Larutan Penyangga: Pengertian, Prinsip Kerja, Rumus & Contoh Soal

Halo sobat Cerdas Bersama Kimia! Pernahkah kalian berpikir, mengapa rasa darah kita tidak menjadi asam setelah kita minum soda, atau tidak menjadi basa setelah minum obat maag? Padahal, sedikit saja perubahan pH darah bisa berakibat fatal bagi tubuh.

Rahasia kestabilan tubuh kita ada pada sistem pertahanan kimia yang disebut Larutan Penyangga atau Buffer. Di artikel ini, kita akan mengupas tuntas bagaimana larutan ajaib ini bekerja mempertahankan pH, serta rumus perhitungannya untuk menaklukkan soal ujian.

1. Apa Itu Larutan Penyangga?

Larutan penyangga adalah larutan yang mampu mempertahankan nilai pH-nya meskipun ditambahkan sedikit asam, sedikit basa, atau dilakukan pengenceran.

Ada dua komponen utama penyusun buffer:

• Komponen Asam: Menetralkan ion \(OH^-\) yang masuk.
• Komponen Basa: Menetralkan ion \(H^+\) yang masuk.

[Image of buffer solution mechanism]

2. Jenis dan Rumus Larutan Penyangga

Berdasarkan komponen penyusunnya, buffer dibagi menjadi dua:

A. Penyangga Asam (pH < 7)

Terbuat dari campuran Asam Lemah dan Basa Konjugasinya (Garamnya).

• Contoh: \(CH_3COOH\) (Asam cuka) + \(CH_3COO^-\) (dari \(CH_3COONa\))

$$ [H^+] = K_a \times \frac{\text{mol asam lemah}}{\text{mol basa konjugasi}} $$ $$ pH = -\log [H^+] $$

B. Penyangga Basa (pH > 7)

Terbuat dari campuran Basa Lemah dan Asam Konjugasinya (Garamnya).

• Contoh: \(NH_3\) (Amonia) + \(NH_4^+\) (dari \(NH_4Cl\))

$$ [OH^-] = K_b \times \frac{\text{mol basa lemah}}{\text{mol asam konjugasi}} $$ $$ pOH = -\log [OH^-] $$ $$ pH = 14 - pOH $$

💡 PRO TIP:
Hati-hati! "Mol basa konjugasi" seringkali sama dengan "Mol garam" dikalikan valensinya (jumlah ion lemah dalam garam).
Contoh: Dalam garam \((CH_3COO)_2Ba\), mol basa konjugasinya adalah \(2 \times \text{mol garam}\).

3. Cara Pembuatan Buffer

Ada dua cara untuk membuat larutan penyangga, jangan sampai terkecoh di soal cerita!

1. Cara Langsung: Mencampurkan Asam Lemah langsung dengan Garamnya. (Rumus langsung pakai mol yang diketahui).
2. Cara Tidak Langsung (Reaksi): Mencampurkan Asam Lemah BERLEBIH dengan Basa Kuat. (Harus pakai tabel MBS / Mula-mula, Bereaksi, Sisa).

---

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal 1: Penyangga Asam

Ke dalam 100 mL larutan \(CH_3COOH\) 0,1 M ditambahkan 100 mL \(CH_3COONa\) 0,1 M. Jika \(K_a = 10^{-5}\), hitunglah pH campurannya!

Pembahasan:

• Mol Asam = \(100 \times 0,1 = 10\) mmol.
• Mol Basa Konjugasi (Garam) = \(100 \times 0,1 = 10\) mmol.
• Rumus: $$ [H^+] = 10^{-5} \times \frac{10}{10} = 10^{-5} $$ $$ pH = -\log(10^{-5}) = 5 $$

Soal 2: Cara Tidak Langsung (Reaksi)

Sebanyak 100 mL \(NH_3\) 0,2 M dicampur dengan 50 mL \(HCl\) 0,2 M (\(K_b = 10^{-5}\)). Tentukan pH larutan!

Pembahasan:

• Mol \(NH_3\) (Basa Lemah) = 20 mmol.
• Mol \(HCl\) (Asam Kuat) = 10 mmol.
• Reaksi: \(NH_3 + HCl \rightarrow NH_4Cl\)
• Sisa: \(NH_3\) (10 mmol) dan Garam \(NH_4Cl\) (10 mmol).
• Rumus Buffer Basa: $$ [OH^-] = 10^{-5} \times \frac{10}{10} = 10^{-5} $$ $$ pOH = 5 \rightarrow pH = 14 - 5 = 9 $$

---

Kuis Kilat: Larutan Penyangga

Buktikan pemahamanmu! (Skor Maksimal 100)

1. Manakah pasangan berikut yang dapat membentuk larutan penyangga?

A. HCl dan NaCl B. NaOH dan NaCH₃COO C. HF dan NaF D. H₂SO₄ dan Na₂SO₄ E. HNO₃ dan NH₄NO₃

2. Jika ke dalam larutan penyangga ditambahkan sedikit asam kuat, maka...

A. pH relatif tetap karena ion H+ dinetralkan oleh komponen basa konjugasi. B. pH turun drastis. C. pH naik drastis. D. Larutan menjadi netral seketika. E. Terbentuk endapan garam.

3. Sistem penyangga utama dalam cairan intrasel (di dalam sel) tubuh manusia adalah...

A. Penyangga Karbonat (H₂CO₃ / HCO₃^-) B. Penyangga Fosfat (H₂PO₄^- / HPO₄^2-) C. Penyangga Hemoglobin D. Penyangga Asetat E. Penyangga Amonia

4. Campuran berikut ini yang menghasilkan penyangga dengan pH > 7 adalah...

A. 100 mL CH₃COOH 0,1 M + 50 mL NaOH 0,1 M B. 100 mL HCl 0,1 M + 100 mL NH₃ 0,1 M C. 100 mL NH₃ 0,2 M + 50 mL HCl 0,2 M D. 100 mL NH₃ 0,1 M + 100 mL HCl 0,1 M E. 50 mL CH₃COOH 0,2 M + 50 mL NaOH 0,2 M

5. Berapakah rasio mol Asam : Garam jika diinginkan pH = pKa?

A. 1 : 10 B. 1 : 1 C. 10 : 1 D. 2 : 1 E. 1 : 2

Download Modul & Soal Latihan Buffer PDF

Butuh latihan lebih banyak? Unduh file PDF yang berisi rangkuman materi, trik menghitung cepat, dan 20 soal latihan pilihan ganda & esai.

File sedang disiapkan... Tunggu 15 detik.

📥 Download PDF Buffer

FAQ: Larutan Penyangga

Apakah buffer bisa mempertahankan pH selamanya?

Tidak. Buffer memiliki "Kapasitas Penyangga". Jika asam/basa yang ditambahkan terlalu banyak hingga menghabiskan komponen penyangga, maka pH akan berubah drastis.

Apa bedanya Hidrolisis dan Buffer?

Pada Hidrolisis, asam dan basa habis bereaksi (sisa garam saja). Pada Buffer, yang bersisa adalah Asam Lemah/Basa Lemah (yang kuat habis bereaksi).