Sifat Asam, Basa, dan Garam

I n d i k a t o r
• Peserta didik mampu mengidentifikasi sifat asam, basa, dan garam dengan menggunakan indikator yang sesuai.

1. Asam

Buah-buahan yang masih muda pada umumnya berasa masam. Sebenarnya rasa masam dalam buah-buahan tersebut disebabkan karena zat kimia yang terkandung di dalamnya yang biasa disebut asam. Secara kimia, asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidrogen (H+). Asam akan terionisasi menjadi ion hidrogen dan ion sisa asam yang bermuatan negatif. Beberapa asam yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti ditunjukkan dalam tabel 2.1 berikut ini.

2. Basa

Basa adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion hidroksida (OH–). Ion hidroksida terbentuk karena senyawa hidroksida dapat mengikat satu elektron pada saat dimasukkan ke dalam air. Basa dapat menetralisir asam (H+) sehingga dihasilkan air (H2O). Sabun merupakan salah satu zat yang bersifat basa.
Perhatikan tabel 2.2 berikut ini!

Sifat asam berbeda dengan sifat basa suatu zat. Perbedaan sifat asam dan basa dapat kamu lihat pada tabel 2.3 berikut ini.

3. Garam

Garam adalah senyawa yang terbentuk dari reaksi asam dan basa. Terdapat beberapa contoh garam, antara lain: NaCl, CaCl2, ZnSO4, NaNO2, dan lain-lain. Dalam kehidupan sehari–hari tentu kamu tidak asing dengan garam. Contoh garam adalah garam dapur (NaCl) yang biasa digunakan untuk keperluan memasak. Tahukah kamu dari mana garam dapur tersebut diperoleh? Garam dapur dapat diperoleh dari air laut. Petani garam membuatnya dengan cara penguapan dan kristalisasi. Garam yang diperoleh kemudian diproses iodisasi (garam kalium, KI) sehingga diperoleh garam beriodium. Garam dapur juga dapat diperoleh dengan cara mencampur zat asam dan basa. Mengapa demikian? Asam bereaksi dengan basa membentuk zat netral dan tidak bersifat asam maupun basa. Reaksi antara asam dan basa dinamakan reaksi netralisasi. Sebagai contoh asam klorida bereaksi dengan natrium hidroksida (soda api) akan membentuk garam dapur dan air. Jika dengan menggunakan proses penguapan, maka air akan menguap dan tersisa endapan garam dapur saja.
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Asam Basa Garam dapur Air

Reaksi kimia yang dapat menghasilkan garam, antara lain:
• Asam + basa menghasilkan garam + air
• Basa + oksida asam menghasilkan garam + air
• Asam + oksida basa menghasilkan garam + air
• Oksida asam + oksida basa menghasilkan garam
• Logam + asam menghasilkan garam + H2

Reaksi penetralan berguna bagi manusia, antara lain produksi asam lambung (HCl) yang berlebihan dapat dinetralkan dengan menggunakan senyawa basa Mg(OH)₂. Para petani menggunakan reaksi penetralan agar tanah yang terlalu asam dan tidak baik bagi tanaman dapat menjadi netral dengan menambahkan senyawa basa Ca(OH)₂ atau air kapur. Pasta gigi mengandung basa berfungsi untuk menetralkan mulut kita dari asam, yang dapat merusak gigi dan menimbulkan bau mulut.

B Identifikasi Asam, Basa, dan Garam Indikator

• Peserta didik mampu mengelompokkan bahan-bahan di lingkungan sekitar berdasarkan konsep asam, basa, dan garam serta mempresentasikannya.

Berdasarkan sifat asam dan basa, larutan dibedakan menjadi tiga golongan yaitu : bersifat asam, basa, dan netral. Sifat larutan tersebut dapat ditunjukkan dengan menggunakan indikator asam-basa, yaitu zat-zat warna yang menghasilkan warna berbeda dalam larutan asam dan basa. Cara menentukan senyawa bersifat asam, basa atau netral dapat menggunakan kertas lakmus, larutan indikator atau larutan alami. Misal, lakmus merah dan biru. Berikut pengelompokkan jenis indikator asam–basa dalam larutan yang bersifat asam, basa dan netral. Lihat tabel 2.5 di bawah ini.

Lakmus digunakan sebagai indikator asam-basa, sebab lakmus memiliki beberapa keuntungan, yaitu:
1. Lakmus dapat berubah warna dengan cepat saat bereaksi dengan asam ataupun basa.
2. Lakmus sukar bereaksi dengan oksigen dalam udara sehingga dapat tahan lama.
3. Lakmus mudah diserap oleh kertas, sehingga digunakan dalam bentuk lakmus kertas. Lakmus adalah sejenis zat yang diperoleh dari jenis lumut kerak.

Selain menggunakan indikator buatan, dipakai pula indikator alami untuk mengelompokkan bahan-bahan di lingkungan berdasarkan konsep asam, basa, dan garam. Indikator alami, seperti : bunga sepatu, kunyit, kulit manggis, kubis ungu atau jenis bunga-bungaan yang berwarna. Ekstrak bahan-bahan tersebut dapat memberikan warna yang berbeda dalam larutan asam dan basa.

Perhatikan tabel 2.6 warna ekstrak kubis ungu dalam larutan asam, basa, dan netral.

Sifat asam ditunjukkan oleh perubahan warna indikator buatan dan indikator alami menjadi warna kemerahan, sedangkan sifat basa ditunjukkan oleh perubahan warna indikator buatan dan indikator alami menjadi warna kebiruan atau kehijauan.

C Penentuan Skala Keasaman dan Kebasaan

I n d i k a t o r
· Peserta didik mampu menentukan derajat keasaman dan kebasaan suatu larutan dengan menggunakan alat sederhana.

Pada umumnya semua asam dan basa mempunyai sifat tertentu. Misal, terdapat beberapa asam yang aman digunakan untuk obat tetes mata atau diminum, tetapi terdapat juga asam yang dapat merusak jaringan kulit dan logam. Semua basa juga memiliki sifat tertentu, misal kita menggunakan pasta gigi untuk membersihkan gigi dan menghilangkan bau mulut, sebaliknya natrium hidroksida digunakan untuk pembersih saluran dan berbahaya jika terkena kulitmu. Jumlah ion H+ dalam air digunakan untuk menentukan sifat derajat keasaman atau kebasaan suatu zat. Semakin zat tersebut memiliki keasaman tinggi, semakin banyak ion H+ di dalam air. Sedangkan semakin tinggi kebasaan zat tersebut, semakin banyak ion OH– dalam air. Untuk menentukan harga pH dan pOH biasa digunakan indikator universal yang dapat memperlihatkan warna bermacam-macam untuk tiap pH. Indikator universal dilengkapi dengan cakram warna, sehingga warna dan hasil reaksi dapat ditentukan pHnya dengan mencocokkan warna tersebut. Selain itu, pH meter juga dapat dipergunakan untuk menentukan tingkat keasaman atau kebasaan suatu zat.

Indikator universal merupakan campuran dari bermacam-macam indikator asam dan basa yang dapat berubah warna setiap satuan pH. Terdapat dua macam indikator universal yang digunakan, yaitu berupa larutan dan kertas. Jenis indikator universal larutan, jika dimasukkan dalam larutan yang bersifat asam, basa atau garam yang memiliki pH berbeda-beda akan memberikan warna-warna yang berbeda pula. Perhatikan tabel 2.7 di bawah ini!

Sedangkan jika menggunakan indikator universal bentuk kertas untuk mengetahui sifat asam, basa atau garam adalah dengan cara mencelupkan kertas tersebut ke dalam larutan yang hendak kita ketahui pHnya. Kemudian warna yang muncul dicocokkan dengan cakram warna standar yang terdapat pada kemasan indikator tersebut. Larutan bersifat netral jika pH = 7, larutan bersifat asam jika pH < 7, dan larutan bersifat basa jika pH > 7.

Buffer

1 Vote

English: Buffer solution- Buffer capacity for pKa=7 as percentage of maximum (Photo credit: Wikipedia)

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 ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. (Keenan et al., 1980)

Secara umum,  larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

• Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A^-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.
• Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH⁺), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa. (Purba, 1994)

Komponen larutan penyangga terbagi menjadi (Keenan et al., 1980):

• Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). 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, 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 hidroksida, kalium hidroksida, barium hidroksida, kalsium hidroksida, dan lain-lain.

• Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam (yang berasal dari asam kuat). Adapun cara lainnya yaitu: mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.

Adapun sifat-sifat larutan penyangga diketahui sebagai berikut (Syukri, 1999):

1. Mempunyai pH tertentu

pH buffer dapat dicari dengan persamaan Henderson-Hasselbalch, yaitu:

pH = pKa + log [garam]/[asam]

pOH = pKb + log [garam]/[basa]

pH buffer bergantung pada Ka asam lemah atau Kb basa lemah dan perbandingan konsentrasi asam dengan konsentrasi basa konjugasinya atau konsentrasi basa lemah dengan konsentrasi asam konjugasinya. Persamaannya (Purba, 1994):

a. Reaksi ionisasi asam lemah:

HA_(aq) ↔ H⁺_(aq) + A^-_(aq)

Tetapan ionisasinya dilambangkan dengan Ka

Ka = [H⁺][A^-] / [HA]

b. Reaksi ionisasi basa lemah:

LOH_(aq) ↔ L⁺_(aq) + OH^-_(aq)

Tetapan ionisasinya dilambangkan dengan Kb

Kb = [L⁺][OH^-] / [LOH]

2. pHnya relatif tidak berubah jika ditambah sedikit asam atau basa.

3. pHnya tidak berubah jika diencerkan.

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 pH-nya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga (Syukri, 1999):

Larutan penyangga asam

Sebagai contoh cara kerjanya dapat dilihat pada larutan buffer yang mengandung CH₃COOH dan CH₃COO^- yang mengalami kesetimbangan. Prosesnya sebagai berikut:

-       Pada penambahan asam

Penambahan asam (H⁺) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Ion H⁺ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH₃COO^- membentuk molekul CH₃COOH.

CH₃COO^-(aq)  + H⁺(aq)  → CH₃COOH(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 (CH₃COOH), bukan ion H⁺. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH₃COOH membentuk ion CH₃COO^- dan air.

CH₃COOH(aq) + OH^-(aq)  → CH₃COO^-(aq)  +  H₂O(l)

Larutan penyangga basa

Sebagai contoh cara kerjanya, dapat dilihat pada larutan buffer yang mengandung NH₃ dan NH₄⁺ yang mengalami kesetimbangan. Prosesnya sebagai berikut:

-       Pada penambahan asam

Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H⁺ dari asam akan mengikat ion OH^-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Disamping itu, penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH₃), bukan 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, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan bereaksi dengan komponen asam (NH₄⁺), membentuk komponen basa (NH₃) dan air.

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

Untuk menghitung pH larutan buffer digunakan cara sebagai berikut (Purba, 1994):

• Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H⁺ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H⁺] = Ka x a/g      atau
pH = p Ka – log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah
a  = jumlah mol asam lemah
g  = jumlah mol basa konjugasi

• Larutan penyangga basa

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H⁺ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH^-] = Kb x b/g      atau
pH = p Kb – log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah
b  = jumlah mol basa lemah
g  = jumlah mol asam konjugasi

Menurut Syukri (1999), 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 .

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 hampir konstan, yaitu sekitar 7,4 (Keenan et al., 1980).

Sumber:

Achmad, H. 2001. Penuntun Belajar Kimia Dasar : Kimia Larutan. Bandung: Citra Adhya Bhakti.

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

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

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

A. Sifat-Sifat Asam, Basa, dan Garam

Istilah asam (acid) berasal dari bahasa Latin acetum yang berarti cuka. Seperti diketahui, zat utama dalam cuka adalah asam asetat. Basa (alkali) berasal dari bahasa Arab yang berarti abu.

Seperti halnya dengan sabun, basa bersifat kaustik (licin), selain itu basa juga bersifat alkali (bereaksi dengan protein di dalam kulit sehingga sel-sel kulit akan mengalami pergantian). Rasa pahit merupakan salah satu sifat zat yang bersifat basa.

Kita dapat mengenali asam dan basa dari rasanya. Namun, kita dilarang mengenali asam dan basa dengan cara mencicipi karena cara tersebut bukan merupakan cara yang aman. Untuk mengidentifikasi asam dan basa yang baik dan aman dapat dengan menggunakan indikator. Indikator yaitu suatu bahan yang dapat bereaksi dengan asam, basa, atau garam sehingga akan menimbulkan perubahan warna.

1. Asam

Asam merupakan salah satu penyusun dari berbagai bahan makanan dan minuman, misalnya cuka, keju, dan buah-buahan. Menurut Arrhenius, asam adalah zat yang dalam air akan  melepaskan ion H+. Jadi, pembawa sifat asam adalah ion H+ (ion hidrogen), sehingga rumus kimia asam selalu mengandung atom hidrogen. Ion adalah atom atau sekelompok atom yang bermuatan listrik. Kation adalah ion yang bermuatan listrik positif. Adapun anion adalah ion yang bermuatan listrik negatif.

Sifat khas lain dari asam adalah dapat bereaksi dengan berbagai bahan seperti logam, marmer, dan keramik. Reaksi antara asam dengan logam bersifat korosif. Contohnya, logam besi dapat bereaksi cepat dengan asam klorida (HCl) membentuk Besi (II) klorida (FeCl2).

Tabel beberapa contoh asam

Tabel Asam Kehidupan Sehari-hari

Berdasarkan asalnya, asam dikelompokkan dalam 2 golongan, yaitu asam organik dan asam anorganik. Asam organik umumnya bersifat asam lemah, korosif, dan banyak terdapat di alam. Asam anorganik umumnya bersifat asam kuat dan korosif. Karena sifat-sifatnya itulah, maka asam-asam anorganik banyak digunakan di berbagai kebutuhan manusia.

Buah yang bersifat Asam

2.Basa

Dalam keadaan murni, basa umumnya berupa kristal padat dan bersifat kaustik. Beberapa produk rumah tangga seperti deodoran, obat maag (antacid) dan sabun serta deterjen mengandung basa.

Basa adalah suatu senyawa yang jika dilarutkan dalam air (larutan) dapat melepaskan ion hidroksida (OH-). Oleh karena itu, semua rumus kimia basa umumnya mengandung gugus OH.

Jika diketahui rumus kimia suatu basa, maka untuk memberi nama basa, cukup dengan menyebut nama logam dan diikuti kata hidroksida.

Tabel beberapa contoh Basa

Tabel Basa Kehidupan Sehari-hari

Perbedaan Sifat Asam dan Basa

Perbedaan Sifat Asam Basa

3. Garam

Orang mengalami sakit perut disebabkan asam lambung yang meningkat. Untuk menetralkan asam lambung (HCl) digunakan antacid. Antacid mengandung basa yang dapat menetralkan kelebihan asam lambung (HCl).

Umumnya zat-zat dengan sifat yang berlawanan, seperti asam dan basa cenderung bereaksi membentuk zat baru. Bila larutan asam direaksikan dengan larutan basa, maka ion H+ dari asam akan bereaksi dengan ion OH- dari basa membentuk molekul air.

H+ (aq) + OH- (aq) —> H2O (ℓ)

Asam       Basa               Air

Karena air bersifat netral, maka reaksi asam dengan basa disebut reaksi penetralan.

Ion-ion ini akan bergabung membentuk senyawa ion yang disebut garam. Bila garam yang terbentuk ini mudah larut dalam air, maka ion-ionnya akan tetap ada di dalam larutan. Tetapi jika garam itu sukar larut dalam air, maka ion-ionnya akan bergabung membentuk suatu endapan. Jadi, reaksi asam dengan basa disebut juga reaksi penggaraman karena membentuk senyawa garam.
Mari kita simak contoh reaksi pembentukan garam berikut!

Asam + Basa —> Garam + Air

Asam klorida + Natrium hidroksida —> Natrium klorida + air

HCl (aq) + Na OH (aq) —> Na Cl (aq) + H2O (ℓ)

Asam             Basa                 Garam             Air

Walaupun reaksi asam dengan basa disebut reaksi penetralan, tetapi hasil reaksi (garam) tidak selalu bersifat netral. Sifat asam basa dari larutan garam bergantung pada kekuatan asam dan basa penyusunnya.

Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat bersifat netral, disebut garam normal, contohnya NaCl dan KNO3. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah bersifat asam dan disebut garam asam, contohnya adalah NH4 Cl. Garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat bersifat basa dan disebut garam basa, contohnya adalah CH3COONa.
Contoh asam kuat adalah HCl, HNO3, H2SO4. Adapun KOH, NaOH,
Ca(OH)2 termasuk basa kuat.

Tabel beberapa contoh garam

Tabel Garam Kehidupan Sehari-hari

4. Larutan Asam, Basa, dan Garam Bersifat Elektrolit

Ketika seseorang mencari ikan dengan  menggunakan ”setrum” atau aliran listrik yang berasal dari aki,  apa yang terjadi setelah beberapa saat ujung alat yang telah dialiri arus listrik itu dicelupkan ke dalam air sungai? Ternyata ikan yang berada di sekitar ujung alat itu terkena aliran listrik dan pingsan atau mati.

Apakah air dapat menghantarkan listrik?

Sebenarnya air murni adalah penghantar listrik yang buruk. Akan  tetapi bila dilarutkan asam, basa, atau garam ke dalam air maka larutan ini dapat menghantarkan arus listrik. Zat-zat yang larut dalam air dan dapat membentuk suatu larutan yang menghantarkan arus listrik dinamakan larutan elektrolit. Contohnya adalah larutan garam dapur dan larutan asam klorida. Zat yang tidak menghantarkan arus listrik dinamakan larutan nonelektrolit. Contohnya adalah larutan gula dan larutan urea.

Untuk mengetahui suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik atau tidak, dapat diuji dengan alat penguji elektrolit. Alat penguji elektrolit sederhana terdiri dari dua elektroda yang dihubungkan dengan sumber arus listrik searah dan dilengkapi dengan lampu, serta bejana yang berisi larutan yang akan diuji. Mari kita lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui apakah asam, basa, dan garam dapat menghantarkan arus listrik.

B. Identifikasi Asam, Basa, dan Garam

Banyak sekali larutan di sekitar kita, baik yang bersifat asam, basa, maupun netral. Cara menentukan sifat asam dan basa larutan secara tepat yaitu menggunakan indikator. Indikator yang dapat digunakan adalah indikator asam basa. Indikator adalah zat-zat yang menunjukkan indikasi berbeda dalam larutan asam, basa, dan garam. Cara menentukan senyawa bersifat asam, basa, atau netral dapat menggunakan kertas lakmus dan larutan indikator atau indikator alami.

Berikut adalah beberapa cara menguji sifat larutan.

1. Identifikasi dengan Kertas Lakmus

Warna kertas lakmus dalam larutan asam, larutan basa dan larutan bersifat netral berbeda. Ada dua macam kertas lakmus, yaitu lakmus merah dan lakmus biru. Sifat dari masing-masing kertas lakmus tersebut adalah sebagai berikut.

a. Lakmus merah dalam larutan asam berwarna merah dan dalam larutan basa berwarna biru.
b. Lakmus biru dalam larutan asam berwarna merah dan dalam larutan basa berwarna biru.
c. Lakmus merah maupun biru dalam larutan netral tidak berubah warna.

Identifikasi Kertas Lakmus

2. Identifikasi Larutan Asam dan Basa Menggunakan Indikator Alami

Cara lain untuk mengidentifikasi sifat asam atau basa suatu zat dapat menggunakan indikator alami. Berbagai bunga yang berwarna atau tumbuhan, seperti daun, mahkota bunga, kunyit, kulit manggis, dan kubis ungu dapat digunakan sebagai indikator asam basa.  Ekstrak atau sari dari bahan-bahan ini dapat menunjukkan warna yang berbeda dalam larutan asam basa.

Indikator Alami

Sebagai contoh, ambillah kulit manggis, tumbuklah sampai halus dan campur dengan sedikit air. Warna kulit manggis adalah ungu (dalam keadaan netral). Jika ekstrak kulit manggis dibagi dua dan masing-masing diteteskan larutan asam dan basa, maka dalam larutan asam terjadi perubahan warna dari ungu menjadi cokelat kemerahan. Larutan basa yang diteteskan akan mengubah warna dari ungu menjadi biru kehitaman.

C. Penentuan Skala Keasaman dan Kebasaan

1. Kekuatan Asam dan Basa

Kekuatan suatu asam atau basa tergantung bagaimana senyawa tersebut dapat diuraikan menjadi ion-ion dalam air. Peristiwa terurainya suatu zat menjadi ion-ionnya dalam air disebut ionisasi. Asam atau basa yang terionisasi secara sempurna dalam larutan merupakan asam kuat atau basa kuat. Sebaliknya asam atau basa yang hanya terionisasi sebagian merupakan asam lemah atau basa lemah.

Jika ingin mengetahui kekuatan asam dan basa maka dapat dilakukan percobaan sederhana. Perhatikan nyala lampu saat mengadakan percobaan uji larutan elektrolit. Bila nyala lampu redup berarti larutan tergolong asam atau basa lemah, sebaliknya apabila nyala lampu terang berarti larutan tersebut tergolong asam atau basa kuat.

Uji Kekuatan Asam Basa

Asam kuat atau asam lemah pada konsentrasi yang sama menghantarkan listrik yang berbeda. Nyala lampu pada Gambar (a) tampak redup. Ini berarti larutan yang diuji berupa asam lemah atau basa lemah. Adapun pada Gambar (b) lampu menyala terang, menandakan bahwa larutan yang diuji berupa asam kuat atau basa kuat.

2. Derajat Keasaman dan Kebasaan (pH dan pOH)

Pada dasarnya derajat/tingkat keasaman suatu larutan (pH = potenz Hydrogen)) bergantung pada konsentrasi ion H+ dalam larutan. Semakin besar konsentrasi ion H+ semakin asam larutan tersebut.

Umumnya konsentrasi ion H+ pada larutan sangat kecil, maka untuk menyederhanakan penulisan digunakan konsep pH untuk menyatakan konsentrasi ion H+. Nilai pH sama dengan negatif logaritma konsentrasi ion H+ dan secara matematika dinyatakan dengan persamaan

pH = – log (H+)

Analog dengan pH, konsentrasi ion OH– juga dapat dinyatakan dengan cara yang sama, yaitu pOH (Potenz Hydroxide) dinyatakan dengan persamaan berikut.

pOH = – log (OH-)

Derajat keasaman suatu zat (pH) ditunjukkan dengan skala 0—14.

a. Larutan dengan pH < 7 bersifat asam.

b. Larutan dengan pH = 7 bersifat netral.

c. Larutan dengan pH > 7 bersifat basa.

Jumlah harga pH dan pOH = 14. Misalnya, suatu larutan memiliki pOH = 5, maka harga pH = 14 – 5 = 9. Harga pH untuk beberapa jenis zat yang dapat kita temukan di lingkungan sehari-hari dinyatakan dalam Tabel.

Tabel Harga pH untuk Beberapa Jenis Zat

Tabel pH

3. Menentukan pH Suatu Larutan

Derajat keasaman (pH) suatu larutan dapat ditentukan menggunakan indikator universal, indikator stick, larutan indiaktor, dan pH meter.

a. Indikator Universal.

Indikator universal merupakan campuran dari bermacam-macam indikator yang dapat menunjukkan pH suatu larutan dari perubahan warnanya. Indikator universal ada dua macam yaitu indikator yang berupa kertas dan larutan.

b. Indikator Kertas (Indikator Stick)

Indikator kertas berupa kertas serap dan tiap kotak kemasan indikator jenis ini dilengkapi dengan peta warna. Penggunaannya sangat sederhana, sehelai indikator dicelupkan ke dalam larutan yang akan diukur pH-nya. Kemudian dibandingkan dengan peta warna yang tersedia.

Indikator Universal

c. Larutan Indikator

Salah satu contoh indikator universal jenis larutan adalah  larutan metil jingga (Metil Orange = MO). Pada pH kurang dari 6 larutan ini berwarna jingga, sedangkan pada pH lebih dari 7 warnanya menjadi kuning.

Larutan Asam Basa

Larutan Indikator

Contoh indikator cair lainnya adalah indikator fenolftalin (Phenolphtalein = pp). pH di bawah 8, fenolftalin tidak berwarna, dan akan berwarna merah anggur apabila pH larutan di atas 10.

d. pH Meter

Pengujian sifat larutan asam basa dapat juga menggunakan pH meter. Penggunaan alat ini dengan cara dicelupkan pada larutan yang akan diuji, pada pH meter akan muncul angka skala yang menunjukkan pH larutan.

pH meter digital

BUFEER DAN KAPASITAS BUFFER

 A. TUJUAN

            Adapun tujuan pada percobaan ini adalah untuk memperkenalkan cara pembuatan buffer dan penetapan pH larutan, serta penentuan kapasitasnya.

 B.  LANDASAN TEORI

Menurut teori Arrhenius, zat yang dalam air menghasilkan ion H ⁺ disebut asam dan basa adalah zat yang dalam air terionisasi menghasilkan ion OH ^- . Kemudian Bronsted – Lowry mengemukakan teori bahwa asam adalah spesi yang memberi H ⁺ ( donor proton ) dan basa adalah spesi yang menerima H ⁺ (akseptor proton). Namun Lewis lebih menekankan pada perpindahan elektron bukan pada perpindahan proton, sehingga ia mendefinisikan : asam penerima pasangan elektron dan basa adalah donor pasangan elekton (Milady, 2010).

Larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu.Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini 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. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya (Zulfiky, 2003).

Pada dasarnya suatu larutan penyangga yang tersusun dari asam lemah dan basa konjugasi merupakan suatu sistem kesetimbangan ion dalam air, yang melibatkan adanya kesetimbangan air dan kesetimbangan asam lemah. Di samping itu, terdapat ion basa konjugasi yang berasal dari garam atau hasil reaksi antara asam lemah tersebut dengan basa kuat (Sudarmo, 2005).

Buffer dapat di defenisikan sebagai campuran asam/basa lemah dengan garamnya. Fungsi buffer adalah untuk mempertahankan pH larutan saat ditambahkan asam/basa lemah dalam jumlah relatif sedikit. Kapasitas buffer adalah parameter kuantitatif yang menunjukkan kekuatan (resistensi) untuk mempertahankan pH. (Chang R, 2006).

Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar. Penambahan garam-garam netral ke dalam larutan dapar mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Perubahan kekuatan ion dan pH dapar dapat pula disebabkan oleh pengenceran. Penambahan air dalam jumlah cukup, jika tidak mengubah pH dapat mengakibatkan penyimpangan positif atau negative sekalipun kecil sekali, karena air selain dapat mengubah nilai koefisien kereaktifan ia juga dapat bertindak sebagai asam lemah atau basa lemah. Nilai pengenceran yang positif menunjukkan bahwa harga pH akan naik akibat pengenceran sedang nilai pengenceran negative menunjukkan bahwa nilai pH turun dengan adanya pengenceran dapar (Martin, 1990).

Buffer adalah larutan yang memilki sifat dapat mempertahankan atau relatif tidak mengubah pH dengan adanya penambahan sedikit asam dan sedikit basa atau adanya pengenceran. Buffer disebut juga larutan penyangga atau dapar. Larutan  penyangga terdiri atas asam lemah dengan basa konjugasinya atau basa lemah dengan asam konjugasinya.

Mekanisme kerja larutan buffer adalah menetralkan asam maupun basa dari luar. Masing-masing komponen dalam larutan buffer mampu menetralkan asam maupun basa darii luar. Komponen asam lemah dan basa konjugasi dalam larutan buffer asam membentuk sistem kesetimbangan .

Larutan buffer dapat dibuat dengan berbagai cara. Larutan buffer asam dapat dibuat dengan cara mencampurkan sejumlah larutan asam lemah dengan larutan basa konjugasinya secara langsung. Selain itu, larutan buffer asam juga dapat dibuat dengan mencampurkan sejumlah larutan basa kuat dengan larutan asam lemah berlebih. Setelah reaksi selesai, campuran dari larutan basa konjugasi yang terbentuk dan sisa larutan asam lemah membentuk larutan buffer asam.

Larutan buffer sederhana dapat dibuat dengan menambahkan asam asetat (CH₃COOH) dan natrium asetat (CH₃COONa) dalam jumlah yang sama ke dalam air. Konsentrasi kesetimbangan baik asam maupun basa konjugat (dari CH₃COONa) diasumsikan sama dengan konsentrasi awalnya. Ini karena (1) CH₃COOH adalah asam lemah dari hidrolisis ion CH₃COO^- sangat kecil dan (2) keberadaan ion CH₃COO^- menekan ionisasi CH₃COOH dan keberadaan CH₃COOH menekan hidrolisis ion CH₃COO^-.

            Larutan yang mengandung kedua zat ini mampu menetralkan asam atau basa yang ditambahkan.Natrium asetat, suatu elektrolit kuat, terionisasi sempurna dalam air.  Dalam buffer asam misalnya molekul HA dan ion A^- ada bersama. Bila asam ditambahkan, maka sebagian besar kelebihan proses diambil oleh basa. Bila basa ditambahkan, maka sebagian besar ion hidroksida bereaksi dengan asam yang tak teroksidasi.

Pada percobaan yang kami lakukan, NaOH yang ada di dalam buret dimasukkan ke dalam 10 ml larutan asam fospat. Tiap penambahan 0,1 ml NaOH diamati perubahan pHnya dengan menggunakan pH Meter, namun terlebih dahulu diukur pH awalnya. Pada percobaan, pH awal dari asam fosfat adalah 2,63. Kemudian berdasarkan table pengamatan, pada penambahan 1 tetes (0,1 ml) larutan natrium hidroksida pHnya menjadi 2,82 , penambahan 10 tetes(1 ml) pHnya 3,75. Kemudian pada penambahan 30 tetes (3 ml) pH  berubah menjadi 7,09. Pada penambahan 42 tetes(4 ml) perubahan pH menjadi 10,21.Hal tersebut juga dapat diamati melalui grafik.

Dari percobaan yang dilakukan, perubahan pH yang terjadi secara umum mengalami perubahan yang meningkat, dimana perubahan pH ini akhirnya menjadi stabil dan konstan seperti yang ditunjukkan pada kurva. Dalam bidang farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah.

G. KESIMPULAN

            Adapun kesimpulan yang dapat duambil dari percobaan yaitu:

Buffer dibuat dengan mencampurkan asam lemah/basa lemah dan garamnya dengan perbandingan tertentu.Penetapan pH larutan menggunakan metode titrasi dan pengukurannya dapat menggunakan pH meter. Penentuan kapasitas buffer dapat ditentukan dengan perbandingan pertambahan basa kuat (atau asam) dengan sedikit perubahan pH yang terjadi karena penambahan basa itu.