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/HCO3–Misalnya
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 HCO3–berasal 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:
Posting Komentar