Air dan Buffer

DASAR TEORI

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O. Satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terkait secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 KPa (1 bar) dan temperatur 273,15 K (0°C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik (Anonim, 2009).

Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen (Anonim, 2009).

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen ( H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH).

Kebutuhan tanaman akan air berbeda-beda tergantung jenis/varietasnya. Banyak tanaman yang akarnya tidak dapat menembus tanah yang mempunyai kadar air di bawah titik layu, tetapi ada juga yang dapat menembus tanah yang mempunyai kadar air di bawah titik layu. Akar tanaman yang terletak di dekat permukaan tanah biasanya berada dalam keadaan tanah yang lebih kering. Sedangkan yang letaknya lebih dalam tanahnya lebih lembab (Anonim, 2009)

Kandungan air dalam suatu bahan perlu diketahui untuk menentukan zat-zat gizi yang terkandung dalam bahan pangan tersebut. Kadar air dalam pangan dapat diketahui dengan melakukan pemanasan terhadap bahan pangan yang ingin diketahui kandungan airnya. Penetapan kandungan air dapat dilakukan dengan beberapa cara. Pada percobaan penetapan kadar air dengan menggunakan metode oven biasa, pertama-tama bahan pangan dipanaskan pada suhu 100oC (Ilham, 2010).

Analisis kadar air menggunakan pengering oven merupakan cara analisis yang paling banyak digunakan karena relatif sederhana. Namun demikian, sering ada kesalahan yang diabaikan peneliti yaitu:

  1. Jika suhu oven yang digunakan lebih kecil dari yang seharusnya (105o C) dapat mengakibatkan tidak semua air dalam contoh teruapkan sehingga dapat menyebabkan kadar air yang diperoleh lebih kecil dari yang seharusnya.
  2. Jika suhu oven lebih besar dari yang seharusnya dapat menyebakan kadar air lebih tinggi karena tidak hanya air yang teruapkan akan tetapi minyak atsiri yang mudah menguappun ikut teruapkan
  3. Neraca analtik tidak terkalibrasi juga suhu oven (Nurhidayat, 2010).

Larutan penyangga atau dikenal juga dengan nama larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH apabila larutan tersebut ditambahkan sejumlah asam atau basa maupun diencerkan dengan menambah sejumlah volume air. Larutan buffer dapat bersifat :

  1. Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini memiliki pH kurang dari 7 dan biasanya terbuat dari asam lemah dan garammya – acapkali garam natrium. Contohnya adalah campuran asam etanoat dan natrium etanoat dalam larutan. pH larutan penyangga dapat diubah dengan cara mengubah rasio asam terhadap garam, atau dengan memilih asam yang berbeda dan salah satu garamnya.

  1. Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini memiliki pH diatas 7 dan biasanya terbuat dari basa lemah dan garamnya. Contohnya adalah campuran larutan amonia dan larutan amonium klorida.

Larutan buffer merupakan campuran dari asam lemah dengan garamnya yang berasal dari basa kuat atau basa lemah dengan garamnya yang berasal dari asam kuat. Seperti pada larutan Natrium Asetat yang merupakan larutan yang dapat berdisosiasi secara sempurna. Namun, pada larutan asam asetat tidak terdisosiasi secara sempurna.

CH3COOH ⇌ CH3COO- + H+

Karena adanya ion – ion asetat dalam jumlah banyak (yang berasal dari disosiasi natrium asetat), akan menggerser kesetimbangan kea rah pembentukan asam asetat yang tidak terdisosiasi (yaitu, kea rah ruas kiri persamaan di atas). Larutan ini akan memiliki pH yang tertentu dan pH ini akan bertahan baik sekali, bahkan jika ditambahkan asam atau basa. Jika ion hidrogen (yaitu, suatu asam kuat) ditambahkan, ini akan bergabung dengan ion asetat dalam larutan untuk membentuk asam asetat yang tidak terdisosiasi :

CH3COO- + H+ → CH3COOH

Karena konsentrasi ion hidrogen tidak berubah, apa yang terjadi hanyalah bahwa jumlah ion asetat berkurang, sementara jumlah asam asetat yang tidak terdisosiasi bertambah (Firdaus, 2010).

Sistem penyangga fosfat berperan penting sebagai penyangga sistem kemih dan juga menjaga CIS. Sistem buffer ini terdiri dari garam fosfat asam (NaH2PO4) yang dapat memberikan sebuah H+ bebas jika [H+] turun (suasana basa) dan sebuah garam fosfat basa (Na2HPO4) yang dapat menerima sebuah H+ bebas bila [H+] meningkat (suasana asam). Pada dasarnya, pasangan penyangga ini dapat secara berganti-ganti menukar sebuah ion hidrogen untuk sebuah Na+ sesuai tuntutan [H+]. Pasangan fosfat ini konsentrasinya relatif kecil pada CES sehingga kurang penting sebagai penyangga CES. Manusia mengkonsumsi lebih banyak fosfat daripada yang dibutuhkan, kelebihan fosfat yang difiltrasi ginjal tidak direabsorpsi kembali. Fosfat dieksresikan untuk menyangga urin yang sedang dibentuk dnegan manarik H+ yang disekresikan ke dalam cairan tubulus dari larutan (Hanifah, 2010).

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Tabel 1.1. Sifat Air

Bahan

pH

Suhu

Aquadest

7,8

90°C

Air Ledeng

6,6

95°C

Tabel 1.2. Kadar Air

Bahan

Berat Basah

Berat Kering

Kadar Air (%)

Daun Bayam

5 gr

2,86 gr

42,8

Batang Bayam

5 gr

3,26 gr

34,8

Tabel 1.3. Buffer Asam

Larutan

pH awal

pH akhir

CH3COOH 0,1 M

2,8

4,5

Tabel 1.4. Buffer Basa

Larutan

pH awal

pH akhir

NH3 0,01 M

10,7

9,3

Tabel 1.5. Buffer Posfat

Larutan

pH awal

pH akhir

Na2HPO4 0,01 M

7,7

4,0

Tabel 1.6. Uji Sifat Buffer

Larutan

pH

(+) CH3COOH

(+) NH3

Buffer Asam

4,6

4,6

Buffer Basa

9,1

9,3

Buffer Posfat

6,6

7,8

Aquadest

4,3

9,5

4.2 Pembahasan

Air merupakan sebuah zat cair istimewa untuk kehidupan yang menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air (H2O) berbentuk cairan dalam suhu kamar karena molekul-molekulnya terikat oleh gaya antarmolekul yang disebut ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen pada air memiliki cukup energi untuk mempertahankan molekul air untuk tidak terpisah satu sama lain, tapi tidak untuk mengalir, yang menjadikannya berwujud cairan dalam suhu antara 0 °C sampai 100 °C pada permukaan laut. Menurunkan suhu atau energi lebih lanjut mengizinkan organisasi bentuk yang lebih erat, menghasilkan suatu zat padat, dan melepaskan energi. Peningkatan energi akan mencairkan es walaupun suhu tidak akan berubah sampai semua es cair. Peningkatan suhu air pada gilirannya akan menyebabkannya mendidih untuk mengatasi gaya tarik antarmolekul dan selanjutnya memungkinkan molekul untuk bergerak menjauhi satu sama lain. Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen.

Pada percobaan penentuan sifat air, aquadest memiliki pH 7,8 dan titik didih 90 °C, sedangkan air ledeng memiliki pH 6,6 dan titik didih 95 °C. Hal ini dikarenakan, air ledeng tidak mengalami destilisasi seperti pada aquadest. Selain itu, pada air ledeng masih terdapat mineral-mineral terlarut. Seharusnya aquadest memiliki pH 7 dan titik didih 100 °C karena telah mengalami proses destilasi, tapi hal ini mungkin saja terjadi karena alat destilasi atau wadah aquadest tidak dicuci dengan bersih, selain itu juga dapat dikarenakan oleh pHmeter yang digunakan . Titik didih yang tidak mencapai 100 °C dapat dikarenakan oleh suhu ruangan pada saat itu panas.

Pada percobaan penghitungan kadar air dalam organ tumbuhan (bayam), daun bayam memiliki kadar 42,8% yang lebih tinggi dari pada batang bayam 34,8%. Hal tersebut disebabkan karena berat kering daun bayam lebih besar dari berat kering batang bayam. Berdasarkan teori, kadar air pada daun seharusnya lebih rendah daripada batangnya karena letak batang berdekatan dengan akar yang banyak menyerap air. Selain itu juga, hasil penentuan kadar air dapat disebabkan oleh suhu oven. Jika suhu oven yang digunakan lebih kecil dari yang seharusnya (105 oC) dapat mengakibatkan tidak semua air dalam contoh teruapkan sehingga dapat menyebabkan kadar air yang diperoleh lebih kecil dari yang seharusnya. Jika suhu oven lebih besar dari yang seharusnya dapat menyebabkan kadar air lebih tinggi karena tidak hanya air yang teruapkan akan tetapi minyak atsiri yang mudah menguap pun ikut teruapkan.

Larutan penyangga atau larutan buffer atau dapar merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam atau basa.

Pada percobaan penentuan buffer asam, pH awal 10ml CH3COOH 0,1 M adalah 2,8 dan setelah penambahan 5ml CH3COONa 0,2 M, pH berubah menjadi 4,5. Pada percobaan penentuan buffer basa, pH awal  10ml NH3 0,1 M adalah 10,7 dan setelah penambahan 5ml NH4Cl 0,2 M berubah menjadi 9,3. Pada perhitungan buffer asam, seharusnya pH CH3COOH 0,1 M adalah 2,88 dan setelah penambahan CH3COONa pH larutan menjadi 4,76. Pada perhitungan buffer basa, seharusnya pH NH3 adalah 11,12 dan setelah penambahan NH4Cl, pH lautan menjadi 9,26. Hal ini dapat dikarenakan ketidakakuratan pHmeter atau larutan yang tidak murni lagi karena telah digunakan untuk berbagai percobaan atau pencucian pipet ukur dan gelas beker yang tidak bersih.

Pada percobaan pembuatan buffer fosfat dalam berbagai pH, pH awal 10ml Na2HPO4 0,01 M adalah 7,7 dan untuk mengubah pHnya menjadi 7, ditambahkan larutan NaH2PO4 0,01 M sedikit demi sedikit sebanyak 4,0ml. Pada perhitungan, seharusnya pH Na2HPO4 adalah 9,43 dan dibutuhkan 7,26ml NaH2PO4 0,01 M untuk mengubah pHnya menjadi 7. Hal ini dapat disebabkan karena pencucian alat yang tidak bersih atau tidak akuratnya pHmeter yang digunakan.

Pada percobaan uji kemampuan buffer dalam menjaga pH, penambahan 3 tetes CH3COOH pada buffer asam menghasilkan pH 4,6, pada buffer basa menghasilkan pH 9,1, pada buffer fosfat menghasilkan pH 6,6 dan jika ditambahkan pada aquadest, menghasilkan pH 4,3. Penambahan 3 tetes NH3 pada buffer asam menghasilkan pH 4,6, pada buffer basa menghasilkan pH 9,3, pada buffer fosfat menghasilkan pH 7,8, dan jika ditambahkan pada aquadest akan menghasilkan pH 9,5. Hal ini membuktikan bahwa buffer asam, buffer basa maupun buffer fosfat dapat mempertahankan harga pH nya dengan penambahan sedikit asam atau sedikit basa. Dapat dilihat dari harga pH yang dihasilkan, jika ada perubahan tidaklah banyak. Berbeda dengan aquadest yang menunjukkan perubahan pH yang drastis, karena aquadest tidak memiliki kapasitas buffer sehingga tidak dapat mempertahankan harga pHnya dengan penambahan sedikit asam atau sedikit basa.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Air dalam Tanaman. http://hal1801.htm. 18 September 2010.

Anonim. 2009. Sifat Fisik dan Kimia Air. http://acehpedia.org/. 19 September 2010.

Firdaus, M. A. 2010, Laporan Larutan Buffer. http://akbar300994.wordpress.com . 18 September 2010.

Hanifah, R. 2010. Keseimbangan Asam Basa. http://dokterrizy.blogspot.com/ . 18 September 2010.

Ilham, H. 2010. Penetapan Kadar Air. http://hardiyantiilham.blogspot.com/. 18 September 2010.

Nurhidayat. 2010. Kesalahan-kesalahan dalam Analisis Kadar Air. http://nurhidayat.lecture.ub.ac.id . 18 September 2010.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s