Laporan Farmasi Fisik I - Buffer dan Kapasitas Buffer

BUFFER DAN KAPASITAS BUFFER

A.    TUJUAN

            Tujuan dari percobaan ini adalah Memperkenalkan cara pembuatan buffer dan penetapan pH larutan, serta penetuan kapasitasnya.

B.     LANDASAN TEORI

Titrasi adalah metode penetapan kadar suatu larutan dengan menggunakan larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya. Dalam hal ini, suatu larutan yang telah diketahui konsentrasinya secara pasti (larutan standar), ditambahkan secara bertahap kelarutan lain yang konsentrasinya tidak diketahui, sampai reaksi kimia antara kedua larutan tersebut berlangsung sempurna. Sebelum basa ditambahkan harga pH adalah larutan asam kuat, sehingga pH <7 dan ketika basa ditambahkan sebelum titik ekivalen, harga pH ditentukan oleh asam lemah. Pada titik ekivalen jumlah basa yang ditambahkan secara stokiometri ekivalen terhadap jumlah asam yang ada. Oleh karena itu pH ditentukan oleh larutan garam (pH=7). Titik ekivalen dalam titrasi adalah titik keadaan (kuantitas) asam-basa dapat ditentukan secara stokiometri (Chandra, 2012).

Larutan buffer adalah semua larutan yang pH-nya dapat dikatakan tetap, walaupun ditambahkan sedikit asam atau basa. Biasanya, larutan buffer mengandung asam lemah beserta basa lemah konjugatnya dalam konsentrasi yang hampir sama. Larutan buffer berperan besar dalam mengontrol kelarutan ion-ion dalamlarutan sekaligus mempertahankan pH dalam proses biokimia dan fisiologis (Oxtoby, 2001).

Buffer dapat digunakan dalam melihat rentang asam/basa, melalui diagram potensial-pH tidak dapat mencakup seluruh daerah pH, karena terbatasi oleh trayek rentang pH sistem buffer. Walaupun demikian, rentang pH 3,22-9,03 adalah salah satu daerah pH penting dalam kajian korosi baja karbon, karena daerah itu meliput sebagian besar daerah peralihan korosi aktif ke keadaan pasif (Bundjali, 2004).

kapasitas buffer yang besar, pada kondisi larutan yang lewat jenuh, partikel-partikel produk korosi dapat terbentuk lebih seragam. Partikel-partikel tersebut mampu membentuk lapisan pelindung yang lebih rapat sehingga meminimalisi serangan spesi korosif terhadap permukaan logam. Sebaliknya, pada kapasitas buffer yang rendah, perbedaan pH antara sisi anodik dan katodik cukup tinggi. Tingginya perbedaan pH tersebut menyebabkan perbedaan potensial antara sisi anodik dan katodik semakin tinggi sehingga proses korosi berlangsung semakin cepat ( Santoso, 2011 ).

            Larutan dapar seringkali dipakai dibidang farmasi, khususnya dalam pembuatan larutan obat mata (ophthalmic solution). Dapar dapat juga dipakai dalam penetapan pH dengan cara kolorimetri dan untuk studi penelitian yang memerlukan pH yang konstan (Martin, 1990).

C.    ALAT DAN BAHAN

1.      Alat

Alat – alat yang digunakan pada percobaan ini adalah :

-    Batang Pengaduk

-    Buret 25 ml

-    Erlenmeyer 100 ml

-    Filler

-    Gelas Kimia 500 ml

-    Labu Takar 50 ml

-    Pipet Ukur 10 ml

-    Pipet Tetes

-    Statif dan Klem

-    Timbangan Analitik

2.      Bahan

  Bahan – bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah :

-    Alkohol (R – OH)

-    Aquadest (H₂O)

-    Asam Salisilat (C₇H₆O₃)

-    Indikator Fenolftalein (C₂₀H₁₄O₄)

-    Natrium Hidroksida (NaOH)

-    Natrium Salisilat (C₇H₅NaO₃) 

HASIL PENGAMATAN

1.      Tabel Hasil Pengamatan

No	Perlakuan	Jumlah NaOH (ml)	Kapasitas buffer (g. Eq/L)	Gambar
				Sebelum	Sesudah
1	Buffer pH 3 + Indikator Fenoftalein + NaOH	8,7	9,6
2	Buffer pH 4 + Indikator Fenoftalein + NaOH	1,05	1,5
3	Buffer pH 5 + Indikator Fenoftalein + NaOH	0,45	0,75

A.    PEMBAHASAN

Larutan buffer adalah larutan yang mempunyai pH yang sangat stabil bahkan bila ditambahkan sedikit asam atau basa pH larutan tersebut tidak berubah secara signifikan. Farmasis sering menggunakan larutan buffer untuk mengatur pH sebuah reaksi dalam pembuatan suatu obat. Larutan penyangga secara sederhana dibuat dengan mencampurkan asam lemah dengan basa konjugatnya atau larutan penyangga juga dapat dibuat dengan mencampurkan basa lemah dengan asam konjugatnya. Larutan penyangga bekerja secara bereaksi dengan asam atau basa yang ditambahkan untuk mengendalikan pH.

Kapasitas buffer adalah suatu ukuran kemampuan larutan penyangga dalam mempertahankan pH-nya dan tergantung dari konsentrasi komponen-komponen yang ada dalam larutan tersebut baik secara absolut maupun secara relatif.

Titrasi adalah sebuah metode yang digunakan untuk menentukan konsentrasi suatu larutan. Caranya adalah dengan menetesi larutan yang akan dicari konsentrasinya (analit) dengan sebuah larutan hasil standarisasi yang sudah diketahui konsentrasi dan volumenya (titrant). Tetesan titrant dihentikan ketika titik ekuivalen telah tercapai. Titik ekuivalen adalah titik dimana titrant dan analit tepat bereaksi atau jumlah volume larutan titrant dengan mol tertentu telah sama dengan mol larutan analit. Titik akhir titrasi ditentukan dengan menggunakan larutan indikator. Indikator ini akan berubah warna jika volume larutan titrant yang menetesi analit berlebih atau dengan kata lain saat larutan analit sudah bereaksi semua.

Metode titrasi mempunyai kelebihan dan kekurangan. Metode titrasi masih digunakan secara luas karena merupakan metode yang tahan, murah, dan mampu memberikan ketepatan (Presisi) yang tinggi. Keterbatasan metode ini adalah bahwa metode titrasi kurang spesifik.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pH larutan dapar yaitu penambahan garam-garam netral ke dalam larutan dapar dapat mengubah pH larutan dengan berubahnya kekuatan ion. Perubahan kekuatan ion dan pH dapar dapat pula disebabkan oleh pengenceran. Penambahan air dalam jumlah cukup, jika tidak mengubah pH dapat mengakibatkan penyimpangan positif atau negatif sekalipun kecil sekali, karena air selain dapat mengubah nilai koefisien kereaktifan ia juga dapat bertindak sebagai asam lemah atau basa lemah.

Percobaan ini menggunakan alkohol 96 % untuk melarutkan sampel. Alkohol 96 % merupakan cairan yang mengandung 96 % etil alkohol (CH­₃CH₂OH₎ dan 4 % air. Kalau alkohol 100%, dia tidak akan stabil dan tidak bisa disimpan dalam botol reagen soalnya alkohol mudah menguap. Makanya, alkohol harus dilarutkan dulu dalam air. Umumnya senyawa pekat yang mudah menguap harus dilarutkan dalam air terlebih dahulu. Etanol dapat larut dalam air dengan segala perbandingan. Antara molekul etanol dengan molekul air akan mengalami interaksi yang cukup kuat. Interaksi ini cenderung lebih kuat dibandingkan gaya antar molekul etanol sendiri. Kuatnya interaksi antara etanol dengan air disebabkan adanya gugus –OH yang terdapat di dalamnya. Gugus –OH ini yang menyebabkan etanol bersifat hidrofilik (suka air). Meskipun di dalam molekul etanol sendiri terdapat rantai hidrokarbon (CH­₃CH₂^-) yang juga menyebabkan interaksi antar molekul etanol sendiri, tapi interaksi itu tidaklah terlalu sekuat antara air dan etanol. Akhirnya, etanol dan air dapat larut sempurna. Inilah yang merupakan prinsip like dissolve like.

Reaksi antara asam salisilat yang merupakan asam lemah ditambah dengan larutan NaOH sebagai konjugasinya akan mengalami suatu reaksi kimia, yang perubahannya terdapat pada warna pada saat dititrasi dan berdampak juga pada kestabilan pH yang secara otomatis berubah serta menghasilkan garam ( natrium salisilat ) ditambah dengan H₂O. Jika dituliskan dalam persamaan reaksi, maka dituliskan reaksinya sebagai berikut:

C₇H₆O₃ + NaOH                     C₇H₅NaO₃ + H₂O^-

Penambahan larutan NaOH pada sampel memiliki suatu reaksi, yang dimana larutan NaOH memiliki zat yang bereaksi biasanya mengalami penurunan dan kenaikan pH tergantung pada jenis reaksi yang berlangsung. Dalam kondisi tertentu, penurunan dan kenaikan pH yang terjadi akan dapat menyebabkan hasil reaksi yang tidak di inginkan, karena itu kestabilan pH harus dipertahankan. Disinilah peran larutan penyangga atau larutan NaOH di perlukan. Susunan larutan penyangga yang seperti ini memungkinkan larutan penyangga untuk menetralkan asam atau basa dari luar.

Fungsi penambahan indikator fenoftalein untuk mengetahui terjadinya suatu titik ekivalen dalam proses penitrasian dengan terjadinya perubahan warna pada larutan.Indikator PP dengan range pH 8,0 ± 9,6 merupakan indikator yang baik untuk larutan basa dimana indikator ini akan merubah warna larutan dari bening menjadi merah muda akibat dari perubahan pH larutan pada saat penitrasian.

Percobaan buffer dan kapasitas buffer ini dilakukan proses pembuatan buffer, penetapan pH larutan dan penentuan kapasitas dari larutan buffer. Percobaan dilakukan menggunakan buffer salisilat yang merupakan campuran dari Asam Salisilat (C₇H₆O₃) dan Natrium Salisilat (C₇H₅NaO₃) serta NaOH sebagai titran.

Percobaan pertama yaitu buffer dengan pH 3 ditambahkan indikator Fenolftalein dan dititrasi dengan NaOH. Digunakan indikator Fenolftalein bertujuan untuk mengetahui lebih jelas batas titrasi yang terjadi, ditandai dengan perubahan warna dari warna bening menjadi merah muda. Dilakukan hal yang sama pada buffer pH=4 dan buffer pH=5. Setelah dititrasi dan dihitung kapasitasnya diperoleh kapasitas buffer pH=3 sebesar 9,6 g. Eq/L, buffer pH=4 sebesar 1,5 g. Eq/L dan buffer pH=5 sebesar 0,75 g. Eq/L.

Buffer  pada bidang farmasi banyak digunakan untuk menetralkan darah atau biasanya pada kasus keracunan. Dalam bidang Farmasi (obat-obatan) banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan  pH stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat  zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik atau obat tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH untuk obat tetes mata harus disesuaikan dengan pH air mata agar tidak  menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata. Contoh obat tetes mata yang beredar dipasaran yaitu Insto. Begitu juga obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak menimbulkan alkalosis atau asidosis pada darah. Perubahan pH pada larutan obat dapat merusak komposisi, fungsi, dan efektivitas obat tersebut. Oleh karena itu, obat-obatan dalam bentuk larutan sering kali bertindak sebagai sistem penyangga bagi obat itu sendiri untuk mempertahankan kadar larutan obat tetap berada dalam trayek pH tertentu.

Larutan Penyangga pada Obat-Obatan yaitu asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat; sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentransfer kelebihan asam.

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa  Larutan buffer adalah larutan yang terdiri dari garam dengan asam lemahnya atau garam dengan basa lemahnya. Penentuan kapasitas buffer dilakukan untuk menunjukkan kekuatan larutan dalam mempertahankan pH, pada larutan buffer pH=3 diperoleh kapasitas buffer sebesar 9,6 g.Eq/L, pada larutan buffer pH=4 diperoleh kapasitas buffer sebesar 1,5 g.Eq/L, dan pada larutan buffer pH=5 diperoleh kapasitas buffer sebesar 0,75 g.Eq/L.

DAFTAR PUSTAKA

Bundjali, B., N. M. Surdia, Oei B. L., Bambang A., 2004, Konstruksi Diagram Potensial pH untuk Baja Karbon dalam Buffer Asetat secara Potensiodinamik Eksperimental, Jurnal Matematika dan Sains, Vol. 9(4) .

Chandra, A.D, Hendra, C., 2012, Rancang Bangun Kontrol pH Berbasis Self Tuning PID Melalui Metode Adaptive Control, Jurnal Teknik, Vol. 1(1)

Martin, A., Swarbrick, J., Cammarata, A., 2009,  Farmasi Fisik, Universitas Indonesia, Jakarta.

Oxtoby, Gillis, Nachtrieb, 2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern Edisi Keempat Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

Santoso, R. W., Budi A. K., ST., 2011, Pengaruh Konsentrasi CH₃COOH Terhadap Karakterisasi Kotosi Baja  BS 970 Lingkungan CO₂, Jurnal Teknik Material dan Metalurgi.