BUFFER DAN HIDROLISA

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA

“Buffer Dan Hidrolisa”

Disusun Oleh :

1.         Ditha Andriyani Putri

2.         Ebi Via Sofia

3.         Farida Feri Ariani

4.         M. Nur Sahid

XI IPA 1

SMA NEGERI 1 SUMBER

TAHUN PELAJARAN 2014/2015

BUFFER DAN HIDROLISA

A.    Tujuan

Menentukan larutan yang terjadi berdasarkan pengukuran pH

a.       Proses buffer

b.      Proses hidrolisis

c.       Proses asam atau basa kuat yang terionisasi

Menghitung pH teoritik dari ke-3 proses tersebut.

B.     Dasar Teori

1.      Larutan Penyangga (Buffer)

Menurut Adom (2009: 5, dalam Rizki Hasmi “online”) larutan penyangga (buffer) adalah larutan yang dapat menjaga (mempertahankan) pHnya dari penambahan asam, basa, maupun pengenceran oleh air. pH larutan buffer tidak berubah (konstan) setelah penambahan sejumlah asam, basa, maupun air.Larutan buffer mampu menetralkan penambahan asam maupun basa dari luar. 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.

Sunardi (2006: 34) larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam mempertahankan pH pada daerah asam (pH <7 ), sedangkan larutan penyangga basa mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga asam mengandung suatu asam lemah dan basa konjugasi sedangkan ;larutan penyangga basa mengandung suatu basa lemah dan asaam konujugasi. Berikut adalah larutan penyangga asam dan basa yang dipaparkan oleh Adom (2009: 5).

a.       Larutan penyangga 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.

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

HCO₃^- _(aq)  + H⁺_(aq)  → H₂CO_3 (aq)

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.

H₂CO_3 (aq) + OH^-_(aq)  → HCO₃^- _(aq)  +  H₂O_(l) 

b.      Larutan penyangga 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. Contoh:  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 bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (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, maka kesetimbangan 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) (Farx, 2011 : 2).

2.      Hidrolisis

Hidrolisis adalah reaksi peruraian suatu garam dalam air. Reaksi hidrolisis terjadi antara ion-ion garam (dalam air) dengan air sehingga ion (+) dan ion (-) dari garam bereaksi dengan air membentuk asam dan basa asalnya. Pencampuran larutan asam dengan larutan basa akan menghasilkan garam dan air. Namun demikian, garam dapat bersifat asam, basa maupun netral. Sifat garam bergantung pada jenis komponen asam dan basanya. Garam dapat terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat, asam lemah dengan basa kuat, asam kuat dengan basa lemah, atau asam lemah dengan basa lemah. Jadi, sifat asam basa suatu garam dapat ditentukan dari kekuatan asam dan basa penyusunnya. Sifat keasaman atau kebasaan garam ini disebabkan oleh sebagian garam yang larut bereaksi dengan air. Proses larutnya sebagian garam bereaksi dengan air ini disebut hidrolisis yang berarti peruraian (Anonimous, 2014).

Berikut menurut Ralph H. Pettruck beberapa jenis garam berdasarkan komponen asam basa pembentuknya:

a.       Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat

Asam kuat dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat netral, pH larutan ini sama dengan 7.

b.      Garam dari Asam Kuat dengan Basa Lemah

Garam yang terbentuk dari asam kuat dengan basa lemah mengalami hidrolisis sebagian (parsial) dalam air. Garam ini mengandung kation asam yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat asam, pH <7.

NH ₄ Cl _(aq) → NH ₄ ⁺ _(aq) + Cl ^- _(aq)

Cl ^- _(aq) + H ₂ O _(l) →

NH ₄ ⁺ _(aq) + H ₂ O _(l) → NH _{3 (aq)} + H ₃ O ⁺ _(aq)

Reaksi hidrolisis dari amonium (NH₄⁺) merupakan reaksi kesetimbangan. Reaksi ini menghasilkan ion oksonium (H ₃O⁺) yang bersifat asam (pH<7).

c.       Garam dari Asam Lemah dengan Basa Kuat

Garam yang terbentuk dari asam lemah dengan basa kuat mengalami hidrolisis parsial dalam air. Garam ini mengandung anion basa yang mengalami hidrolisis. Larutan garam ini bersifat basa (pH > 7).

Contohnya Natrium asetat (CH ₃ COONa) terbentuk dari asam lemah CH ₃ COOH dan basa kuat NaOH. CH ₃ COOH akan terionisasi sebagian membentuk CH ₃ COO ^- dan Na ⁺ . Anion CH ₃ COO ^- berasal dari asam lemah yang dapat terhidrolisis, sedangkan kation Na ⁺ berasal dari basa kuat yang tidak dapat terhidrolisis.

CH ₃ COONa _(aq) → CH ₃ COO ^- _(aq) + Na ⁺ _(aq)

Na ⁺ _(aq) + H ₂ O _(l) →

CH ₃ COO ^- _(aq) + H ₂ O _(l) → CH ₃ COOH _(aq) + OH ^- _(aq)

Reaksi hidrolisis asetat (CH₃COO^‑) merupakan reaksi kesetimbangannya. Reaksi ini menghasilkan ion OH ^‑ yang bersifat basa (pH > 7). Secara umum reaksinya ditulis: A ^- + H ₂ O → HA + OH ^-

d.      Garam dari Asam Lemah dengan Basa Lemah

Asam lemah dengan basa lemah dapat membentuk garam yang terhidrolisis total (sempurna) dalam air. Baik kation maupun anion dapat terhidrolisis dalam air. Larutan garam ini dapat bersifat asam, basa, maupun netral. Hal ini bergantung dari perbandingan kekuatan kation terhadap anion dalam reaksi dengan air.

Sebagai contoh suatu asam lemah HCN dicampur dengan basa lemah, NH₃ akan terbentuk garam NH₄CN. HCN terionisasi sebagian dalam air membentuk H ⁺ dan CN ^- sedangkan NH ₃ dalam air terionisasi sebagian membentuk NH4+ dan OH-. Anion basa CN ^- dan kation asam NH ₄ ⁺dapat terhidrolisis di dalam air.

NH ₄ CN _(aq) → NH ₄ ⁺ _(aq) + CN ^- _(aq)

NH ₄ ⁺ _(aq) + H ₂ O → NH _3(aq) + H ₃ O _(aq) ⁺

CN ^- _(aq) + H ₂ O _(e) → HCN _(aq) + OH ^- _(aq)

C.    Alat                      

1.      Gelas ukur 10 mL

2.      Pipet tetes

D.    Bahan

1.      Indikator universal kertas

2.      Aquades

3.      Larutan CH₃COOH 1 M

4.      Larutan NH₄Cl 1 M

5.      NaOH 1 M

E.     Cara kerja

1.      1 ml CH₃COOH 1M dicampur dengan 1 mL NaOH 1 M. Ukurlah pH-nya dengan kertas indikator (didalam tabung pereaksi)

2.      1 ml CH₃COOH 1 M diencerkan sama dengan 10 mL, dengan cara menambah 9 mL Aquades. Berapa konsentrasinya?

1 ml NaOH 1 M diencerkan sama  dengan 10 mL, dengan cara menambah 9 mL Aquades. Berapa konsentrasinya?

Masukkan ke dalam tabung reaksi:

a.       2  mL cuka yang telah diencerkaan + 2 mL NaOH yang telah diencerkan.

b.      5  mL cuka yang telah diencerkaan + 2 mL NaOH yang telah diencerkan.

c.       2  mL cuka yang telah diencerkaan + 5 mL NaOH yang telah diencerkan.

Ukur pH ketiga campuran larutan tersebut dan catat hasilnya. Terjadi proses apakah ketiga larutan tersebut ?

3.      Terjadi proses apakah dalam larutan tersebut di bawah ini:

a.       Tetesilah kertas pH dengaan larutan NH₄Cl pH?

4.      Hitunglah secara teoritik : nomor 1 sampai dengan nomor 3. Dengan rumus-rumus yang anda pelajari!

F.     Tabel Hasil Pengamatan

No	Larutan	pH
1.	1 mL CH3COOH 1 M + 1  mL NaOH 1 M	10
2.	2 mL CH3COOH setelah diencerkan + 2 mL NaOH setelah diencerkan.	10
3.	5 mL CH3COOH setelah diencerkan + 2 mL NaOH setelah diencerkan.	5
4.	2 mL CH3COOH setelah diencerkan + 5 mL NaOH setelah diencerkan.	12

G.    Analisis Data

1.             pH campuran 1 mL CH₃COOH 1M + 1  mL NaOH 1M

D1:         V CH₃COOH = 1 ml dan CH₃COOH 1M

               V NaOH =1 ML dan NaOH 1M

               Ka CH₃COOH = 1,8 x 10^-5

D2 : pH campuran= ............?

D3 :

               Mol CH₃COOH          = 1 ml x 1 M = 1 mmol

               Mol NaOH                  = 1 ml x 1 M = 1mmol

               CH₃COOH + NaOH ⟶ CH₃COONa + H₂O

   M         1 mmol            1 mmol                        -           -

   R         1 mmol            1 mmol            1 mmol            1 mmol

   S          -                       -                       1 mmol            1 mmol

Ø  Molaritas CH₃COONa

M =  = =  = 0,5 = 5 x 10^-1 M

Ø  Menentukan pH dengan rumus hidrolisis

CH₃COONa ⟶ CH₃COO^- + Na⁺

CH₃COO^- + H₂O ⥨ CH₃COOH + OH^-

Ø     =

=

=

=1,67´

Ø  pOH                   =

= 5

Ø  pH                      = 14-

= 9+

= 9+0,22

= 9,22

2.             a. Konsentrasi CH₃COOH setelah pengenceran

D1:      M₁= 1M

            V₁ =1 ML

V₂= 1+9 = 10ml

D2 : M₂ = ............?

D3 :

                        M₁ x V₁           =          M₂ x V₂

                        1 x 1                =          M2 x 10

                                    M₂       =         

= 0,1 M

b. Konsentrasi NaOH setelah pengenceran

D1:      M₁= 1M

            V₁ =1 ML

V₂= 1+9 = 10ml

D2 : M₂ = ............?

D3 :

                        M₁ x V₁           =          M₂ x V₂

                        1 x 1                =          M₂ x 10

                                    M₂       =         

= 0,1 M

3.             Terjadi proses apakah larutan ini?

a)      2  mL cuka yang telah diencerkaan + 2 mL NaOH yang telah diencerkan. (proses hidrolisis)

b)      5  mL cuka yang telah diencerkaan + 2 mL NaOH yang telah diencerkan.(Proses Buffer Larutan Penyangga)

c)      2  mL cuka yang telah diencerkaan + 5 mL NaOH yang telah diencerkan.(Proses basa kuat yang terionisasi)

4.             Hitunglah pH secara teoritik larutan yang ada di no.3!

a)        2  mL cuka 0,1 M + 2 mL NaOH 0,1 M

D1:      mol CH₃COOH          =  2 ml x 0,1 M = 0,2

            mol NaOH                  =  2 ml x 0,1 M = 0,2

D2 :     pH campuran = ............?

D3 :

CH₃COOH + NaOH ⟶ CH₃COONa + H₂O

     M         0,2  mmol        0,2 mmol                     -           -

     R         0,2  mmol        0,2 mmol         0,2 mmol         0,2 mmol

     S          -                       -                       0,2 mmol         0,2 mmol

Ø  Molaritas CH₃COONa

M =  = == 0,05 = 5 x 10^-2 M

Ø  Menentukan pH dengan rumus basa kuat terionisasi

CH₃COONa ⟶ CH₃COO^- + Na⁺

CH₃COO^- + H₂O ⥨ CH₃COOH + OH^-

Ø                 =

=

=

=

= 0,52 x

= 5,2 x

Ø  pOH                   =

= 6

Ø  pH                      = 14 -

= 8 +

= 8 + 0,72

= 8,72

b)        5 mL CH₃COOH + 2 mL NaOH.

Mol CH₃COOH          = 5 ml x 0,1 M = 0,5 mmol

Mol NaOH                  = 2 ml x 0,1 M = 0,2 mmol

CH₃COOH + NaOH ⟶ CH₃COONa + H₂O

M       0,5 mmol         0,2 mmol                     -           -

R       0,2 mmol         0,2 mmol         0,2 mmol         0,2 mmol

S        0,3 mmol                     -           0,2 mmol         0,2 mmol

Ø  pH                      = pKa -

=-

=5

= 5-0,26-0,18

= 4,56

c)        2 mL CH₃COOH + 5 mL NaOH.

D1:      mol CH₃COOH          =  2 ml x 0,1 M = 0,2

            mol NaOH                  =  5 ml x 0,1 M = 0,5

D2 :     pH campuran = ............?

D3 :

CH₃COOH  +  NaOH ⟶  CH₃COONa  +    H₂O

     M         0,2  mmol        0,5 mmol                     -           -

     R         0,2  mmol        0,2 mmol         0,2 mmol         0,2 mmol

     S          -                       0,3 mmol         0,2 mmol         0,2 mmol

Karena yang tersisa basa kuat maka :

Ø  Molaritas CH₃COONa

M =  = == 0,043 = 4,3 x 10^-2 M

Ø  Menentukan pH dengan rumus basa kuat terionisasi

CH₃COONa ⟶ CH₃COO^- + Na⁺

CH₃COO^- + H₂O ⥨ CH₃COOH + OH^-

Ø    =

=  1 x 4,3 x 10^-2

= 4,3 x 10^-2

Ø  pOH                   =

= 2

Ø  pH                      = 14-

= 12+

= 12+0,63

= 12,63

5.             Terjadi proses apakah dalam larutan tersebut di bawah ini:

a.        Tetesilah kertas pH dengaan larutan NH₄Cl pH?

Jawab :

Pada percobaan ini, NH₄Cl merupakan larutan yang terjadi proses hidrolisis.

NH₄Cl ⟶ + Cl^-

+ H₂O ⥨ NH₄OH + H⁺

Karena hidrolisis maka :

D1:  M NH₄Cl = 1 M

        Kb NH₄OH = 1,8 x 10^-5

D2 : pH campuran= ............?

D3 :

·          = 

 = 

 = 

 = 

 = 

·          = 

 = 

 = 

H.    Pembahasan

Larutan penyangga atau buffer adalah larutan yang dapat menjaga (mempertahankan) pH-nya dari penambahan asam, basa, maupun pengenceran oleh air. Sedangkan hidrolisis adalah reaksi peruraian suatu garam dalam air. Pada praktikum kali ini bertujuan untuk menentukan larutan yang terjadi berdasarkan pengukuran pH, dengan tiga proses, yaitu proses buffer, hidrolisa dan proses asam atau basa kuat yang terionisasi. Dan setelah itu menghitung pH teoritik dari ke tiga proses tersebut.

Pada percobaan pertama dilakukan menggunakan pengenceran CH₃COOH 1 M dan NaOH 1 M, setelah keduanya dicampurkan didapat pH 10 yang diukur menggunakan indikator universal. Larutan ini merupakan larutan hidrolisis karena tepat habis bereaksi. Dengan reaksinya: CH₃COOH +  NaOH  →  CH₃COONa + H₂O. Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH^- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H⁺ membentuk air.

Pada percobaan kedua, 1 ml CH₃COOH diencerkan hingga 10 ml dengan aquades. Begitupun dengan NaOH. Pada percobaan kedua ini dilakukan tiga percobaan dengan masing-masing pencampuran yang berbeda. Setelah keduanya diencerkan. Percobaan pertama dicampurkan 2 ml CH₃COOH ditambah 2 ml NaOH yang menghasilkan pH 10 . Karena volume yang sama antara asam lemah dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat basa, pH larutan ini lebih dari 7. Sehingga pada larutan ini terjadi proses hidrolisis.

Untuk pencampuan kedua yaitu 5 ml CH₃COOH dengan 2 ml NaOH, dihasilkan pH 5 diukur menggunakan indicator universal. Bila pada percobaan pertama bersifat basa, maka untuk ini adalah bersifat asam. Karena pHnya 5 apabila diukur menggunakan indicator universal. Hal tersebut dipengaruhi oleh volume di mana CH₃COOH lebih banyak dibandingkan dengan NaOH. Juga menunjukan proses buffer karena terdapat sisa akhir dari CH₃COOH.

Sementara untuk percobaan ketiga, pH yang didapat adalah 12 yang diukur menggunakan indicator universal. Hal tersebut dikarenakan volume NaOH lebih banyak dari pada CH₃COOH. Reaksi ini merupakan reaksi basa kuat yang terionisasi. Hal ini disebabkan karena mol zat yang tersisa adalah basa kuat.

Pada percobaan ketiga, NH₄Cl apabila diukur menggunakan indicator universal pH-nya 5. Hal tersebut menunjukan bahwa larutan tersebut bersifat asam dan merupakan reaksi hidrolisis.

Setelah penghitungan dengan teoritik atau rumus, didapat pencampuran 1 mL CH₃COOH 1 M + 1 mL NaOH 1 M adalah 9,22. Pada 2 ml CH₃COOH 0,01 M + 2 ml NaOH 0,01 M adalah 8,72. Pada 5 ml CH₃COOH 0,01 M + 2 ml NaOH 0,01 M adalah 4,56. Dan untuk 2 ml CH₃COOH 0,01 M + 5 ml NaOH 0,01 M adalah 12,63. Dan untuk NH₄Cl adalah 4,64. Dan setelah dibandingkan memiliki nilai yang berbeda, hal tersebut karena dimungkinkan adanya kesalahan ketika percobaan dilakukan, yaitu kurangnya keteletian dan tidak tepatnya saat pengukuran volume ketika proses pencampuran.

I.       Kesimpulan dan Saran

1.      Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang kami lakukan didapat kesimpulan seperti pada pembahasan kami dari data-data tersebut. Apabila dibandingkan pH secara teoritik dan pengukuran menggunakan indicator universal terjadi selisih. Hal ini dikarenakan kurangnya keteletian dan tidak tepatnya saat pengukuran volume ketika proses pencampuran.

2.      Saran

Sebaiknya percobaan dilakukan dengan teliti dan menggunakan bahan-bahan yang memang benar-benar masih steril. Agar dalam menarik kesimpulan di dapat data yang valid.

3.       

DAFTAR PUSTAKA

Utami, Budi dkk. 2009. Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI Program Ilmu Alam. Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional.

Purba, Michael. 2006. Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Erlangga.

Harnanto, Ari. 2009. Kimia 2 Untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional.

Permana, Irvan .2009. Kimia 2. Jakarta : Putra Nugraha.

Sutresna, Nana, 2007. Cerdas Belajar KIMIA. Bandung: Grafindo.

LAMPIRAN FOTO