Apa Solusi Buffer Digunakan?

Larutan penyangga adalah salah satu jenis reagen kimia terpenting yang digunakan dalam penelitian kimia, penelitian biologi, dan industri. Kegunaannya sebagian besar berasal dari kemampuannya untuk menahan perubahan pH. Jika Anda memperhatikan di kelas sains, Anda mungkin ingat bahwa pH adalah satuan keasaman suatu larutan. Untuk tujuan pembahasan ini, keasaman dapat didefinisikan sebagai konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam larutan. Seberapa asam suatu larutan mempengaruhi reaksi mana yang berlangsung, dan seberapa cepat. Kemampuan untuk mengontrol pH sangat penting untuk berhasil menyelesaikan sejumlah besar reaksi kimia, sehingga larutan buffer memiliki banyak aplikasi. Tapi pertama-tama, penting untuk memahami cara kerja solusi buffer.

Larutan penyangga biasanya merupakan kombinasi asam dan basa konjugasinya. Seperti yang kita pelajari di atas, keasaman dapat didefinisikan sebagai konsentrasi ion H+ dalam larutan. Oleh karena itu, asam adalah senyawa yang melepaskan ion H+ ke dalam larutan. Jika asam meningkatkan konsentrasi H+, maka kebalikannya, basa, mengurangi konsentrasi H+.

Ketika asam kehilangan H+, ia menciptakan basa konjugasi. Hal ini paling baik diilustrasikan dengan mengambil contoh, seperti CH3COOH (asam asetat). Ketika CH3COOH bertindak sebagai asam, ia berdisosiasi menjadi H+ dan CH3COO- (asetat). CH3COO- adalah basa, karena dapat menerima H+ untuk membuat asam asetat. Dengan demikian basa konjugasi asam asetat, atau basa yang dihasilkan ketika asam asetat melepaskan ion H+. Konsep ini tampak rumit pada awalnya, tetapi yakinlah bahwa tidak sulit untuk memilih basa konjugasi dalam reaksi yang sebenarnya. Ini pada dasarnya apa yang tersisa dari asam setelah ion H+ dilepaskan.

Reaksi kimia bersifat reversibel. Mengambil reaksi kita dari atas sebagai contoh,

CH3COOH > CH3COO- dan H+

CH3COO- dan H+ (produk) dapat bergabung membentuk CH3COOH (bahan awal), yang kita sebut sebagai "reaksi balik". Dengan demikian, suatu reaksi dapat berlangsung ke kanan atau ke kiri, maju atau mundur. Prinsip Le Chatelier adalah aturan yang menyatakan bahwa sisi kiri dan kanan reaksi lebih menyukai keseimbangan atau rasio tertentu di antara mereka sendiri. Dalam hal ini, Prinsip Le Chatelier pada dasarnya menyatakan bahwa jika Anda menambahkan lebih banyak produk (H+ atau asetat), reaksi akan bergeser ke kiri (menuju bahan awal) dan bahan awal (asam asetat) akan terbentuk di tanggapan.

Demikian pula, jika lebih banyak produk ditambahkan, lebih banyak bahan awal akan terbentuk. Ketika CH3COOH terbentuk, H+ dikeluarkan dari larutan karena berikatan dengan CH3COO-, dan dengan demikian keasaman larutan tidak akan meningkat. Prinsip umum yang sama berlaku jika basa ditambahkan, lebih banyak H+ yang dilepaskan dan pH larutan tidak berubah. Ini adalah metode dimana larutan buffer, atau kombinasi asam dan basa konjugasinya, dapat menahan perubahan pH.

Tubuh Anda menggunakan buffer untuk mempertahankan pH darah 7,35-7,45, dan juga dalam sejumlah besar reaksi biokimia yang melibatkan enzim. Enzim adalah senyawa yang sangat kompleks yang seringkali membutuhkan tingkat pH yang tepat agar dapat bereaksi dengan baik, peran yang diisi oleh buffer organik yang diproduksi oleh tubuh Anda. Untuk alasan yang sama, buffer sangat penting bagi ahli biologi atau ahli kimia yang melakukan eksperimen di laboratorium. Sebuah pH tertentu akan sering diperlukan agar proses yang sedang dipelajari terjadi, dan larutan buffer adalah satu-satunya cara untuk memastikan kondisi ini.

Solusi buffer juga banyak digunakan di industri. Proses industri yang membutuhkan larutan penyangga meliputi fermentasi, pengendalian proses pewarna, dan pembuatan obat-obatan.