Buffer atau disebut juga sebagai larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan pH sutau larutan. Buffer dibuat dari asam lemah dengan garam dari basa konjugasinya atau basa lemah dengan garam dari asam konjugasinya. Untuk menghitung pH larutan buffer maka kita bisa menggunakan persamaan handerson-haselbach. Apabila larutan buffer tersebut ditambahkan asam atau basa, maka secara stoikiometri kita harus menghitung berapa konsentrasi masing-masing spesies setelah bereaksi. Perhatikan contoh berikut ini.

Contoh Soal-Belajar Kimia

Larutan buffer dengan volume 2.10 L mengandung 0.11 mol asam propionat ( CH3CH2COOH ) dan 0.10 mol natrium propionat ( CH3CH2COONa ), jika Ka asam propionat adlah 1.3×10-5 maka:

  1. Hitung pH larutan buffer tersebut
  2. Tentukan pH larutan buffer tersebut setelah ditambahkan 0.04 mol NaOH
  3. Tentukan pH larutan buffer tersebut setelah ditambahkan 0.02 mol HI

Penyelesaian-Belajar Kimia

Gunakan persamaan handerson-haselbach untuk menghitung pH buffer/larutan penyangga

rumus buffer

Konsentrasi asam propionat dan natrium propionat dihitung sebagai berikut

[CH3CH2COOH] = 0.11 mol / 2.10 L = 0.052 M
[CH3CH2COONa] = 0.10 mol / 2.10 L = 0.047 M
pKa = – log Ka = -log 1.3×10-5 = 4.89

dengan mengganti nilai  yang diperoleh pada persamaan handerson-haselbach diatas diperoleh

pH = 4.89 + log ( 0.047/ 0.052 )
pH = 4.85

Sebanyak 0.04 mol NaOH ditambahkan ke dalam larutan buffer tersebut, maka NaOH ini akan bereaksi dengan spesies asam yang terdapat di dalam buffer tersebut yaitu asam propionat ( NaOH adalah basa dan asam propionat adalah asam sehingga kedua spesies ini akan bereaksi ), reaksi penetralannya di tulis sebagai:

CH3CH2COOH(aq) + NaOH(aq) -> CH3CH2COONa(aq) + H2O(l)
awal
0.11
0.04
reaksi
0.04
0.04
0.04
0.04
setimbang
0.07
0.04
0.04

[CH3CH2COOH] setelah reaksi = 0.07 mol / 2.10 L = 0.033 M
[CH3CH2COONa] = 0.14 mol / 2.10 L = 0.066 M

dan pH buffer setelah penambahan 0.04 NaOH

pH = 4.89 + log ( 0.066 / 0.033 )
pH = 5.19

Apa yang terjadi bila larutan tersebut ditambahkan 0.02 mol HI ? Di dalam buffer terdapat spesies CH3CH2COOH dan CH3CH2COONa, lalu dengan siapakah asam iodida (HI) ini akan bereaksi? Ingat HI adalah asam kuat sehingga akan terionisasi menjadi ion H+ dan I, ion H+ akan bereaksi dengan anion CH3CH2COO (dari CH3CH2COONa) membentuk CH3CH2COOH. Asam propionat adalah asam lemah sehingga dia lebih suka dalam bentuk tak terionisasi ( CH3CH2COOH ) dibandingkan bentuk terionisasinya ( CH3CH2COO dan H+ ).

H+(aq) + CH3CH2COO(aq) -> CH3CH2COOH(aq)
awal
0.02
0.10
reaksi
0.02
0.02
0.02
setimbang
0.08
0.02

Konsentrasi masing-masing spesies setelah bereaksi dihitung sebagai:

[CH3CH2COONa] = 0.08 mol / 2.10 L = 0.038 M
[CH3CH2COOH] = ( mol mula-mula + mol hasil reaksi ) / volume
[CH3CH2COOH] = (0.11+0.02) / 2.10 = 0.062 M

pH = 4.89 + log ( 0.038 / 0.062 )
pH = 4.68