Prinsip kerja larutan penyangga

Sebenarnya penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran pada larutan penyangga menimbulkan sedikit perubahan pH (tetapi besar perubahan pH sangatlah kecil) sehingga pH larutan dianggap tidak bertambah atau pH tetap pada kisarannya. Namun, jika asam atau basa ditambahkan ke larutan bukan penyangga maka perubahan pH larutan akan sangat mencolok.

Prinsip kerja dari larutan penyangga yang dapat mempertahankan harga pH pada kisarannya adalah sebagai berikut.

a. Larutan Penyangga Asam HA/A -

HA (aq) --> A - (aq) + H + (aq)

- Jika ditambah sedikit asam kuat (H + )

Ion H + dari asam kuat akan menaikkan konsentrasi H + dalam larutan, sehingga reaksi kesetimbangan larutan terganggu; reaksi akan bergeser ke kiri. Namun, basa konjugasi (A - ) akan menetralisir H + dan membentuk HA

A - (aq) + H + (aq) → HA (aq)

sehingga pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H + yang berarti, besarnya pH dapat dipertahankan pada kisarannya.

- Jika ditambah sedikit basa kuat (OH - )

Ion OH - dari basa kuat akan bereaksi dengan H + dalam larutan, sehingga konsentrasi H + menurun dan kesetimbangan larutan terganggu. Oleh karena itu, HA dalam larutan akan terionisasi membentuk H + dan A - ; reaksi kesetimbangan bergeser ke kanan

OH - (aq) + H + (aq) → H 2 O (l)

HA (aq) → A - (aq) + H + (aq)

sehingga, pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan konsentrasi H + yang nyata; pH larutan dapat dipertahankan pada kisarannya. Asam lemah dapat menetralisir penambahan sedikit basa OH - .

HA (aq) + OH - (aq) → A - (aq) + H 2 O (l)

- Jika larutan penyangga diencerkan

Pengenceran larutan merupakan penambahan air (H 2 O) pada larutan. Air (H 2 O) akan mengalami reaksi kesetimbangan menjadi H + dan OH -, namun H 2 O yang terurai sangat sedikit. Jadi, konsentrasi H + dan OH - sangat kecil, sehingga dapat diabaikan.

b. Larutan Penyangga Basa B/BH +

B (aq) + H 2 O (l) --> BH + (aq) + OH - (aq)

- Penambahan sedikit asam kuat (H + )

H + dari asam kuat dapat bereaksi dengan OH - pada larutan, sehingga konsentrasi OH - menurun dan reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Basa lemah (B) dalam larutan akan bereaksi dengan H 2 O membentuk asam konjugasinya dan ion OH - .

H + (aq) + OH - (aq) → H 2 O (l)

B (aq) + H 2 O (l) → BH + (aq) + OH - (aq)

Pada kesetimbangan yang baru tidak terdapat perubahan pH yang nyata, besarnya pH dapat dipertahankan. Basa lemah dapat menetralkan penambahan sedikit asam (H + ).

B (aq) + H + (aq) → BH + (aq)

- Penambahan sedikit basa kuat (OH - )

Adanya basa kuat (OH - ) dapat meningkatkan konsentrasi OH - dalam larutan, sehingga reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Namun adanya asam konjugasi (BH + ) dapat menetralkan kehadiran OH - dan membentuk B dan H 2 O. Sehingga pada kesetimbangan tidak terdapat perubahan konsentrasi OH - yang nyata, dan pH larutan dapat dipertahankan.

BH + (aq) + OH - (aq) → B (aq) + H 2 O (l)

- Penambahan air (pengenceran)

Penambahan H 2 O dalam larutan akan langsung terionisasi menjadi H + dan OH -, namun konsentrasi H + dan OH - sangat kecil, sehingga dapat diabaikan.