PART 1 BIOKIMIA PASCA PANEN - PENGENCERAN DAN PEMBUATAN LARUTAN BUFFER

by khofiyaa rizki - 8:59 PM

A. Larutan Buffer (Larutan Penyangga)

1. Defenisi Larutan Buffer

Larutan buffer adalah campuran asam/basa lemah dan basa/asam konjugasinya yang dapat mempertahankan pH di sekitar daerah kapasitas buffer. Adapun kapasitas buffer adalah kemampuan mempertahankan pH. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat(Herawati, 2008).

pH suatu larutan akan turun apabila ditambah asam, hal ini disebabkan meningkatnya konsentrasi H⁺. Sebaliknya, bila ditambah basa akan menaikkan pH karena penambahan basa meningkatkan konsentrasi OH^-. Penambahan air pada larutan asam dan basa akan mengubah pH larutan, karena konsentrasi asam atau basanya akan mengecil. Namun, ada larutan yang bila ditambah sedikit asam, basa, atau air tidak mengubah pH secara berarti. Larutan yang demikian disebut dengan larutan penyangga (disebut juga larutan buffer atau dapar). Larutan buffer memiliki komponen asam yang dapat menahan kenaikan pH dan komponen basa yang dapat menahan penurunan pH. Komponen tersebut merupakan konjugat dari asam basa lemah penyusun larutan buffer itu sendiri. Dengan demikian, larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi iniadalahsebagai salahsatureaksi asam-basa konjugasi (Keenan et al., 1980).

Buffer sangat diperlukan dalam biokimia dan bioteknologi, sebaiknya perlu diketahui pula cara pembuatan larutan buffer beserta prinsip kerjanya. Oleh karena itu, pada praktikum kali ini akan dilakukan pembuatan larutan buffer beserta pengujian kestabilannya. Prinsip kerja dari larutan buffer adalah berdasarkan hukum Henderson- Hasselbalch dimana pH efektif buffer akan sama dengan nilai pKa atau pKbnya. Rumus dari persamaan Henderson-Hasselbalch menurut
Martoharson (1994) adalah sebagai berikut :

pH = pKa + log

pOH = pKb + log

Secara umum, larutan penyangga menurut Purba (1994) digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

a. Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A^-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.

b. Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH⁺), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa.

2. Komponen larutan penyangga

Komponen larutan penyangga menurut Syukri (1999) terbagi menjadi:

a. 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.

b. 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.

Pada bahasan sebelumnya telah disebutkan bahwa larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H⁺ maupun ion OH. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pHnya secara signifikan (Syukri, 1999).

3. Cara kerja larutan penyangga

Cara kerja larutan penyangga menurut Adom A. (2009) adalah sebagai berikut:

a. Larutan penyangga asam

Contoh larutan penyangga asam adalah CH₃COOH dengan CH₃COONa ; H₂CO₃ dengan NaHCO₃ ; dan NaHCO₃ dengan Na₂CO₃. Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung ; H₂CO₃dan HCO₃^- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

· Pada penambahan asam

Penambahan asam (H⁺) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H⁺ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion HCO₃^- membentukmolekul H₂CO₃.

HCO₃^- _(aq)+ H⁺_(aq)→ H₂CO₃ _(aq)

· 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 (H₂CO₃), bukan ion H⁺. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam H₂CO₃ membentuk ion HCO₃^- dan air.

H₂CO₃ _(aq) + OH^-_(aq) → HCO₃^- _(aq) + H₂O_(l)

b. Larutan penyangga basa

Contoh larutan penyangga basa adalah NH₄OH dengan NH₄Cl. Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH₃ dan NH₄⁺ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

· Pada penambahan asam

Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H⁺ dari asam akan mengikat ion OH^-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeserkekanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan
berkurangnya komponenbasa (NH₃), bukannya ion OH^-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH₃ membentuk ion NH₄⁺.

NH₃ (aq) + H⁺(aq) → NH₄⁺ (aq)

· Pada penambahan basa

Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, mak akesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH₄⁺), membentuk komponen basa (NH₃) dan air.

NH₄⁺ (aq) + OH^-(aq) → NH₃ (aq) + H₂O(l)

Menurut larutan buffer juga mempunyai kapasitas buffer (yang biasa disebut indeks buffer atau intensitas buffer). Kapasitas
buffer merupakan suatu ukuran kemampuan buffer untuk mempertahankan pHnya yang konstan apabila ditambahkan asam kuat atau basa kuat. Kapasitas buffer bergantung pada jumlah asam-garam atau basa-garam yang terkandung di dalamnya. Apabila jumlahnya besar, pergeseran kesetimbangan ke kanan maupun ke kiri dapat berlangsung banyak untuk mengimbangi asam kuat atau basa kuat yang ditambahkan. Sehingga dapat disebut kapasitas buffernya besar. Sebaliknya apabila jumlah
asam-garam atau basa-garam itu kecil, dapat menyebabkan pergeseran kesetimbangan ke kanan dan ke kiri berlangsung sedikit. Sehingga dapat dikatakan kapasitas buffernya kecil. Suatu buffer dapat menahan perubahan [H⁺] sebanyak 100x semula. Perubahan pH yang diizinkan hanyalah sekitar 2. Ka atau Kb adalah konstanta, maka suatu buffer hanya efektif pada daerah pH tertentu yang disebut rentang daerah buffer. Sesungguhnya penambahan asam/basa pada suatu buffer akan mengubah pH-nya, namun perubahan itu sangatlah kecil dan dapat diabaikan. Namun, jika jumlah asam/basa yang ditambahkan makin banyak, maka perubahan pH-nya tak dapat diabaikan lagi. Jumlah asam atau basa yang dapat dinetralkan suatu buffer sebelum pH larutan berubah disebut kapasitas buffer (Syukri, 1999).

Kapasitas/daya tahan larutan penyangga bergantung pada jumlah mol dan perbandingan mol dari komponen penyangganya. Semakin banyak jumlah mol komponen penyangga, semakin besar kemampuannya mempertahankan pH. Apabila komponen asam terlalu sedikit, penambahan sedikit basa dapat mengubah pHnya. Sebaliknya apabila komponen basanya terlalu sedikit, penambahan sedikit asam dapat mengubah pHnya. Sedangkan, perbandingan mol antara komponen-komponen suatu larutan penyangga sebaiknya antara 0,1-10. Di luar perbandingan tersebut, maka sifat penyangganya akan berkurang (Keenan et al., 1980).

Larutan penyangga ini dapat dilihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia, contohnya seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh (baik cairan intrasel maupun cairan ekstrasel) merupakan larutan penyangga. Sistem penyangga yang utama dalam cairan intrasel adalah pasangan dihidrogenfosfat-monohidrogenfosfat (H₂PO₄^--HPO₄^2-). Sedangkan sistem penyangga yang utama dalam cairan ekstrasel adalah pasangan asam karbonat-bikarbonat (H₂CO₃ – HCO₃^-). Sistem penyangga ini dapat menjaga pH darah menjadikonstan, yaitu berada di kisaran pH 7,4 (Keenan etal., 1980).

4. Fungsi Larutan Penyangga

Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh.
Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H₂PO₄^- dan HPO₄^2- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata (Adom.A, 2009).

B. Natrium Hidroksida (NaOH)

Natrium hidroksida (Na OH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk darioksida basa. Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium
kimia. Natrium hidroksida murni berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembap cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. Ia sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan. Ia juga larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. Ia tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non-polar lainnya. Larutan natrium hidroksida akan meninggalkan noda kuning pada kain dan
kertas (Anonim , 2013a).

Natrium hidroksida merupakan nama lain dari caustic soda, coustic soda biasa diproduksi secara komersial melalui dua metode dasar yaitu selelektrolisis dan proses kimia. Kebanyakan produk soda kaustik dihasilkan dari selelektrolitik. Ada tiga jenis selelektrolisis yaitu diafragma, merkuri, dan membran . Bahan baku proses pembuatan caustic soda adalah garam, air, dan listrik. Caustic soda memiliki rumus kimia yaitu NaOH yang bersifat basa, tidak berbau dan tidak berwarna. Soda caustic merupakan bahan kimia yang sangat korosif dan reaktif. Larutan soda caustic mudah bereaksi dengan logam seperti aluminium, magnesium, seng, timah, kromium, perunggu, kuningan, tembaga, dan paduan mengandung logam. Beberapa
industri yang menggunakan coustic soda antara lain yaitu pabrik sabun, detergen pulp dan kertas, soda juga digunakan dalam alumina seperti industri minyak dan gas serta tekstil. Caustic soda adalah bahan kimia komoditas penting bagi industri pulp dan kertas. Pokok menggunakan dalam industri pulp dankertas termasuk memasak atau pengolahan pulp Kraft, ekstraksi lignin selama urutan pemutihan pulp, dan pembuatan natrium hipoklorit. Prosedur pemutihan pulp umum melibatkan urutan pemutihan selama kotoran dan materi berwarna pulp adalah teroksidasi dan diubah kebentuk alkali larut, dan urutan ekstraksi selama kotoran dihapus. Tahap Ekstraksi pada pulp hamper selalu digunakan soda kaustik sebagai bahan baku ekstraksinya (Anonim, 2011).

C. Monosodium Phospat (NaH₂PO₄)

Monosodium fosfat (NaH₂PO₄), juga dikenal sebagai natrium fosfat anhidrat monobasa dan natrium dihidrogen fosfat, adalah senyawa kimia natrium fosfat dengan ion lawan. Monosodium Phospat digunakan sebagai obatdanpenyangga pH dalam kombinasi dengan natrium fosfat lainnya. Monosodium Phospat larut dalam 4,5 bagian air dan paling sering tersedia sebagai kristal berwarna atau bubuk putih, tidak larut dalam alkoholdanterbentuk ketika senyawa natriumhalida bereaksi dengan asam
fosfat. Natrium fosfat adalah istilah umum untuk garam natrium hidroksida dan asam fosfat. Natriumfosfatterdiridari natrium dihidrogen fosfat, biasa disebut monosodium fosfat, (NaH2PO4), juga dikenal sebagai "natrium fosfat, monobasa". Dinatrium hidrogen fosfat, biasanya disebut disodium fosfat, (Na2HPO4) juga dikenal sebagai "natrium fosfat, dibasic".Trisodium fosfat, biasanya disingkat menjadi hanya natrium fosfat, (Na3PO4), juga dikenal sebagai "natrium fosfat, tribasic". Natrium fosfat sering digunakan sebagai pengawet daging, sebagai alternatif untuk natrium nitrit. Hal ini biasa terjadi pada daging kaleng.Setiap sel dalam tubuh Anda membutuhkan fosfor untuk tumbuh, berkembang, memperbaiki dan berfungsi dengan baik, dan sebagian besar dapat ditemukan di tulang Anda. Ini membantu ginjal membuang limbah dan mempengaruhi penyimpanan tubuh Anda dan distribusi energi. Jika Anda berolahraga, fosfor bahkan dapat membantu mengurangi jumlah rasa sakit yang Anda alami pasca-latihan. Gagal mendapatkan cukup dari mineral dapat membahayakan kesehatan Anda dan menghasilkan kekurangan fosfor, gejala yang meliputi kecemasan, nyeri tulang, kehilangan nafsu makan, kaku sendi, kelelahan, napas tidak teratur dan fluktuasi berat badan Anda (Anonim, 2013b).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2011. Larutan Buffer dan Rumen. http://fenderproject.wordpress.
com/2012/10/27/larutan-buffer-dan-rumen/. Diakses pada hari Selasa tanggal 12 Februari 2013.

Anonim, 2013a. NatriumHidroksida. http://id.m.wikipedia.org. Diakses pada hari Selasa tanggal 12 Februari 2013.

Anonim,2013b. Monosodium Phospat. http://id.m.wikipedia.org. Diakses pada hari Kamis tanggal 12Februari 2013.

Adom,A. 2009. Larutan Buffer (LarutanPenyangga). http://andykimia03.
wordpress.com/2009/11/30/larutan-penyangga-buffer/.DiaksespadahariSelasatanggal 12 Februari 2013.

Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., Wood, J.H. 1980. General College Chemistry, 6th edition. Knoxville: Harper and Row Publisher, Inc.

Martoharsono, S. 1994. Biokimia Jilid 1. Gajah Mada University Press: Yogyakarta.

Purba, M. 1994. Kimia untuk SMA kelas XI: 2B. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar 2. Bandung : ITB Press.