2.9254 4.125 5.2363 6.9795 Asam 4.868 3.688 2.8571 2.0874 0.88

y

Contoh perhitungan:

pH yang akan dibuat 4,76

Mol asam : 0,5 M

= 0,5 mol/liter = 0,5 mol/liter x 0,1 liter

= 0,05 mol Berat asam = Mol x BM CH3COOH = 0,05 x 60 = 3 gram Volume asam = m/ asam asetat = 3/1,05 = 2,857 ml Garam yang dihasilkan: Mol garam : 0,5 M = 0,5 mol/liter = 0,5 mol/liter x 0,1 liter = 0,05 mol Berat asam = Mol x BM CH3COONa = 0,05 x 82,5 = 4,125 gram Uji kestabilan berdasarkan percobaan :

Larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH terhadap penambahan sedikit asam, sedikit basa atau pengenceran. pH larutan buffer tidak berubah (konstan) setelah penambahan sejumlah asam, basa, maupun air. Larutan buffer mampu menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar Komponen larutan buffer adalah asam lemah, garam dari asam lemah, dan basa konjugasinya. Dalam sistem biologis, buffer sangat diperlukan untuk

mempertahankan kestabilan metabolisme sistem tersebut. Hal ini terkait erat dengan enzim yang terdapat pada sistem biologis, dimana setiap enzim memiliki pH optimum dan pH diluar optimum yang akan berakibat pada penurunan kecepatan katalitik. Semua cairan tubuh harus merupakan larutan buffer, agar pH selalu konstan saat metabolisme berlangsung. Salah satu contoh larutan buffer adalah

darah. Buffer dalam darah terdiri dari H2CO3 (asam lemah) dan HCO3- (basa konjugasinya). Buffer tersebut dapat mempertahankan pH darah sekitar 7,35 7,45 dengan reaksi sebagai berikut ; H2CO3 + OH- => HCO3- + H2 O HCO3- + H+ => H2CO3 Buffer dalam darah termasuk buffer asam. Darah memiliki pH antara 7,357,45. Keseimbangan asam-basa darah dikendalikan, karena perubahan pH yang sangat kecilpun dapat memberikan efek yang serius terhadap beberapa organ. Oleh karena itu penting untuk mempelajari larutan buffer dan menguji kestabilannya. Sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga, 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. Buffer memiliki sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya. y 1. Komponen larutan penyangga terbagi menjadi: 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.

Dalam praktikum ini, buffer yang digunakan adalah 100 ml buffer asetat 1M. Larutan buffer ini dibuat dengan mencampurkan asam asetat (asam lemah) dan natrium asetat (basa konjugasinya) ke dalam air destilat. Buffer asetat merupakan larutan buffer asam. Cara kerja larutan ini apat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3 COOH dan CH3 COO- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:y

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)

Ion hidrogen bergabung dengan ion asetat untuk menghasilkan asam asetat. Meskipun reaksi berlangsung reversibel, karena asam asetat adalah asam lemah, sebagaian besar ion hidrogen yang baru dihilangkan melalui cara ini. Karena sebagian besar ion hidrogen yang baru dihilangkan, pH tidak akan berubah terlalu banyak, tetapi karena kesetimbangan ikut terlibat, pH akan sedikit menurun.y

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 CH3 COOH membentuk ion CH3COO- dan air. CH3COOH(aq) + OH-(aq) CH3COO-(aq) + H2O(l)

Sebagian besar zat yang bersifat asam yang mana ion hidroksida bertumbukan dengan molekul asam asetat. Keduanya akan bereaksi untuk membentuk ion asetat dan air. Karena sebagian besar ion hidroksida dihilangkan, pH tidak berubah terlalu besar. Ion hidroksida dapat bergabung dengannya untuk membentuk air. Selama hal itu terjadi, ujung kesetimbangan

menggantikannya. Hal ini tetap terjadi sampai sebagian besar ion hidrogen dihilangkan. Dalam percobaan ini digunaakan prinsip Henderson-Hasselbalch dimana pH efektif buffer sama dengan nilai pKa atau pKb. Berdasarkan perhitungan teoritis, nilai pKa untuk asam asetat adalah 4,76, didapat berdasarkan hasil percobaan nilai pKa yang sama dengan literatur, yaitu 4,76. Ketika larutan buffer asetat diencerkan dengan konsentrasi 0,1M dan 0,01M, pH kedua larutan mengalami perubahan dan kedua pH tersebut menunjukkan hasil yang semakin bertambah, meskipun range-nya tidak terlalu besar. Hal ini menunjukkan larutan tersebut cukup stabil sebagai larutan buffer. Menurut literatur, larutan buffer adalah larutan yang memiliki sifat jika ditambahkan asam dan basa atau diencerkan pH nya tidak berubah. Literatur menunjukkan bahwa asam asetat merupakan larutan buffer dengan pH 4,5 dan jika diencerkan atau ditambahkan asam atau basa pH nya tidak berubah (berubah, tapi sangat sedikit). Berdasarkan hasil pengamatan, pH buffer asetat cukup jauh berbeda. Kestabilan larutan buffer asetat 0,01M lebih stabil dibandingkan larutan buffer asetat dengan konsentrasi 0,1M. Namun ketika ditambahkan asam atau basa, larutan buffer asetat dengan konsentrasi 0,1M lebih stabil. Hal ini dapat disebabkan oleh praktikan yang kurang teliti saat mengkalibrasi alat pH meter sehingga pengukurannya sangat berbeda dengan kelompok lain yang pH nya sama.

VI.

KESIMPULAN Larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH

terhadap penambahan sedikit asam, sedikit basa atau pengenceran. Dalam percobaan ini digunakan prinsip Henderson-Hasselbalch dimana pH efektif buffer sama dengan nilai pKa atau pKb. Berdasarkan perhitungan teoritis, nilai pKa untuk asam asetat adalah 4,76, didapat berdasarkan hasil percobaan nilai pKa yang sama dengan literatur, yaitu 4,76. Kestabilan buffer asetat berbeda-beda pada konsentrasi yang berbeda. Jika buffer asetat ditambahkan asam atau basa, pH nya semakin tidak stabil. Berdasarkan hasil percobaan, buffer asetat bukan merupakan larutan penyangga karena setelah pengenceran atau ditambahkan asam atau basa pH nya sangat berbeda (berubah).

DAFTAR PUSTAKA

Harjadi , W . 1986 . Ilmu Kimia Analitik Dasar . PT. Gramedia Pustaka Utama . Jakarta . Thenawijaya, M. 1993. Dasar-Dasar Biokimia Jilid 1 (terjemahan). Erlangga. Jakarta Tranggono, Setiaji B., Suhardi, Sudarmanto, Y. Marsono, Agnes Murdianti, Indah S. U., dan Suparno. 19--. Biokimia Pangan. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. Universitas Gajah Mada.

JAWABAN PERTANYAAN 1. What volume of glacial acetic acid (17.6) and what weight of sodium acetate (MW = 82) would be required to make 100 ml of 0,2 M buffer, pH 3,9 (pKa = 4,8)? Buffer 100 ml 0,2 M, pH 3,9 (pKa = 4,8)

[asam] + [garam] = 0,2 (0,2-x) (x)

pH = pKa + log [garam] [asam] 3,9 = 4,8 + log x . 0,2-x - 0,9 = log x . 0,2-x x . = 10 -0,9 0,2-x x . = 0,126 0,2-x x = 0,0252 0,126x 1,126x = 0,0252 x = 0,0224 M

[garam] = 0,0224 M

; [asam] = 0,1776 M

Mol Garam = M . V = 0,0224 . 0,1 liter = 0,00224 mol Berat Garam = 0,00224 mol x 82 gr/mol = 0,1837 gr

Mol asam = M . V = 0,1776 . 0,1 liter = 0,01776 mol

Berat asam = 0,01776 mol x 60 gr/mol = 1,0656 gr Volume asam = 1,0656 x 1000 = 1,0148 ml 1050 2. What weight of monobasic potassium phosphate (KH2PO4, MW = 136) and dibasic potassium phosphate (K2 HPO4, MW = 174) are required to make 100 ml of 0,2 M buffer, pH 6,5 .Buffer 100 ml 0,2 M, pH 6,5 (pKa = 6,8)

KH2PO4 K2 HPO4

HPO3 + KOH K+ + HPO42-

[KH2PO4 ] + [K2HPO4 ] = 0,2 (0,2-x) (x)

pH = pKa + log [K2 HPO4] [KH2PO4] 6,5 = 6,8 + log x . 0,2-x - 0,3 = log x . 0,2-x x . = 10 -0,3 0,2-x x . = 0,501 0,2-x x = 0,1002 0,501x 1,501x = 0,1002 x = 0,067 M

[K2 HPO4 ] = 0,067 M

; [KH2PO4] = 0,133 M

Mol K2 HPO4 = M . V = 0,067 . 0,1 liter = 0,0067 mol Berat K2 HPO4 = 0,0067 mol x 174 gr/mol = 1,1658 gr

Mol KH2 PO4 = M . V = 0,133 . 0,1 liter = 0,0133 mol Berat KH2PO4 = 0,0133 mol x 136 gr/mol = 1,8088 g

3. What weight of monobasic potassium phosphate (KH2PO4, MW = 136) and dibasic sodium phosphate (Na2 HPO4, MW = 142) are required to make 100 ml of 0,2 M buffer, pH 6,5.Buffer 100 ml 0,2 M, pH 6,5 (pKa = 6,8)

KH2PO4 Na2 HPO4

HPO3 + KOH HPO3 + NaOH

[KH2PO4 ] + [Na2 HPO4] = 0,2 (0,2-x) (x)

pH = pKa + log [Na2 HPO4] [KH2PO4] 6,5 = 6,8 + log x . 0,2-x - 0,3 = log x . 0,2-x x . = 10 -0,3 0,2-x x . = 0,501 0,2-x x = 0,1002 0,501x 1,501x = 0,1002

x = 0,067 M

[Na2 HPO4] = 0,067 M

; [KH2PO4] = 0,133 M

Mol Na2 HPO4 = M . V = 0,067 . 0,1 liter = 0,0067 mol Berat Na2 HPO4 = 0,0067 mol x 142 gr/mol = 0,9514 gr

Mol KH2 PO4 = M . V = 0,133 . 0,1 liter = 0,0133 mol Berat KH2PO4 = 0,0133 mol x 136 gr/mol = 1,8088 gr

4. What weight of sodium carbonate (Na2CO3, MW = 106) and sodium bicarbonate (NaHCO3, MW = 84) are required to make 100 ml of 0,2 M buffer, pH 10,2 (pKa = 9,8).Buffer 100 ml 0,2 M, pH 10,2 (pKa = 9,8)

Na2CO3 NaHCO3

Na+ + CO32Na+ + HCO3-

[NaHCO3 ] + [Na2CO3] = 0,2 (0,2-x) (x)

pH = pKa + log [Na2CO3 ] [NaHCO3] 10,2 = 9,8 + log x . 0,2-x 0,4 = log x . 0,2-x x . = 10 0,4 0,2-x x . = 2,5119

0,2-x x = 0,5024 2,5119x 3,5119x = 0,5024 x = 0,143 M

[Na2CO3] = 0,143 M

; [NaHCO3] = 0,057 M

Mol Na2 CO3 = M . V = 0,143 . 0,1 liter = 0,0143 mol Berat Na2CO3 = 0,0143 mol x 106 gr/mol = 1,5158 gr

Mol NaHCO3 = M . V = 0,057 . 0,1 liter = 0,0057 mol Berat NaHCO3 = 0,0057 mol x 84 gr/mol = 0,4788 gr

5. How would you prepare 100 ml of 0,01 M acetate buffer, pH 4,5; given a solution of 0,2 M buffer at pH 4,5? Pengenceran V1 . N1 = V2 . N2 100 ml . 0,01 M = x ml . 0,2 M x = 5 ml. Untuk membuat larutan buffer asetat 100 ml 0,01 M pH 4,5 diperlukan 5 ml larutan buffer asetat 0,2 M pH 4,5. Lalu 5 ml larutan 0,2 M tersebut dilarutkan dalam akuades sampai 100 ml.

6. What is the pH of a solution containing 0,15 M potassium acetate and 0,3 M acetic acid (pKa = 4,8)? [asam asetat] = 0,3 M [potassium asetat] = 0,15 M

pH = pKa + log [potassium asetat]

[asam asetat] pH = 4,8 + log 0,15 0,3 pH = 4,8 + log 0,5 pH = 4,8 + (- 0,301) pH = 4,499

II.

PRINSIP KERJA Prinsip pembuatan larutan buffer mengkuti persamaan Henderson-

Hasselbalch dimana pH efektif buffer sama dengan nilai pKa (pada buffer asam lemah dan basa konjugatnya) atau Pkb (pada buffer basa lemah dan asam konjugatnya. Persamaan Henderson-Hasselbalch dapat dilihat : pH = pKa + log pOH = pKb + log

III.

TUJUAN PRAKTIKUM Membuat larutan buffer pada beberapa nilai pH yang berbedan dan

menguji kestabilan larutan buffer tersebut.