Senin, 11 Maret 2013

Pengertian dan Fungsi Larutan Penyangga


LARUTAN PENYANGGA

A. PENGERTIAN LARUTAN PENYANGGA
Sebagian besar reaksi kimia dalam industry maupun dalam tubuh manusia memerlukan pH yang stabil agar kondisi pH reaksi tidak berubah, biasanya digunakan larutan penyangga. Larutan penyangga adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH sehingga tidak mengalami perubahan akibat penambahan air, sedikit basa, ataupun sedikit basa


B. FUNGSI LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Kebanyakan reaksi-reaksi biokimia dalam tubuh makhluk hidup hanya dapat berlangsung pada pH tertentu. Oleh karena itu, cairan tubuh harus merupakan larutan penyangga agar pH senantiasa konstan ketika metabolisme berlangsung. Dalam keadaan normal, pH dari cairan tubuh termasuk darah kita adalah 7,35 – 7,5. Walaupun sejumlah besar ion H+ selalu ada sebagai hasil metabolisme dari zat-zat, tetapi keadaan setimbang harus selalu dipertahankan dengan jalan membuang kelebihan asam tersebut. Hal ini disebabkan karena penurunan pH sedikit saja menunjukkan keadaan sakit.Larutan penyangga sangat berperan dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi larutan penyangga dalam kehidupan dapat kalian pelajari pada uraian di bawah ini.
pH darah tubuh manusia berkisar antara 7,35-7,45. pH darah tidak boleh kurang dari 7,0 dan tidak boleh melebihi 7,8 karena akan berakibat fatal bagi manusia. Organ yang paling berperan untuk menjaga pH darah adalah paru-paru dan ginjal. Kondisi di mana pH darah kurang dari 7,35 disebut asidosis. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya kondisi asidosis antara lain penyakit jantung, penyakit ginjal, kencing manis, dan diare yang terus-menerus. Sedangkan kondisi di mana pH darah lebih dari 7,45 disebut alkolosis. Kondisi ini disebabkan muntah yang hebat, hiperventilasi (kondisi ketika bernafas terlalu cepat karena cemas atau histeris pada ketinggian). Untuk menjaga pH darah agar stabil, di dalam darah terdapat beberapa larutan penyangga alami.


Larutan Penyangga pada darah


a. Penyangga hemoglobin
Oksigen merupakan zat utama yang diperlukan oleh sel tubuh yang didapatkan melalui pernapasan. Oksigen diikat oleh hemoglobin di dalam darah, di mana O2 sangat sensitif terhadap pH. Reaksi kesetimbangan yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut.

HHb+ + O2 H+ + HbO2

Keberadaan oksigen pada reaksi di atas dapat memengaruhi konsentrasi ion H +, sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada reaksi di atas O 2  bersifat basa. Hemoglobin yang telah melepaskan O 2 dapat mengikat H + dan  membentuk asam hemoglobin. Sehingga ion H + yang dilepaskan pada peruraian H 2 CO 3 merupakan asam yang diproduksi oleh CO 2 yang terlarut dalam air saat metabolisme.
Produk buangan dari tubuh adalah CO2-  yang di dalam tubuh bisa membentuk senyawa H 2CO3 yang nantinya akan terurai menjadi H+ dan HCO3-. Penambahan H+ dalam tubuh akan mempengaruhi pH, tetapi hemoglobin yang telah melepaskan O2 dapat mengikat H+ membentuk asam hemoglobin (HHb+).

b. Penyangga karbonat

Penyangga karbonat juga berperan dalam mengontrol pH darah. Reaksi kesetimbangannya adalah:

H+(aq) + HCO3-(aq) H2CO3(aq) H2O(aq) + CO2(aq)

Perbandingan molaritas HCO3- terhadap H2CO3 yang diperlukan untuk mempertahankan pH darah 7,4 adalah 20:1. Jumlah HCO3 - yang relatif jauh lebih banyak itu dapat dimengerti karena hasil-hasil metabolisme yang diterima darah lebih banyak bersifat asam. kondisi asidosis, yaitu penurunan pH darah yang disebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga meningkatkan produksi ion bikarbonat. Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan penyakit jantung, ginjal, diabetes miletus (penyakit gula) dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpa oksigen tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah. Kadar oksigen yang sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas lebih cepat, sehingga gas karbondioksida yang dilepas terlalu  banyak, padahal CO 2 dapat larut dalam air menghasilkan H 2 CO 3 . Hal ini  mengakibatkan pH darah akan naik. Kondisi alkalosis dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas dan histeris).

c. Penyangga fosfat

Penyangga fosfat merupakan penyangga yang berada di dalam sel. Penyangga ini adalah campuran dari asam lemah H2PO4- dan basa konjugasinya, yaitu HPO42-. Jika dari proses metabolisme sel dihasilkan banyak zat yang bersifat asam, maka akan segera bereaksi dengan ion HPO42-

HPO42-(aq) + H+(aq) H2PO4-(aq)

Dan jika proses metabolisme sel menghasilkan senyawa yang bersifat basa, maka ion OH- akan bereaksi dengan H2PO4-.

H2PO4-(aq) + OH-(aq) HPO42-(aq) + H2O(l)

Sehingga perbandingan [H2PO4- ] / [HPO42-] selalu tetap dan akibatnya pH larutan tetap.Penyangga ini juga ada di luar sel, tetapi jumlahnya sedikit. Selain itu, penyangga fosfat juga berperan sebagai penyangga urin. Apabila mekanisme pengaturan pH dalam tubuh gagal, seperti dapat terjadi selama sakit, sehingga pH darah turun di bawah 7,0 atau naik ke atas 7,8, dapat menyebabkan kerusakan permanen pada organ tubuh atau bahkan kematian. Faktor-faktor yang dapat menyebabkan keadaan asidosis (penurunan pH) adalah penyakit jantung, penyakit ginjal, diabetes mellitus (penyakit gula), diare yang terus menerus, atau makanan berkadar protein tinggi dalam jangka waktu lama. Keadaan asidosis sementara dapat terjadi karena olahraga intensif yang dilakukan terlalu lama. Alkalosis (peningkatan pH darah) dapat terjadi sebagai akibat muntah yang hebat, hiperventilasi (bernapas terlalu berlebihan, kadang-kadang karena cemas atau histeris atau berada di ketinggian). Suatu penelitian yang dilakukan terhadap para pendaki gunung yang mencapai puncak Everest (8.848 m) tanpa oksigen tambahan menunjukkan pH darah mereka berada di antara 7,7–7,8. Hiperventilasi diperlukan untuk mengatasi tekanan oksigen yang amat rendah (kira-kira 43 mmHg) di tempat setinggi itu.

Larutan Penyangga Pada Sistem pernapasan


Di sini dipakai buffer H2CO3/HCO3Misalnya konsentrasi H3O+ dalam darah naik, berarti pH-nya turun.

H3O+ + HCO3 H2CO3 + H2O

Bila pH turun maka pusat pernapasan kita akan dirangsang, akibatnya kita bernapas lebih dalam sehingga kelebihan CO2 akan dikeluarkan melalui paru-paru.  Sedangkan bila konsentrasi OH– naik

H2CO3 + OH   HCO3 + H2O

Karena kemampuan mengeluarkan CO2 ini, maka bufer H2CO3 dan HCO3 paling baik untuk tubuh.

Larutan Penyangga pada Ginjal



Ginjal kita juga menolong untuk mengatur konsentrasi H3O+ dalam darah agar tetap konstan, dengan jalan mengeluarkan kelebihan asam melalui urine, sehingga pH urine dapat berada sekitar 4,8 – 7,0.

Larutan Penyangga Pada Air Ludah


Gigi dapat larut jika dimasukkan pada larutan asam yang kuat. Email gigi yang rusak dapat menyebabkan kuman masuk ke dalam gigi. Air ludah dapat mempertahankan pH pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang dapat menetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.


Kegunaan larutan penyangga tidak hanya terbatas pada tubuh makhluk hidup, Berikut ini aplikasi laruatan penyangga pada kehidupan sehari-hari :

a.    Larutan Penyangga pada Laboratorium
Reaksi-reaksi kimia di laboratorium dan di bidang industri juga banyak menggunakan larutan penyangga. Reaksi kimia tertentu ada yang harus berlangsung pada suasana asam atau suasana basa

b.   Larutan Penyangga Pada bidang Farmasi


Asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.
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 HPO42- 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.
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.

c.    Larutan Penyangga Pada Bidang Industri
Buah-buahan dalam kaleng perlu dibubuhi asam sitrat dan natrium sitrat untuk menjaga pH agar buah tidak mudah dirusak oleh bakteri. Pada Sampho Bayi Rambut tersusun dari protein keratin. Ikatan kimia pada protein rambut, antara lain ikatan hidrogen dan ikatan disulfida. Ikatan tersebut stabil pada PH 4,6 – 6,0. PH sampo yang terlalu tinggi atau rendah akan memutuskan ikatan pada protein rambut. Akibatnya, rambut dapat rusak. sampo dengan PH seimbang mengandung larutan penyangga supaya PH sampo sama dengan PH rambut. Bayi memiliki rambut yang lebih halus, daripada rambut orang dewasa. Selain itu, kelenjar minyak dan keringat pada kulit kepala bayi belum berfungsi sempurna. Oleh karena itu, sampo bayi harus mengandung sedikit bahan aktif dan memiliki PH seimbang. Alasan lain untuk memilih sampo bayi dengan PH seimbang ialah sampo tidak pedih jika terkena mata.

d. Larutan penyangga untuk  menjaga keseimbangan pH tanaman

Suatu metode penanaman dengan media selain tanah, biasanya ikerjakan dalam kamar kaca dengan menggunakan mendium air yang berisi zat hara, disebut dengan hidroponik . Setiap tanaman memiliki pH tertentu agar dapat tumbuh dengan baik.
Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH dapat dijaga.

e. Larutan penyangga dalam air laut

Air laut juga memiliki sifat penyangga yang berasal dari garam-garam dan udara yang terlarut dalam air laut. Di dalam air laut terkandung garam-garam natrium, kalium, magnesium, dan kalsium dengan anion-anion seperti klorida, sulfat, karbonat, dan fosfat. Sifat penyangga air laut dapat berasal dari NaHCO3 dan gas CO2 dari udara yang terlarut. Di dalam air laut, gas CO2 terlarut dan bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Persamaan reaksinya sebagai berikut.

H2O(l) + CO2(g)
H2CO3(aq)

Oleh karena asam karbonat adalah asam lemah dan dalam air laut terkandung garam natrium hidrogen karbonat maka kedua senyawa itu akan membentuk larutan penyangga, melalui reaksi kesetimbangan:

H2CO3(aq)
HCO3(aq) + H+(aq)

Konsentrasi H2CO3 berasal dari gas CO2 terlarut dan konsentrasi HCO3berasal dari garam yang terkandung dalam air laut. Jika air hujan yang umumnya besifat asam tercurah ke laut atau air dari sungai-sungai mengalir ke laut dengan berbagai sifat asam dan basa maka sifat asam dan basa itu tidak akan mengubah pH air laut. Dengan kata lain, pH air laut relatif tetap. Jika Anda ingin memiliki larutan yang mempunyai nilai pH mulai dari 1 sampai 14 dan tahan lama di laboratorium, Anda dapat membuat larutan-larutan tersebut dari larutan penyangga. Nilai pH larutan penyangga tidak berubah walaupun disimpan dalam kurun waktu yang lama.


DAFTAR REFRENSI




Tidak ada komentar:

Poskan Komentar