Laporan Praktikum Biokimia Air dan Buffer

I.               PENDAHULUAN

A.  Judul

Air dan Buffer

B.  Tujuan

1.    Mengenal dan menentukan sifat air

2.    Membuat buffer pada berbagai pH

3.    Menentukan kadar air

4.    Menentukan pH larutan buffer

5.    Membuktikan kemampuan buffer dalam menjaga pH

II.                TINJAUAN PUSTAKA

A.  Air

Menurut Wiryawan (2007), air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air dalam bentuk cair adalah tidak bewarna, tidak berbau, tidak mempunyai rasa dan merupakan senyawa yang sukar dimampatkan yang memiliki beberapa sifat yang khas. Salah satu sifatnya yang khas tersebut yaitu dalam mengalami pendinginan/pembekuan.

Air merupakan senyawa yang paling berlimpah di dalam sistem hidup dan mencakup 70 persen atau lebih dari bobot hampir semua bentuk kehidupan. Karena air mengisi semua bagian dari tiap sel, air merupakan medium tempat berlangsungnya transport nutrien, reaksi – reaksi enzimatis metabolisme sel, dan transfer energi kimia (Lehninger, 1990).

Air adalah bahan yang sangat penting bagi kehidupan dan fungsinya tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Air berperan penting sebagai senyawa membawa zat makanan dan limbah metabolisme, sebagai media pereaksi enzimatis, sebagai pelarut umum bagi komponen kimia dalam sistem kehidupan makhluk hidup. Lebih dari 70% cairan tubuh manusia terdiri dari air (Winosaputro, 1998).

Menurut Wiryawan (2007), air juga mempunyai sifat khasnya lainnya seperti:

1.      Air Mengalir dari tempat yang tinggi menuju permukaan rendah.

2.      Air memberi tekanan

3.      Kapilaritas

4.      Melarutkan Benda tertentu

5.      Berubah bentuk sesuai dengan tempatnya

Terdapat empat sifat utama air, yang disebut sebagai sifat-sifat koligatif, yang tergantung kepada senyawa terlarut, yakni titik beku, titik didih, tekanan uap, dan tekanan osmosa. Pengaruh senyawa terlarut terhadap sifat-sifat air mempunyai arti biologi penting. Contohnya, pengaruh ini menyebabkan ikan air tawar dapat tetap aktif di dalam air pada suhu beku, karena konsentrasi total senyawa terlarut di dalam darah ikan cukup tinggi dan menekan titik beku darah menjadi lebih rendah daripada titik beku air. Adanya senyawa terlarut di dalam darah, terutama protein, memberikan darah tekanan osmotik yang lebih tinggi daripada tekanan cairan di luar sel. Akibatnya, air cenderung berdifusi ke dalam kapiler darah dari bagian cairan ekstra-seluler, jadi membuat sistem vaskular bertahan penuh dan mencegahnya dari kerusakan (Lehninger, 1990).

Di dalam tubuh sendiri air mempunyai peranan yang sangat penting. Menurut Rahmiati (2013), manfaat-manfaat air dalam tubuh seperti :

1.    Mengatur suhu tubuh

2.    Penting untuk aktivitas kimia dalam tubuh

3.    Berfungsi sebagai pelarut untuk mineral, vitamin, asam amino, glukosa agar mudah diserap oleh tubuh

4.    Membawa nutrisi dan oksigen ke seluruh sel tubuh

5.    Memastikan tubuh senantiasa bertenaga

6.    Bertindak sebagai penyerap hentakan di saraf tunjang dan organ dalam badan

7.    Meningkatkan metabolisme sel, mengeluarkan zat yang tidak berguna dalam tubuh

Menurut Rahmiati (2013), beberapa fungsi air yang diperlukan oleh tubuh.

1.    Pembentuk sel dan cairan tubuh. Komponen utama sel adalah air, sebesar 70-85%. Sedangkan dalam sel lemak, kurang dari 10%. Air berperan besar dalam darah (mengandung 83% air), cairan lambung, hormon, enzim, otot, dan juga berguna dalam menjaga tonus otot sehingga otot mampu berkontraksi.

2.    Pengatur suhu tubuh. Air dapat menghasilkan panas, menyerap dan menghantarkan panas ke seluruh tubuh sehingga tubuh tetap stabil. Selain itu, juga membantu mendinginkan tubuh melalui penguapan dari paru dan permukaan kulit dengan membawa kelebihan panas keluar tubuh.

3.    Pelarut zat-zat gizi lain dan pembantu proses pencernaan makanan. Mulai dari membantu produksi air liur saat makanan di mulut, melarutkan makanan dan membantu melumasi makanan agar masuk ke kerongkongan.

4.    Pelumas dan bantalan. Air berfungsi sebagai pelumas atau lubrikan dalam bentuk cairan sendi sehingga sendi dapat bergerak dengan baik dan meredam gesekan antar sendi. Selain itu, air menjadi bantalan tahan getar (shock absorbing fluid cushion) pada jaringan tubuh, seperti otak, medulla spinalis, mata dan kantong amnion dalam rahim.

5.    Media transportasi. Membantu pertumbuhan dan regenerasi sel secara efektif (carrier) dan menjadi media berbagai zat dengan sifat dan kutub ion yang berbeda. Selain itu, membantu transportasi oksigen dalam tubuh dan sebagai media transportasi bagi gas karbondioksida saat mengeluarkan napas.

6.    Media eliminasi sisa metabolisme. Dengan air, sisa-sisa metabolisme dalam tubuh dikeluarkan melalui saluran kemih, saluran cerna, saluran napas dan kulit.

Pada praktikum ini dilakukan pengujian kadar air. Kaar air adalah presentase kandungan air suatu bahan yang dapat dinyatakan berdasarkan berat basah atau berdasarkan berat kering. Kadar air berat basah mempunayi batas maksimum teoritis sebesar 100 persen, sedangkan kadar air berat kering dapat lebih dari 100 persen (Syarif dan Halid, 1993). Metode penentuan kadar air ini dibagi menjadi 4 yaitu metode pengeringan (drying method), metode distilasi (distillation method), pengujian kimiawi (chemical method), cara fisik (physical method) (Sandjaja, 2009).

Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat penting pada bahan pangan, karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, dan citarasa pada bahan pangan. Kadar air dalam bahan pangan ikut menentukan kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut, kadar air yang tinggi mengakibatkan mudahnya bakteri, kapang, dan khamir untuk berkembang biak, sehingga akan terjadi perubahan pada bahan pangan (Winarno, 1995). ).

Penentuan kadar air dalam bahan dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode pengeringan (dengan oven biasa), metode destilasi, metode kimia, dan metode khusus (kromatografi, nuclear magnetic resonance / NMR). Pengeringan menggunakan oven dilakukan pada suhu 105 – 110^o C selama 3 jam atau sampai didapat berta yang konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah pengeringan adalah banyaknya uap air yang diuapkan (Winarno, 2004). Untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya reaksi yang menyebabkan terbentuknya air ataupun reaksi yang lain karena pemanasan. Maka dapat dilakukan dengan suhu rendah dan tekanan vakum. Dengan demikian akan diperoleh hasil yang lebih mencerminkan kadar air yang sebenarnya (Sudarmadji, 2003).

Penentuan kadar air dengan metode destilasi prinsipnya adalah menguapkan kadar air dengan “pembawa” ciran kimia yang mempunyai titik didih lebih tinggi daripada air dan tidak dapat campur dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah daripada air. Zat kimia yang digunakan antara lain totulen, xylem, benzene, tetrakhlo rethilen, dan xylol (Sudarmadji, Haryono, dan Suhardi, 1989).

Penentuan kadar air secara kimiawi yaitu dengan cara titrasi Karl Fischer, cara kalsium karbid, dan cara asetil khlorida. Penentuan kadar air secara fisis dengan cara berdasarkan tetapan dala dielektrikum berdasarkan konduktifitas listrik atau daya hantar listrik atau resistansi, berdasarkan resonansi nuklir magnetic (NMR) ((Sudarmadji, Haryono, dan Suhardi, 1989).

B.   Buffer

Larutan buffer atau laruta penyangga merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan pH tertentu atau Larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH dari asam dan basa. Adapun sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam kuat. Disamping itu larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. Disamping itu mempunyai sifat berbeda dengan komponen-komponen pembentuknya. Sifat dari larutan buffer yaitu pH larutan tidak berubah jika diencerkan dan tidak berubah pula jika ditambahkan kedalamnya sedikit asam atau basa (Clark, 1998).

Larutan penyangga atau larutan buffer atau larutan dapar merupakan suatu larutan yang dapat menahan perubahan pH yang besar ketika ion – ion hidrogen atau hidroksida ditambahkan, atau ketika larutan itu diencerkan. Buffer dapat dibagi menjadi 3 jenis sesuai kapasitasnya, yaitu buffer yang kapasitasnya 0, buffer yang kapasitasnya tak hingga, serta buffer yang kapasitasnya dibatasi sebanyak n. Buffer dengan kapasitas terbatas inilah yang disebut sebagai bounded-buffer (Underwood, 2002).

Sifat larutan buffer antara lain, pH larutan tidak berubah jika diencerkan, pH larutan tidak berubah jika ditambahkan ke dalamnya sedikit asam atau basa.

Menurut Wiryawan (2007), buffer terdiri dari beberapa jenis antara lain:

1.    Larutan buffer asam adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A - ). Larutan ini dapat dibuat dengan mencampurkan larutan asam lemah dengan garamnya. Campuran asam lemah dengan garam dari asam lemah tersebut, contohnya CH₃COOH dengan CH₃COONa dan H₃PO₄ dengan NaH₂PO_4.

2.    Larutan buffer basa adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga basa terdiri dari basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH + ). Larutan ini bisa dibuat dengan mencampurkan larutan basa lemah dengan garamnya. Campuran basa lemah dengan garam dari basa lemah tersebut, contohnya NH₄OH dengan NH₄Cl.

Sistem buffer fosfat berfungsi sama seperti sistem buffer asetat, kecuali pada kisaran pH daya kerjanya. Buffer fosfat cenderung menahan perubahan pH pada kisaran antara 6,1-7,7 dan akan efektif di dalam cairan intraseluler yang mempunyai kisaran pH 6,9-7,4.

Buffer sangat penting dalam sistem kimia dan biologi. pH dalam tubuh manusia sangat beragam dari satu cairan ke cairan lainnya. Misalnya, pH darah adalah sekitar 7,4, sementara pH cairan lambung sekitar 1,5. Nilai-nilai pH ini, yang penting agar enzim dapat bekerja dengan benar dan agar tekanan osmotik tetap seimbang, dalam banyak kasus dipertahankan oleh buffer (Chang, 2005). Sistem buffer yang paling penting pada mamalia adalah sistem fosfat dan bikarbonat. Sistem buffer fosfat yang penting dalam cairan intraseluler, terdiri dari pasangan asam basa konjugat H₂PO₄^- sebagai donor proton dan HPO₄^2- sebagai akseptor proton. Sistem buffer yang utama di dalam plasma darah adalah buffer bikarbonat, yang terdiri dari asam karbonat (H₂CO₃) sebagai donor proton dan bikarbonat (HCO₃^-) sebagai akseptor proton.

Pada praktikum ini sampel yang digunakan adalah batang dan daun sawi. Sawi hijau (Brassica rapa var. parachinensis L) merupakan jenis sayuran yang cukup populer. Sawi merupakan sumber vitamin dan mineral. Tiap 100 g segar mengandung 93 g air, 1,7 g protein, 0,2 g lemak, 3,1 g karbohidrat, dan 0,7 g serat. Pak Choi juga merupakan sumber vitamin dan mineral yang bak seperti 53 g vitamin C, 2,3 mg β-karoten, 102 mg Ca, 46 mg P, dan 2,6 mg Fe dalam 100 g bobot segar (Tjay dan Raharja, 1998). Sawi dapat tumbuh di dataran rendah mapun dataran tinggi.

Sawi mempunyai beberapa manfaat antara lain , mengurangi risiko diabetes tipe 2 dan meningkatkan kesehatan jantung, membantu memerangi peradangan dan mencegah pembentukan plak di arteri, cocok untuk makanan diet, mengendalikan kolesterol, sumber antioksidan, manfaat sawi untuk pasien penyakit alzheimer, mencegah cacat tabung saraf pada bayi, melawan berbagai macam kanker, menjaga kesehatan selapu lendir dan kulit, dan mencegah arthritis, osteoporosis.

Kadar air pada batang sawi relatif lebih tinggi karena pada batang terdapat jaringan pengangkut yang banyak menyimpan air. Selain itu, batang merupakan organ yang berfungsi sebagai tempat lewatnya air dari akar menuju daun. Kadar air pada daun bayam relatif lebih sedikit karena air yang terdapat pada daun akan digunakan untuk proses respirasi dan fotosintesis.

III.             METODE

A.    Alat dan Bahan

Alat – alat yang digunakan pada praktikum ini adalah gelas beker, erlenmeyer, labu ukur, pH meter, pipet tetes, kompor, oven, eksikator, timbangan digital, cawan, pipet ukur, pro pipet. Bahan yang digunakan adalah aquades, air ledeng, es batu, daun sawi, batang sawi, larutan CH₃COOH 0.1 M, CH₃COONa 0.2 M, NH₃ 0.1 M, NH₄Cl 0.2 M, Na₂HPO₄ 0.01 M, dan Na₂H₂PO₄.

B.     Cara Kerja

1.      Pengujian sifat air

Aquades dan air ledeng diambil masing – masing 100 ml dimasukkan ke dalam gelas beker. Aquades dan air ledeng di ukur pHnya menggunakan pH meter dan hasilnya dicatat. Kemudian balok es diambil dimasukkan ke dalam gelas beker untuk diukur titik bekunya menggunakan termometer. Setelah diukur, balok es tadi dipanaskan hingga mendidih untuk menentikan titik didihnya, dan hasilnya dicatat.

Air keran diambil dan dimasukkan kedalam erlenmeyer, labu ukur dan gelas beker sebanyal tiga per empat wadah, kemudian dilihat apakah air mengikuti bentuk wadah.

2.      Penentuan kadar air

Cawan ditimbang menggunakan timbangan digital. Lalu, pada masing – masing cawan dimasukkan batang dan daun sawi 0,3 gr. Kemudian cawan tersebut dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 100⁰ C selama 45 menit. Setelah itu dimasukkan ke eksikator selama 10 menit dan ditimbang di timbangan digital. Percobaan dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali. Pada pengulangan yang kedua dan ketiga selama 10 menit. Pada pengulangan yang ketiga digunakan sebagai berat akhir. Kadar air dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Kadar air = Berat kering = berat akhir – berat botol timbang

3.      Buffer Asam

Larutan CH_3­COOH 0.1 M dimasukkan ke dalam gelas beker sebanyak 10 ml dan pH diukur menggunakan pH meter sebagai pH awal. Setelah itu, ditambah CH₃COONa 0.2 M sebanyak 5 ml dan pHnya diukur lagi menggunakan pH meter dan digunakan sebagai pH akhir. pH dapat diukur menggunakan rumus:

pH CH_3­COOH =

[CH_3­COOH] =

[CH_3­COONa] =

pH akhir = pKa – log

4.      Buffer Basa

Larutan NH₃ 0.1 M dimasukkan ke dalam gelas beker sebanyak 10 ml dan pH diukur menggunakan pH meter sebagai pH awal. Setelah itu, ditambah NH₄Cl 0.2 M sebanyak 5 ml dan pHnya diukur lagi menggunakan pH meter dan digunakan sebagai pH akhir. pH buffer basa dapat diukur menggunakan rumus:

pH NH₃ =

[NH₃] =

[NH_4­Cl] =

pH akhir = 14 – pKb – log

5.      Buffer Fosfat

Larutan Na₂HPO₄ 0.01 M dimasukkan ke dalam gelas beker sebanyak 10 ml dan pH diukur menggunakan pH meter sebagai pH awal. Setelah itu, ditambah Na₂H₂PO₄ sedikit demi sedikit hingga mencapai pH = 7. Volume Na₂H₂PO₄ yang digunakan dicatat. Volume buffer fosfat dapt dihitung menggunakan rumus:

pH Na₂HPO₄ = pH = pKa – log

6.      Uji Sifat Buffer

Aquades, buffer asam, buffer basa dan buffer fosfat sebanyak 5 ml masing-masing dimasukkan ke dalam gelas beker berukuran 80 ml. Lalu, larutan CH3COOH ditambahkan ke dalam gelas beker pertama sebanyak 3 tetes dengan menggunakan pipet tetes. Kemudian, larutan NH3 ditambahkan ke dalam gelas beker kedua sebanyak 3 tetes dengan menggunakan pipet tetes. Lalu, pH masing-masing larutan diukur dengan menggunakan pH meter dan hasil pembacaan dicatat.   

IV.             HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan percobaan praktikum yang dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 1. Pengenalan Sifat Air berdasarkan pH, suhu, dan bentuk

Bahan	pH	Suhu		Bentuk
		Titik Didih (­oC)	Titik Beku (oC)
Balok es	-	95	2	-
Aquades	7.03	-	-	-
Air Keran	6.37	-	-	Mengikuti wadah Erlenmeyer, Gelas beker, Labu ukur.

Pembahasan Tabel 1. Pengenalan Sifat Air berdasarkan pH, suhu, dan bentuk

Tujuan dari pengujian sifat air ini adalah untuk menentukan sifat air. Kita ketahui ada berbagai sifat air seperti di tulis di dasar teori, tapi sifat air yang akan kita uji kali ini adalah pH dan sifat air yang memiliki titik didih 100⁰C. Sampel yang digunakan adalah aquadest yang merupakan air hasil destilasi (murni) atau air ysng telah dihilangkan mineral- mineralnya dan air ledeng.  

Untuk menentukan sifat air, hal yang dilakukan pertama adalah aquades dan air ledeng sebanyak 100 ml dimasukkan ke dalam gelas beker kemudian diukur pHnya menggunakan pH meter yang memiliki fungsi untuk mengukur pH suatu senyawa. Hal tersebut memang sesuai dengan teori Clark (2007), bahwa air murni memiliki pH=7.  Pengujian pH yang dimaksudkan melihat sifat air yang memiliki pH 7. Bila dalam pengujian ini pH tidak 7 maka dapat disimpulkan air tersebut tidaklah murni. Dari uji sifat pH didapat hasil akhir aquadest memiliki pH 7,03. Berarti aquadest tersebut sudah dapat dikatakan murni walaupun sedikit diatas yang seharusnya yaitu memiliki pH 7. Air ledeng mendapat hasil akhir memiliki pH 6.37 yang masuk kategori sifat asam. Berarti dalam air ledeng ini mengandung senyawa asam yang sampai dapat merubah dari sifat air itu sendiri.

Setelah pengujian pH, es balok diambil dan dimasukkan kedalam gelas beker untuk mengukur titik beku, kemudian es balok dipanaskan hingga mendidih untuk menentukan titik didih.  Titik beku pada air adalah 0 ^oC dan titik didih adalah 100 ^oC. Jika titik didih lebih dari 100 ^oC maka air tersebut menngandung senyawa lain yang dapat menghambat atau mempercepat. Dari uji titik didih dan titik beku didapat hasil akhir es balok mempunyai titik beku 2 ^oC dan titik didih 95 ^oC. Titik beku es balok dapat dikatakan murni, karena pada suhu 2 ^oC es balok sudah mencair. Titik didih es balok juga murni karena titik didihnya mendekati 100.

Setelah pengujian penentuan titik didih dan beku, air di ukur sifatnya berdasarkan bentuk. Air keran dimasukan ke dalam wadah gelas beker, erlenmeyer, dan labu ukur. Hasil yang di dapat air mengikuti bentuk wadah.

Tabel 2. Pengukuran kadar air

Bahan	Berat Basah (gr)	Berat Kering (gr)	Kadar Air (%)
Batang sawi	0,3	0,0131	95,63
Daun sawi	0,3	0,0264	91,2

 Pembahasan Tabel 2. Pengenalan kadar air

Pengujian kadar air ini tujuannya untuk mengetahui kadar air  dalam batang sawi dan daun sawi. Dari pengujian ini kita bisa melihat perbandingan antara batang dan daun. Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Dalam menentukan kadar air, ada beberapa metode yang dapat dilakukan, yaitu metode pengeringan, metode destilasi, atau metode kimia. Pada percobaan ini, penentuan kadar air dilakukan dengan metode pengeringan. Kedua sampel yang telah ditumbuk halus dimasukkan ke dalam oven bersuhu 105° C selama 45 menit, kemudian didinginkan dalam eksikator.

Pada pengujian kadar air hal yang pertama dilakukan adalah penimbangan alat seperti cawan dan botol timbang untuk diketahui berat awal pada cawan tersebut. Kemudian daun dan batang sawi ditimbang dengan berat 0,3 gram dan tidak boleh tersentuh tangan baik alat maupun bahan karena takut mempengaruhi berat alat dan bahan tersebut. Setelah itu dimasukan ke dalam oven dengan suhu 100 ^oC selama 45 menit untuk menghilangkan kandungan air dalam bahan tersebut. Setelah 45 menit sampel tidak langsung ditimbang tetapi dimasukan kedalam esikator selama 10 menit yeng bertujuan untuk mendinginkan sekaligus menghilangkan uap yang tersisa, karena didalam esikator terdapat silica gel yang memiliki kemampuan menyerap. Baru setelah itu dapat ditimbang dan perlakuan ini dilakukan sebanyak 3 kali untuk memastikan sudah tidak ada air lagi di dalam sampel.

Dari hasil yang didapat, kadar air pada batang sawi 95,63% dan kadar air pada daun sawi 91,2%. Hasil yang didapat kadar air pada batang sawi lebih tinggi daripada daun sawi, hal ini sesuai dan sangat tepat dengan teori yang menyatakan bahwa %kadar air pada batang lebih besar dibandingkan %kadar air pada daun karena daun merupakan organ tumbuhan yang mempunyai permukaan lebar sehingga penguapan air pada daun cenderung lebih besar daripada pada batang sehingga kadar air pada daun lebih kecil daripada pada batang. Selain itu batang merupakan organ tumbuhan yang di dalamnya terkandung aliran pembuluh xilem yang berfungsi mengangkut organ air dari batang ke daun sehingga menurut teori kandungan kadar air pada batang lebih besar daripada kandungan air pada daun. Metode yang digunakan sebenarnya sudah bisa memberikan data yang akurat jika dilakukan tanpa kesalahan.

Tabel 3. Pembuatan Buffer asam

Larutan Buffer Asam	pH awal	pH akhir
CH3COOH 0.1 M + CH3COONa 0.2 M	4,7	5,4

 Pembahasan Tabel 3. Pembuatan Buffer asam

Buffer asam adalah adalah campuran antara asam lemah dengan basa konjugasi dari garamnya yaitu antara asam lemah CH₃COOH dan basa konjugasi CH₃COO^-  dari  CH₃COONa. Sehingga penentuan konsentrasi ion H dan atau OH dilakukan berdasarkan persamaan reaksi sebagai berikut:

   CH₃COOH (aq) + H₂O (l)      à H₃O (aq) + CH₃COO (aq)

      CH₃COONa (aq) à Na⁺ (aq) + CH₃COO^-    (basa konjugasi)

Larutan garam CH₃COONa terurai menjadi CH₃COO^-  dan Na⁺ didalam sistem ditambahkan H⁺ yang akan bereaksi dengan CH₃COOH. Penambahan ini akan membentuk asam yang sedikit terionisasi, CH₃COOH dan ion H⁺ mengalami sedikit peningkatan sehingga pH larutan cenderung konstan.

Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui pH dari buffer asam, selain itu juga membandingkan pH yang didapat dari hasil percobaan/peneraan dengan pH dari hasil perhitungan manual. Buffer asam dapat dibentuk dari campuran asam lemah dengan basa konjugatnya. Dalam percobaan ini digunakan asam lemah CH₃COOH 0.1 M dan basa konjugatnya CH₃COONa 0.2 M. CH₃COOH merupakan senyawa yang mempunyai sifat donor proton dan CH₃COONa adalah akseptor proton.

Pada percobaan pembuatan buffer asam larutan CH₃COOH 0.1 M diambil sebanyak 10 ml dan diukur pHnya sebagai pH awal, lalu larutan CH₃COONa 0.2 M sebanyak 5 ml ditambah dan diukur pHnya sebagai pH akhir. Hasil yang didapat pH awal larutan CH₃COOH 0.1 M adalah 4,7 dan pH akhir setelah ditambah CH₃COONa 0.2 M menjadi 5,4. Sedangkan jika dihitung menggunakan rumus, pH CH₃COOH 0.1 M adalah 2,87 dan setelah ditambah CH₃COONa 0.2 M pH menjadi 4,76. Jika dibandingkan antara pH hasil percobaan dan perhitungan bahwa selisih pH tidak begitu jauh, dan pH masih berada dalam rentangan pH asam yaitu pH kurang dari 7. Jika dibandingkan antara pH buffer asam peneraan (4,7) dengan pH buffer asam perhitungan (4,76) diketahui adanya selisih pH yang sangat tipis.

Tabel 4. Pembuatan buffer Basa

Larutan Buffer Basa	pH awal	pH akhir
NH3 0.1 M + NH4Cl 0.2 M	7,6	7,1

Pembahasan tabel 3. Pembuatan Buffer Basa

Buffer basa adalah campuran antara basa lemah dengan asam konjugasi dari garamnya yaitu antara basa lemah NH₃ dan asam konjugasi NH₄⁺  dari  NH₄Cl. Sehingga penentuan konsentrasi ion H dan atau OH dilakukan berdasarkan persamaan reaksi sebagai berikut:

      NH₃ (aq) + H₂O à NH₄ + OH

NH₄Cl à NH₄ ⁺ + Cl ^-       (asam konjugasi)

Larutan garam NH₄Cl terurai menjadi NH₄⁺  dan Cl- didalam sistem ditambahkan OH^- yang akan bereaksi dengan NH₃. Penambahan ini akan membentuk basa yang sedikit terionisasi, NH₃ dan ion OH^- mengalami sedikit peningkatan sehingga pH larutan cenderung konstan. Buffer basa dapat dibentuk dari campuran basa lemah dengan asam konjugatnya.

Tujuan dari percobaan ini adalah mengetahui pH dari buffer basa, selain itu juga membandingkan pH yang didapat dari hasil percobaan/peneraan dengan pH dari hasil perhitungan manual. Dalam percobaan ini digunakan basa lemah NH₃ 0,1 M dan asam konjugatnya NH₄OH 0,2 M. NH₃ merupakan donor proton dan NH₄Cl adalah akseptor proton.

Pada percobaan pembuatan buffer asam larutan NH₃ 0.1 M diambil sebanyak 10 ml dan diukur pHnya sebagai pH awal, lalu larutan NH₄OH 0.2 M sebanyak 5 ml ditambah dan diukur pHnya sebagai pH akhir. Hasil yang didapat pH awal larutan NH₃  M adalah 7,6 dan pH akhir setelah ditambah NH₄OH 0.2 M menjadi 7,1. Sedangkan jika dihitung menggunakan rumus, pH NH₃ 0.1 M adalah 11,13 dan setelah ditambah NH₄OH 0.2 M pH menjadi 9,26. Jika dibandingkan antara pH NH₃ peneraan (7,6) dengan pH NH₄OH perhitungan (11,13) diketahui adanya selisih pH yang agak jauh, tetapi pH masih berada dalam rentangan pH basa yaitu pH lebih dari 7. Jika dibandingkan antara pH buffer basa peneraan (7,6) dengan pH buffer asam perhitungan (9,26) juga diketahui adanya selisih pH yang agak jauh, tetapi pH masih berada dalam rentangan pH basa yaitu pH lebih dari 7. Perbedaan antara pH peneraan dengan pH perhitungan mungkin disebabkan karena kurang teliti dalam melakukan percobaan atau karena alat-alat yang digunakan kurang steril.

Tabel 5. Pembuatan Buffer Fosfat pH 7

Larutan Buffer Fosfat pH 7	pH awal	Volume Akhir Na2H2PO4
Na2HPO4 0.01 M + NaH2PO4 0.01 M	7,4	6,8 ml

Pembahasan Tabel 5. Pembuatan buffer fosfat pH 7

Buffer fosfat adalah buffer biologis yang memiliki kisaran pH antara 6,1 dan 7,7.  Sistem buffer fosfat penting di dalam cairan intraseluler, terdiri dari pasangan asam-basa konjugat H₂PO₄^-, sebagai donor proton dan HPO₄^2-, sebagai akseptor proton. Tujuan dari percobaan ini adalah membuat buffer fosfat yang netral (pH=7). Sistem buffer fosfat cenderung menahan perubahan pH pada kisaran  6,1-7,7 dan efektif dalam menjalankan kapasitas buffer di dalam cairan intraseluler yang mempunyai pH 6,9-7,4.

Dalam percobaan ini, digunakan larutan Na₂HPO₄ 0,01 M dan larutan NaH₂PO₄ 0,01 M_. Dari hasil percobaan ini, diketahui pH larutan Na₂HPO₄  adalah 7,4. Larutan buffer fosfat ini akan dijadikan buffer netral. Oleh karena itu, larutan Na₂HPO₄  ditambah dengan larutan NaH₂PO₄ 0.01 M sedikit demi sedikit hingga pH=7. Volume NaH₂PO₄ yang terpakai dalam percobaan ini adalah 6,8 ml. Berdasarkan hasil perhitungan, didapatkan hasil pH Na₂HPO₄ adalah 9,43 dan volume NaH₂PO₄ yang digunakan adalah sebesar 7,24 ml. Jika dibandingkan antara hasil percobaan dan hasil perhitungan, ada perbedaan yang cukup besar. pH larutan Na₂HPO₄ dari hasil percobaan adalah 7,4 sedangkan dari hasil perhitungan adalah 9,43. Volume NaH₂PO₄ yang digunakan saat percobaan adalah 5 ml, sedangkan dari hasil perhitungan adalah 7,24 ml. Perbedaan-perbedaan ini mungkin dikarenakan praktikan kurang teliti saat melakukan praktikum atau karena alat atau bahan yang digunakan kurang steril.

Tabel 6. Pengujian Sifat Buffer

Larutan	pH akhir
	Ditambah CH3COOH	Ditambah NH3
Buffer Asam	5,59	5,58
Buffer Basa	6,5	7,1
Buffer Fosfat	6,9	7,6
Akuades	5,16	7,5

Pembahasan Tabel 6. Pengujian sifat buffer

Inti dari pengujian ini adalah untuk membandingkan sekaligus membuktikan kemampuan buffer dalam menjaga pH larutan. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui kemampuan buffer dalam menjaga pH ketika ditambah sedikit asam yaitu CH₃COOH atau ditambah sedikit basa yaitu NH₃. Selain itu, juga untuk mengetahui apakah aquadest (pelarut murni) dapat mempertahankan pH layaknya buffer.

Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh data bahwa buffer asam yang memiliki pH 5,4 bila ditambahkan CH₃COOH pHnya menjadi 5,59 dan bila ditambahkan NH₃ pHnya menjadi 5,58. Buffer basa yang memiliki pH 7,1 bila ditambahkan CH₃COOH pHnya menjadi 6,5 dan bila ditambahkan NH₃ pHnya menjadi 7,1. Buffer fosfat yang memiliki pH 7 bila ditambahkan CH₃COOH pHnya menjadi 6,9 dan bila ditambahkan NH₃ pHnya menjadi 7,6. Dari percobaan tersebut, dapat dilihat bahwa perubahan pH yang terjadi relatif kecil, hanya berubah sedikit saja. Hal ini membuktikan bahwa larutan buffer dapat menjaga pH.

Adapun cara kerja dari buffer dalam menjaga pH adalah sebagai berikut:

1.      Pada larutan penyangga yang mengandung CH₃COOH dan CH₃COO^-, terjadi proses sebagai berikut:

Penambahan asam (H⁺) akan menggeser kesetimbangan ke kiri sehingga ion H⁺ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH₃COO^- membentuk molekul CH₃COOH.

CH₃COO^- (aq) + H⁺ (aq) → CH₃COOH (aq)

Pada penambahan basa, ion OH^- dari basa akan bereaksi dengan ion H⁺ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H⁺ dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH₃COOH membentuk ion CH₃COO^- dan air.

CH₃COOH (aq) + OH^- (aq) → CH₃COO^- (aq) + H₂O (l)

2.      Pada larutan penyangga yang mengandung NH₃ dan NH₄⁺, terjadi proses sebagai berikut:

Pada penambahan asam, ion H⁺ dari asam akan mengikat ion OH^-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Asam yang ditambahkan akan bereaksi dengan basa NH₃ membentuk ion NH₄⁺.

NH₃ (aq) + H⁺ (aq) → NH₄⁺ (aq)

Pada penambahan basa, kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion NH₄⁺, membentuk komponen NH₃ dan air.

NH₄⁺ (aq) + OH^- (aq) → NH₃ (aq) + H₂O (l)

3.      Pada larutan penyangga yang mengandung HPO₄^2- dan H₂PO₄^-, terjadi proses sebagai berikut:

Pada penambahan asam, akan menggeser kesetimbangan ke kiri sehingga ion dari H⁺ akan berikatan dengan ion HPO₄^2- membentuk ion H₂PO₄^-.

HPO₄^2- (aq) + H⁺ (aq) → H₂PO₄^- (aq)

Pada penambahan basa, kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion H₂PO₄^-, membentuk ion HPO₄^2- dan air.

H₂PO₄^- (aq) + OH^- (aq) → HPO₄^2- (aq) + H₂O (l)

Percobaan juga diulang dengan menggunakan aquadest. Dari percobaan yang dilakukan, diperoleh data bahwa aquadest yang memiliki pH 7 bila ditambahkan CH₃COOH pHnya menjadi 5,16 dan bila ditambahkan NH₃ pHnya menjadi 7,5. Dari percobaan tersebut, dapat dilihat bahwa perubahan pHnya sangat besar. Jika ditambahkan sedikit asam maka larutan berubah menjadi asam, dan jika ditambahkan sedikit asam maka larutan berubah menjadi basa. Hal ini membuktikan bahwa aquadest tidak memiliki sifat buffer karena tidak bisa menjaga pH.

V.            KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yag dilakukan, didapatkan simpulan sebagai berikut:

1.      Sifat air meliputi pH dan titik didih. Pada percobaan, pH aquadest adalah 7,03 dan pH air ledeng adalah 6,37. Titik didih dan beku es balok  adalah 95° C dan 2 °C.

2.      Kadar air pada batang sawi adalah 95,63%, sedangkan kadar air pada daun sawi adalah 91,2%.

3.      pH awal larutan CH₃COOH adalah 4,7. Setelah ditambah dengan CH₃COONa pH menjadi 5,4. Campuran dari larutan ini disebut dengan buffer asam.

pH awal larutan NH₃ adalah 7,6. Setelah ditambah dengan NH₄OH pH menjadi 7,1. Campuran dari larutan ini disebut dengan buffer basa.

pH awal larutan Na₂HPO₄ adalah 7,4. Setelah ditambah 6,8 ml NaH₂PO₄ pH menjadi 7. Campuran larutan ini disebut dengan buffer fosfat netral.

4.      Larutan buffer cenderung mempertahankan pH bila terjadi penambahan sedikit asam atau basa.

5.      Aquadest bukan larutan buffer sehingga tidak dapat mempertahankan pH bila terjadi penambahan sedikit asam atau basa.

DAFTAR PUSTAKA

Clark, J. 1988. Ringkasan Kimia. Ganeca Exact Bandung, Bandung.

Lehninger. 1990. Dasar-Dasar Biokimia. Jilid I. Erlangga. Jakarta.

Rahmianti, D. 2013. http://www.readersdigest.co.id/sehat/nutrisi/manfaat.air.bagi.tubuh/005/002/67. 24 September 2015.

Sandjaja, 2009. Kamus Gizi. Kompas Media Nusantara, Jakarta.

Sudarmadji, S. 2003. Mikrobiologi Pangan. PAU Pangan dan Gizi UGM, Yogyakarta.

Sudarmadji, S., Haryono, B., dan Suhardi. 1989. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan. Liberty, Yogyakarta.

Syarief, R. dan Halid, H. 1993. Teknologi Penyimpanan Pangan. Arcan, Jakarta.

Tjay, T. H., Rahardja, Kirana. 2007. Obat-obat Penting Khasiat, Penggunaan danEfek Samping. Jakarta, Gramedia.

Wiryawan, A. 2007. Kimia Analitik. FMIPA Universitas Brawijaya Malang, Malang.

Winarno, F. G. 1995. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Winarno, F. G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Winosaputro, S. 1998. Chlorella, Makanan Kesehatan Global Alam . Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

LAMPIRAN

1.    Kadar Air

Daun Sawi

Berat kering = Berat akhir – Berat cawan

= 9,2285 – 9,2021

                 = 0,0264

Kadar air    =  x 100%

                   =  x 100%

                   = 91,2 %

Batang Sawi

Berat kering            = Berat akhir – Berat cawan

                               = 8,9513 – 8,9328

                               = 0,0131 gr

Kadar air    =  x 100%

        =  x 100%

                          = 95,63 %

2.    Buffer asam

Diketahui:   pKa = 4,76

Ka CH₃COOH       = 1,74 x 10^-5

pH CH₃COOH       = - log  

                               = - log

= - log                 
= - log 1,32 x 10^-3

= 3 – log 1,32

= 2,878

[CH₃COOH]          =

                               =

                               = 0,067 M = 0,07

[CH₃COONa]        =

                               =

                               = 0,067 M = 0,07 M

pH                          = pKa – log

                               = 4,76 – log

                               = 4,76

3.      Buffer basa

Diketahui:               pKb= 4,74

Kb NH₃      = 1,8 x 10^-5

pOH       = - log  

               = - log

= - log                   
= - log 1,34 x 10^-3

= 3 – log 1,34

= 2,87

[NH₃]     = 

               = 

            =  0,067 M

[NH₄Cl] =

       =

        = 0,067 M

pH          = 14 -  

        = 14 –

        = 14 – 4,74

        = 9,26

4.      Buffer fosfat

Diketahui:               pKw = 14

pKa = 6,86

pH Na₂HPO₄ =  ( pKw + pKa + log [G] )

                       =  ( 14 + 6,86 + log 0,01 )

                       =  ( 20,86 – 2 )

=  x 18,86

= 9,43

pH               = pKa – log

7                  = 6,86 – log

7                  = 6,86 – log

0,14             = - (log - log 10)

0,14             = - log  + 1

-0,86           = - log

log      = 0,86

V     NaH₂PO₄         = 7,24 ml

/>