LARUTAN BUFFER

Larutan buffer.

Banyak proses-proses biologi dan kimia yang memerlukan medium dengan pH yang tetap atau hanya sedikit sekali berubah dengan sedikit penambahan asam atau basa. Untuk ini dipergunakan larutan buffer. Buffer merupakan media yang sangat penting dalam berbagai percobaan biokimia. Semua reaksi biokimia terutama yang melibatkan enzim membutuhkan pH yang sangat tertentu. Bila pH berubah sedikit saja maka reaksi akan terhenti atau menghasilkan produk yang tidak diharapkan. Di dalam sel, jaringan atau organ, pH bervariasi dari suatu bagian kecil ke bagian lainnya di dalam sel aataupun di dalam organel.

Kemampuan suatu larutan untuk mempertahankan pH disebabkan oleh campuran asam lemah, seperti asam asetat dengan garamnya (garam natrium asetat), maka larutan tersebut kan mengandung asam lemah (HA) dan basa konyugate (A^-). Larutan ini kemudian disebut larutan buffer. Bila ke dalam larutan buffer ditambahkan asa, (H⁺), maka asam itu akan dinetralkan oleh basa konyugatnya (A^-).

                        H⁺    +   A^-                                --------->  HA

Bila basa (OH^-) ditambahkanke dalam larutan buffer, maka basa tersebut akan dinetralkan oleh asam lemah (AH).

                        OH^-  +  HA                                --------->A^-  +   H₂O

Jadi dalam kedua kasus penambahan di atas tidak terjadi penambahan konsentrasi H⁺  maupun OH^-.. akibatnya, pH larutan pun tidak berubah.

Larutan buffer yang paling efektif adalh larutan yang mengandung asam (HA) dan basa konyugate (A^-) dalam konsentrasi yang sama. Secara umum, efektif pH berada di antara pKa ± 1 unit pH.

Banyaknya senyawaan yang dibutuhkan untuk pembuatan larutan buffer dengan suatu pH dan kekuatan ion tertentu dapat dihitung berdasarkan pada persamaan Henderson-Hasselbatch:

            Namuh demikian, dalam praktek biokimia, hal ini dapat dilakukan dengan membuat larutan stok dengan molaritas tertentu kemudian mencampurkannya sambil mengawasi perubahan pH-nya dengan pH meter. Bila pH yang dikehendaki tealh dicapai maka penambahan salah satu larutan dapat dihentikan.

Tabel campuran larutan buffer

Komponen	Interval pH yang berguna
Glisine + dlisin hidroklorida	1,0 – 3,7
Asam ftalat + kalium ftalat asam	2,2 -3,8
Asam asetat + natrium asetat	3,7 -5,6
Mononatrium fosfat +dinatrium fosfat	5,8 – 8,0
Asam borat + boraks	6,8 – 9,2
Boraks + natrium hidroksida	9,2 – 11,0
Dinatrium fosfat + trinatrium fosfat	11,0 – 12,0

            Keefektifan suatu larutan penyangga dalam menahan perubahan pH per satuan asam atau basa kuat yang ditambahkan, mencapai nilai maksimumnya ketika rasio asam penyangga terhadap garam adalah satu. Dalam titrasi asam lemah, titik maksimum keefektifan ini dicapai bila asam tersebut ternetralkan separuh, atau pH = pKa. Ini bisa terlihat dari perhitungan berikut :

Contoh : hitung kemiringan kurva titrasi untuk asam lemah HA yang ditritrasi dengan OH^- dan tentukan nilai minimumnya. Dengan a = mmol HA awal dan b = mmol OH^- tambahan, maka

Di mana v adalah volume larutan.

dan diferensial, didapatkan kemiringannya adalah

Untuk menentukan nilai minimum kemiringan, turunkan persamaan di atas dan samakan dengan nol,

Jadi, [HA] = [A^-], dan pada titik ini pH = pKa.

pH Meter.

Pengukuran pH suatu larutan pada dasarnya adalah pengukuran perbedaan potensial dari dua elektroda yang dimasukkan ke dalam larutan. Perbedaan potensial ini senantiasa dipengaruhi oleh temperatur, sehingga pH juga dipengaruhi oleh temperatur.

Pada pH meter modern, kedua elektroda sudah digabungkan menjadi satu unit (batang). Perhatian harus diberikan kepada larutan KCl pada bagian atas batangan tersebut (elektroda referensi). Larutan tersebut harus ditambahkan bila sudah berkurang.

Elektroda harus selalu dibilas dengan air sesudah dan sebelum digunakan. Bila tidak digunakan, elektroda harus dimasukkan ke dalam larutan buffer (pH netral). Bila digunakan untuk mengukur cairan yang mengandung protein atau pati yang tinggi, maka pencucian dengan air hangat akan mempermudah pembersihan.

Pengukuran pH dimulai dengan menghidupkan peralatan pH meter. Setelah elektroda dibersihkan dengan menyemprotkan air destilasi, elektroda tersebut dapat dikeringkan dengan kertas tissue. Selanjutnya pH meter harus dikalibrasi dengan larutan buffer standar sebelum digunakan. Setelah elektroda dibenamkan ke dalam larutan maka larutan harus digerakkan dengan batangan magnet dan stirer atau dengan mengaduk larutan dengan elektroda secara teratur dalam bejana. Setelah nilai pH sudah stabil pada pH meter, nilai pH dapat dicatat.