Dwi Koko P. M.Sc., Apt Bagian Kimia Farmasi Universitas Jember LARUTAN DAPAR Dwi Koko P. M.Sc., Apt Bagian Kimia Farmasi Universitas Jember

DEFINISI Larutan zat atau senyawa yang dapat menahan perubahan konsentrasi atau perubahan pH sebesar +/- satu unit pH, bila ditambah sedikit asam atau basa. Fungsi : 1. Pada prosedur analitik 2. Larutan dapar baku untuk mengkalibrasi alat pH meter 3. Mempertahankan stabilitas berbagai bentuk sediaan farmasi

Macam Larutan Dapar Larutan mono sistem protolit Larutan poli sistem protolit

LARUTAN POLI SISTEM PROTOLIT Larutan dapar yang terdiri dari dua zat yang berasal dari satu senyawa Penggolongan: Campuran asam lemah dengan garamnya dari basa kuat (asam asetat dan Na asetat) Campuran basa lemah dengan garamnya dari asam kuat (amonium hidroksida dan amonium klorida) Campuran asam dan basa konjugasi (asam salisilat dan ion salisilat)

LARUTAN POLI SISTEM PROTOLIT Terdiri dari dua atau lebih senyawa Contoh Asam borat dan senyawa karbonat Senyawa phospat dan logam hidroksida Senyawa borat dan logam hidroksida

MEKANISME KERJA LARUTAN DAPAR Apabila suatu larutan dapar ditambah sedikit larutan asam, maka yang bertugas untuk menetralkan penambahan asam tersebut adalah ion hidroksi yang berasal dari basa konjugasi Contoh: Larutan dapar asetat yang terdiri dari asam asetat dan Na asetat bila ditambah sedikit asam (H3O+), Rxnya sbb: CH3COO- + H3O+ CH3COOH + H2O Atau dapat ditulis CH3COO- + H2O CH3COOH + OH- Basa konjugasi ion hidroksil OH- + H3O+ H2O + H2O

Apabila larutan dapar ditambah sedikit larutan basa, maka yang bertugas untuk menetralkan penambahan basa tersebut adalah ion hidronium yang berasal dari asamnya Contoh: Larutan dapar asetat yang terdiri dari asam asetat dan Na asetat bila ditambah sedikit basa reaksinya sbb: CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O Atau dapat ditulis CH3COOH + H2O CH3COO- + H3O+ asam ion hidroksonium H3O+ + OH- H2O + H2O

pH Larutan Dapar Larutan dapar asam lemah HA [Ca] dan garamnya MA [Cs], maka: Asam tidak terdisosiasi : Ca – [H+] Garam terdisosiasi sempurna: [A-] = Cs + [H+], sesuai disosiasi berikut: HA H++ A- MA M++ A-

Menurut rumus kesetimbangan: Ka = aH+ x aA- aHA atau aH+ = aHA x Ka aA- [H+ ] = [HA] x Ka [A-] [H+ ] = Ca – [H+] x Ka Cs + [H+]

pH = pKa + log [Garam] [H+ ] = Ca x Ka Cs [H+ ] = [Asam] x Ka [Garam] -log [H+ ] = -log [Asam] x –log Ka pH Larutan dapar untuk campuran asam lemah dan basa kuat: pH = pKa + log [Garam] [Asam]

pH campuran basa lemah dan garam dari asam kuat [OH- ] = [Basa] x Kb [Garam] -log [OH-] = -log [Basa] x –log Kb pH dapar basa lemah dengan garam dari asam kuat pOH = pKb+ log [Garam] [Basa]

Contoh Tentukan pH larutan dapar yang berisi asam asetat 0,10M dan sodium asetat 0,10M (ka = 1,82 x10-5 mol/liter) ditambah 10ml HCl 1M. Berapa harga pH-nya?

Jawab pH sebelum penambahan HCl CH3COOH H+ + CH3COO- CH3COONa Na+ + CH3COO- pH = pKa + log [Garam] [Asam] pH = 4,74 + log [NaAc] [HAc] pH = 4,74 + log [0,10M] [0,10M] pH= 4,74 + 0,00 =4,74

Setelah penambahan 10 ml HCl 1 Molar Reaksi: CH3COOH H+ + CH3COO- CH3COONa Na+ + CH3COO- HCl H+ + Cl- Dari reaksi ionisasi HCl, konsentrasi [H+] = 10ml x 1 Molar = 10mmol = 0,01 mol Sehingga konsentrasi [Garam]=[CH3COONa] =0,1-0,01=0,09 Konsentrasi asam [CH3COOH] = 0,10 +0,01=0,11 pH = 4,74 + log 0,09/0,11=4,74-0,09=4,65

Persamaan pH Dapar Dengan Melibatkan Koefisien Aktivita Asam Valensi 1(asam Monovalen) dan harga kekuatan ion A. I<0,02 pH = pKa + log [Garam] - 0, 5√ I [Asam] B. I> 0,02 pH = pKa + log [Garam] - 0, 5√ I [Asam] 1+ √ I

Asam Valensi banyak dan harga kekuatan ion A. I < 0,02 pH = pKa + log [Garam] - 0, 5 (2n-1)√ I [Asam] B. I>0,02 pH = pKa + log [Garam] - 0, 5 (2n-1) √ I [Asam] 1+ √ I Keterangan: I = harga kekuatan ion (ionic strenght) n = tingkatan ionisasi asam polivalen

Contoh: Tentukan pH dengan memperhitungkan koefisien aktivita larutan 1000ml dapar format berisi 0,05 mol asam format, dan 0,10 mol sodium format. Diketahui harga kekuatan ion adalah 0,10 dan harga pKa asam format =3,75

Jawab pH = pKa + log [Garam] - 0, 5 √ I [Asam] 1+ √ I pH = 3,75 + log [0,10] - 0, 5 √ 0,10 [0,05] 1+ √0,10 pH = 3,93

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Larutan Dapar Penambahan garam Penambahan/pengurangan volume Jenis pelarut (solvent) Perubahan suhu larutan

Kapasitas Dapar Kemampuan untuk mempertahankan pH larutan, apabila ada pengaruh asam atau basa dari luar Larutan dapar apabila ditambah 1 grek per liter asam kuat atau basa kuat , larutan dapar tersebut pHnya berubah sebesar 1 satuan pH B = ∆B / ∆pH B = kapasitas dapar ∆B = Jumlah grek/liter asam kuat / basa kuat yang ditambahkan ∆pH = Selisih antara kedua pH, yakni pH sebelum dan sesudah penambahan asam kuat dan basa kuat

Contoh Suatu larutan dapar asetat yang mengandung 0,10M asam asetat CH3COOH dan 0,10M Natrium asetat CH3COONa, harga pKa 4,76. Larutan ini ditambah 0,01M basa kuat (NaOH). Berapa pH larutan sebelum dan sesudah penambahan basa kuat NaOH dan tentukan kapasitas daparnya

Penyelesaian pH sebelum penambahan NaOH Reaksi: CH3COOH H+ + CH3COO- CH3COONa Na+ + CH3COO- 0,10M 0,10M 0,10M pH = pKa + log[CH3COONa] [CH3COOH] pH= 4,76 + log [0,10]/[0,10]=4,76

pH sesudah penambahan NaOH Reaksi: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O 0,01M 0,01M 0,01M Setelah reaksi, konsentrasi [garam] = [CH3COONa] = 0,10 + 0,01 Konsentrasi [Asam] = [CH3COOH] = 0,10 -0,001 Sehingga: pH = pKa + log [CH3COONa] [CH3COOH] pH= 4,76 + log [0,10 + 0,001]/[0,10-0,01] = 4,85

Kemudian dihitung harga kapasitas dapar larutan, dimana: Harga ∆B = 0,01grek/liter NaOH ∆pH = 4,85 – 4,76 = 0,09 Sehingga harga kapasitas dapar B= ∆B/ ∆pH = 0,01/0,09 = 0,11

Rumus Kapasitas Dapar VAN SLYKE B= 2,3 C X Ka [H3O+] {Ka + [H3O+]}2 Dimana C= konsentrasi total dapar

Contoh Larutan dapar asetat terdiri dari 0,10M Asam asetat dan 0,02M Na Asetat, harga Ka=1,75 x10 Hitung : Berapa harga pH dan kapasitas daparnya!

Penyelesaian: pH = pKa + log [CH3COONa] [CH3COOH] pH = 4,76 + log [0,02] / [0,10-0,02] pH = 4,76+2-log8 = 4,76+0,3010-0,9031 pH = 3,8421 [H3O+] = 1,44. 10-4 = 0,000144 C = 0,08 + 0,02 = 0,10

B =2,3C x Ka[H3O+] / {Ka+[H3O+]} B= 2,3[0,10] x 1,75 x 10-5[10-3,8421] {1,75x10-5 + [10-3,8421]}2 B= 0,23 x (2,5 x 10-9)/(2,61x10-8) B= 0,23 x 0,09578 = 0,022

Kapasitas Dapar Maksimum Kapas dapar maksimum apabila konsentrasi garam = konsentrasi asam, atau konsentrasi garam = konsentrasi basa, sehingga [Garam]=[Asam] atau [Garam]=[Basa]

pH=pKa + log [CH3COONa] [CH3COOH] pH= pKa + log 1 pH= pKa [H3O+] = Ka, Maka Rumus Van Slyke: B= 2,3C x ka[H3O+] {ka +[H3O+]} B= 2,3C x [H3O+]2 4[H3O+]2 B=2,3C[1/4] B=2,3/4C Bmaks =0,576C

Contoh Larutan dapar format terdiri dari 0,20M asam format dan 0,10M NaOH, harga Ka= 1,80 x 10-4 Berapa harga pH dan kapasitas daparnya

Penyelesaian Reaksi dapar adalah: HCOOH + NaOH HCOONa + H2O 0,20M 0,10M 0,10M Rumus dapar pH = pKa + log [HCOONa] [HCOOH] pH = 3,74 + log [0,10] [0,10] = 3,74

Kapasitas Dapar maksimum: Bmaks = 2,3C x [H3O+]2 4 [H3O+] 2 Bmaks = 2,3 [0,20] x ¼ Bmaks = 2,3 x[0,05] =0,115 Bmaks = 0,576 x 0,20 = 0,115