Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion H⁺ pada larutan penyangga asam adalah sebagai berikut.

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\times\frac{a}{g}$

Keterangan:

$a$ $=$ mol asam lemah (mol)

g $=$ mol garam/basa konjugasi (mol)

K_a $=$ tetapan ionisasi asam

Diketahui:

$\text{mol NaOH}=0,1\ \text{mol}$

$\text{pH}=5$

$K_{\text{a}}=4,2\times10^{-7}$

Ditanya: massa asam karbonat mula-mula?

Dijawab:

Larutan akhir membentuk sistem penyangga, artinya di akhir reaksi yang tersisa adalah asam lemah yaitu asam karbonat dan garamnya. Pereaksi pembatasnya adalah NaOH.

Perhatikan bagan berikut!

$\left[\text{H}^+\right]=10^{-\text{pH}}$

$=10^{-5}$

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\times\frac{a}{g}$

$10^{-5}=4,2\times10^{-7}\times\frac{x-0,1}{0,1}$

$x-0,1=\frac{10^{-5}\ \times\ 0,1}{4,2\ \times\ 10^{-7}}$

$x-0,1=2,38$

$x=2,38+0,1$

$x=2,48$

Mol asam karbonat mula-mula $=x=$ 2,48 mol.

Penentuan M_r asam karbonat

$M_{\text{r}}=2\left(A_{\text{r}}\text{H}\right)+A_{\text{r}}\text{C}+3\left(A_{\text{r}}\text{O}\right)$

$=\left(\left(2\times1\right)+12+\left(3\times16\right)\right)\ \text{g.mol}^{-1}$

$=62\ \text{g.mol}^{-1}$

$\text{massa H}_2\text{CO}_3\text{}=\text{mol}\times M_{\text{r}}$

$=2,48\ \text{mol}\times62\ \text{g.mol}^{-1}$

$=153,76\ \text{g}$

Maka masa asam karbonat mula-mula adalah 153,76 g.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.

Jika dimisalkan asam lemah sebagai HA, maka reaksi ionisasi yang terjadi adalah sebagai berikut:

HA $\rightleftharpoons$ H⁺ $+$ A^-

$K_{\text{a}}=\frac{\left[\text{A}^-\right]\left[\text{H}^+\right]}{\left[\text{HA}\right]}$

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\frac{\left[\text{HA}\right]}{\left[\text{A}^-\right]}$

Jika diketahui konsentrasi asam lemah atau [HA] $<$ basa konjugasinya [A^-], maka nilai perbandingan asam lemah terhadap basa konjugasinya akan semakin kecil dan konsentrasi dari H⁺ juga akan menurun. Namun, karena tidak terdapat informasi konsentrasi spesi yang terlibat, tingkat penurunan konsentrasinya tidak dapat ditentukan.

Maka dapat disimpulkan penambahan basa pada larutan penyangga asam akan menyebabkan konsentrasi H⁺ menjadi menurun.

Rumus yang digunakan untuk menentukan konsentrasi ion hidroksida pada larutan penyangga basa adalah sebagai berikut.

$\left[\text{O}\text{H}^-\right]=K_b\times\frac{b}{g}$ atau $\text{pOH}=\text{p}K_{\text{b}}-\log\frac{b}{g}$

Keterangan:

$b$ $=$ mol basa lemah (mol)

g $=$ mol garam/asam konjugasi (mol)

K_b $=$ tetapan ionisasi basa

Diketahui:

$\text{pH NH}_3=12$

$V_{\text{NH}_3}=25\ \text{mL}$

$\text{massa garam}=160,5\ \text{mg}$

$\text{mol HCl sisa}=0$

$V_{\text{HCl}}=100\ \text{mL}$

$K_{\text{b}}=1,8\times10^{-5}$

$A_{\text{r}}\text{H}=1\ \text{g.mol}^{-1}$

$A_{\text{r}}\text{N}=14\ \text{g.mol}^{-1}$

$A_{\text{r}}\text{}\text{O}=16\ \text{g.mol}^{-1}$

$A_{\text{r}}\text{C}\text{l}=35,5\ \text{g.mol}^{-1}$

Ditanya: pH campuran?

Dijawab:

Penentuan konsentrasi pOH NH₃

$\text{pOH}=14-\text{pH}$

$=14-12$

$=2$

$\left[\text{OH}^-\right]=10^{-\text{pOH}}$

$=10^{-2}$

Penentuan konsentrasi NH₃

$\left[\text{OH}^-\right]=\sqrt{K_{\text{b}}\times\left[\text{NH}_3\right]}$

$10^{-2}=\sqrt{1,8\times10^{-5}\times\left[\text{NH}_3\right]}$

$\left(10^{-2}\right)^2=1,8\times10^{-5}\times\left[\text{NH}_3\right]$

$10^{-4}=1,8\times10^{-5}\times\left[\text{NH}_3\right]$

$\left[\text{NH}_3\right]=\frac{10^{-4}}{1,8\times10^{-5}}$

$\left[\text{NH}_3\right]=5,56$

Penentuan mol NH₃

$\text{mol NH}_3=\left[\text{NH}_3\right]\times V_{\text{NH}_3}$

$=5,56\ \text{M}\times25\ \text{mL}\$

$=139\ \text{mmol}$

$=0,139\ \text{mol}$

Reaksi yang terjadi antara HCl dan NH₃ adalah sebagai berikut.

HCl $+$ NH₃ $\longrightarrow$ NH₄Cl

Garam yang terbentuk adalah NH₄Cl.

Penentuan M_r NH₄Cl

$M_{\text{r}}=A_{\text{r}}\text{N}+4\left(A_{\text{r}}\text{H}\right)+A_{\text{r}}\text{Cl}$

$=\left(14+\left(4\times1\right)+35,5\right)\ \text{g.mol}^{-1}$

$=53,5\ \text{g.mol}^{-1}$

Penentuan mol NH₄Cl

$\text{mol NH}_4\text{Cl}\text{}=\frac{\text{massa}}{M_{\text{r}}}$

$=\frac{160,5\ \text{mg}}{53,5\ \text{gmol}^{-1}}$

$=3\ \text{mmol}$

$=0,003\ \text{mol}$

Perhatikan bagan berikut!

Karena di akhir reaksi tersisa basa lemah (NH₃) dan asam konjugasi (NH4⁺ dalam NH₄Cl), maka campuran yang terbentuk merupakan larutan penyangga basa.

Penentuan pH akhir, berdasarkan pH larutan penyangga basa NH₃ - NH₄Cl.

$\left[\text{O}\text{H}^-\right]=K_b\times\frac{b}{g}$ 

$=1,8\times10^{-5}\times\frac{0,136}{0,003}$

$=8,16\times10^{-4}$

$\text{pOH}=-\log\left[\text{O}\text{H}^-\right]$

$=-\log\left(8,16\times10^{-4}\right)$

$=4-\log8,16$

$\text{pH}=14-\text{pOH}$

$=14-\left(4-\log8,16\right)$

$=10+\log8,16$

$=10,91$

Maka perubahan pH larutan penyangga yang terbentuk adalah 10,91.

HA $\rightleftharpoons$ H⁺ $+$ A^-

$K_{\text{a}}=\frac{\left[\text{A}^-\right]\left[\text{H}^+\right]}{\left[\text{HA}\right]}$

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\frac{\left[\text{HA}\right]}{\left[\text{A}^-\right]}$

Keterangan:

[HA] $=$ konsentrasi asam lemah HA (M)

[A^-] $=$ konsentrasi basa konjugasi (M)

K_a $=$ tetapan ionisasi asam

Diketahui:

$\frac{\left[\text{HA}\right]}{\left[\text{A}^-\right]}=\frac{1}{4}$

$K_{\text{a}}=10^{-5}$

Ditanya: pH?

Dijawab:

$\left[\text{H}^+\right]=K_{\text{a}}\frac{\left[\text{HA}\right]}{\left[\text{A}^-\right]}$

$=10^{-5}\times\frac{1}{4}$

$=2,5\ \times10^{-6}$

$\text{pH}=-\log\left[\text{H}^+\right]$

$=-\log\left(2,5\times10^{-6}\right)$

$=6-\log2,5$

$=5,6$

Maka pH dari larutan penyangga asam tersebut adalah adalah 5,6.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.

Sehingga jenis larutan yang dapat membentuk sistem buffer (penyangga) adalah

• asam lemah berlebih dan basa kuat atau basa lemah berlebih dan asam kuat;
• asam lemah dan garamnya (mengandung basa konjugasinya) atau basa lemah dan garamnya (mengandung asam konjugasinya)

*Asam dan basa kuat tidak dapat membentuk sistem penyangga.

Maka larutan-larutan yang tidak dapat membentuk sistem buffer adalah basa kuat dan garamnya.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

• Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.
• Basa konjugasi terbentuk setelah asam lemah melepaskan satu H⁺, sedangkan asam konjugasi terbentuk setelah basa lemah menangkap satu H⁺.

Salah satu cara membuat larutan penyangga adalah dengan mereaksikan suatu asam lemah dengan basa kuat, di mana asam lemah dalam jumlah berlebih. Basa kuat akan habis bereaksi sehingga campuran akhir hanya mengandung asam lemah dan basa konjugasinya.

Pada soal,

• asam fosfat (H₃PO₄) sebagai asam lemah,
• natrium hidroksida (NaOH) sebagai basa kuat.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

H₃PO₄ $+$ NaOH $\longrightarrow$ NaH₂PO₄ $+$ H₂O

Untuk membentuk larutan penyangga, maka senyawa NaOH habis bereaksi dan yang tersisa adalah H₃PO₄ (asam lemah), NaH₂PO₄ (garam yang mengandung basa konjugasi), dan H₂O.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.

Larutan penyangga basa juga dapat dibuat dengan cara mereaksikan basa lemah dengan asam kuat dengan jumlah mol basa lemah $>$ mol asam kuat sehingga di akhir reaksi akan tersisa basa lemah dan garam yang mengandung asam konjugasinya.

Maka larutan penyangga basa dapat dibuat dengan mereaksikan basa lemah dan asam kuat dalam keadaan jumlah mol basa lemah $>$ jumlah mol asam kuat.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.

Asam borat = H₃BO₃ atau B(OH)₃

B(OH)₃ $\rightleftharpoons$ BO(OH)₂^- $+$ H⁺

B(OH)₃ adalah asam lemah dengan basa konjugasinya yaitu BO(OH)₂^-. Garam yang dapat terbentuk dari basa konjugasi diantaranya:

BO(OH)₂^- $+$ Na⁺ $\longrightarrow$ NaBO(OH)₂

BO(OH)₂^- $+$ Li⁺ $\longrightarrow$ LiBO(OH)₂

BO(OH)₂^- $+$ K⁺ $\longrightarrow$ KBO(OH)₂

BO(OH)₂^- $+$ Be²⁺ $\longrightarrow$ Be(BO(OH)₂)₂

Jadi garam yang sesuai untuk membentuk larutan penyangga bersama asam borat adalah LiBO(OH)₂.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.

Sistem penyangga utama dalam cairan intrasel adalah dihidrogenfosfat (H₂PO₄^-) dan monohidrogenfosfat (HPO₄^2-). Kelebihan asam akan bereaksi dengan HPO₄^2-, sedangkan kelebihan basa akan bereaksi dengan dihidrogenfosfat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

H₂PO₄^- $+$ OH^- $\longrightarrow$ HPO₄^2- $+$ H₂O

HPO₄^2- $+$ H⁺ $\longrightarrow$ H₂PO₄^-

Kelebihan asam akan bereaksi dengan monohidrogenfosfat sehingga kandungan pada sistem penyangga yang akan berkurang adalah monohidrogenfosfat.

Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Larutan ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH pada kondisi asam (pH $<$ 7). Larutan penyangga basa adalah larutan yang akan mempertahankan nilai pH pada kondisi basa (pH $>$ 7).

Larutan penyangga asam terdiri dari larutan asam lemah dan basa konjugasinya, sedangkan larutan penyangga basa terdiri dari larutan basa lemah dan asam konjugasinya.

Basa konjugasi terbentuk setelah asam lemah melepaskan satu H⁺, sedangkan asam konjugasi terbentuk setelah basa lemah menangkap satu H⁺.

Untuk membuat larutan penyangga asam dibutuhkan asam lemah dan basa konjugasinya.

HCO₃^- termasuk asam lemah.

HCO₃^- $\rightleftharpoons$ H⁺ $+\$CO₃^2-

Basa konjugasi dari HCO₃^- adalah CO₃^2-. Jika basa konjugasi ini bereaksi dengan Na⁺ maka seharusnya senyawa yang terbentuk adalah Na₂CO₃.

Maka senyawa yang dapat digunakan sebagai pasangan dari HCO₃^- untuk membentuk larutan penyangga asam adalah Na₂CO₃.