buffer carbonat

MAKALAH KIMIA ANALITIK

BUFFER KARBONAT

Disusun oleh :

Ari Nurmawati

NIM : A.102.09.007

Akademi Analis Kesehatan Surakarta

2013/2014

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga saya dapat menyusun makalah ini yang berjudul "Buffer Karbonat" tepat pada waktunya.

Saya menyadari bahwa didalam pembuatan makalah ini berkat bantuan dan tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu dalam kesempatan ini saya menghaturkan rasa hormat dan terima kasih kepada semua pihak yang membantu dalam pembuatan makalah ini.

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada para pembaca. Saya menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik dan saran dari pembaca sangat saya harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya.

Surakarta, 7 September 2013

Ari nurmawati

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
       Larutan buffer atau yang disebut dengan larutan penyangga memiliki peranan penting dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saja dalam tubuh manusia, larutan penyangga berperan penting untuk dapat mempertahankan pH. Hal ini terjadi karena didalam cairan sel tubuh terdapat system penyangga, yaitu asam dihidrogen fosfat. Campuran penyangga ini berperan juga dalam system pengeluaran ion H+ pada ginjal. Di dalam tubuh manusia ginjal memiliki peranan yang sangat penting, diantaranya yaitu :
1. untuk membuang zat sisa dari tubuh
2. mengatur kesetimbangan zat elektrolit dan tekanan darah
3. merangsang pertumbuhan sel darah merah.
       Selain itu, didalam darah juga terdapat larutan penyangga. Pada saat berolahraga, kecepatan denyut jantung, tekanan darah, dan jumlah darah yang di pompa per denyut jantung akan meningkat. Akibatnya, aliran darah ke jantung, otot, dan kulit akan lancar dan tidak dan tidak tersumbat. Selama

melakukan olahraga, otot yang menyimpan glukosa di dalamnya memerlukan oksigen untuk mengubah energi kimia menjadi energi gerak. Oksigen yang digunakan oleh otot tersebut berasal dari hemoglobin darah. Perubahan energi yang terjadi di otot akan menghasilkan gas CO2 dan ion H+ sehingga pH darah akan turun. pH darah memiliki rentang antara 7,35 sampai 7,45. Bila pH darah lebih kecil dari 7,35 disebut asidosis dan bila pH darah lebih besar dari 7,45 disebut alkalosis. Jika pH darh lebih kecil dari 7,0 atau lebih besar dari 7,8 maka dapat menimbulkan kematian.
Untuk menjaga pH agar tidak  banyak  berubah maka dalam darah terdapat sistem penyangga, yaitu asam karbonat dan ion bikarbonat. Reaksi kesetimbangan larutan penyangga dalam darah (asam karbonat dan bikarbonat) sebagai berikut :

H3O+(aq) + HCO3-(aq) H2CO3(aq) + H2O(l) 2H2O(l) + Cl2(g)

          Berdasarkan reaksi diatas, proses pertama merupakan reaksi asam basa dimana asam karbonat tidak bertindak sebagai asam dan air bertindak sebagai basa. Basa konjugasi untuk asam karbonat adalah ion bikarbonat. Asam karbonat juga berdisosiasi dengan cepat untuk menghasilkan air dan karbondioksida. Proses kedua bukan reaksi asam basa. Akan tetapi, proses ini penting untuk mengetahui kapasitas larutan penyangga dalam darah.
Jadi untuk dapat mengerti lebih lanjut tentang larutan buffer karbonat, maka semua tentang larutan penyangga karbonat akan dibahas pada bab selanjutnya.

1.2 Tujuan Makalah :

1. untuk mengetahui apa larutan penyangga (buffer)

2. untuk mengetahui fungsi buffer dalam kehidupan sehari-hari

3. untuk mengetahui mekanisme buffer karbonat dalam tubuh

BAB II

PEMBAHASAN

A.   Pengertian buffer (larutan penyangga)

Buffer (penyangga) adalah larutan kimia yang menahan ph jika terdapat penambahan asam atau basa. Larutan buffer terdiri dari larutan asam lemah dan garamnya, seperti asam karbonat dan natrium bikarbonat atau larutan basa lemah dan garamnya, seperti larutan ammonia dan ammonium klorida.

Jika ph menurun, maka garam (natrium bikarbonat) berperan sebagai basa yang akan menerima ion hydrogen yang ditambahkan pada larutan. Jika ph meningkat, asam lemah (asam karbonat) akan mendonorkan ion hydrogen kepada larutan, sehingga perubahan ph akan disangga. Hal yang sebaliknya berlaku untuk basa lemah dan garamnya.

Secara umum buffer bereaksi dengan melepaskan atau mengambil ion hydrogen:

<= Penurunan konsentrasi ion hydrogen

H⁺ + Buffer^-                    HBuffer

Peningkatan konsentrasi ion hidrogen =>

Perhatikan bahwa ion hydrogen tidak dibuang dari tubuh namun hanya terperangkap dalam buffer. System buffer kimiawi utama dalam tubuh adalah :

-         System buffer bicarbonate

-         System buffer fosfat

-         System buffer protein

Semua sistem buffer akan bekerja bersama untuk mengembalikan ph dalam sekejap, tetapi terdapat keterbatasan perubahan ph sebesar apa yang dapat dijaga konstan oleh buffer. Hal ini tergantung cadangan buffer yang tersedia disebut juga cadangan buffer. Jika jumlah asam atau basa yang ditambahkan sangat besar, maka system buffer tidak akan mampu mengatasinya.
       Larutan penyangga banyak digunakan dalam reaksi-reaksi kimia terutama dalam bidang kimia analitis, biokimia, bakteriologi, dan bidang kesehatan. Dalam reaksireaksi kimia tersebut dibutuhkan pH yang stabil.
Dalam tubuh manusia, pH darah harus dijaga pada 7,35 – 7,45. Jika pH darah kurang dari 7,35 maka disebut asidosis (penurunan pH) yang dapat terjadi akibat penyakit-penyakit seperti ginjal, jantung, diabetes mellitus (penyakit gula), konsumsi protein berlebihan dalam waktu yang lama atau dehidrasi (kekurangan cairan tubuh yang cukup banyak) misalnya olah raga yang terlalu berlebihan atau diare yang terus menerus. Dan jika pH darah lebih dari 7,45 disebut alkalosis (peningkatan pH) yang bisa terjadi bila kita mengalami muntah yang hebat, bernafas terlalu berlebihan (hyperventilasi) biasanya di daerah yang udaranya tipis (ketinggian) atau ketika kita sedang cemas atau histeris. Kematian dapat terjadi jika pH darah kurang dari 7,0 atau lebih besar dari 7,8. pH di dalam darah dijaga oleh beberapa sistem kesetimbangan larutan penyangga.
       Berbagai zat yang masuk ke dalam tubuh kemudian diserap oleh darah, akan sangat mempengaruhi harga pH darah. Dengan adanya system penyangga, perubahan pH darah yang drastis, baik penurunan atau kenaikan pH darah dapat dicegah.
       Dalam bidang industri, terutama bidang farmasi (obat-obatan), diperlukan keadaan pH yang stabil. Perubahan pH akan menyebabkan khasiat zat aktif dalam obat-obatan akan terus berkurang atau hilang sama sekali. Untuk obat suntik dan obat yang dapat menimbulkan iritasi seperti tetes mata, pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh. pH Obat suntik harus disesuaikan dengan pH darah agar tidak terjadi asidosis atau alkalosis pada darah.

B.   Sistem buffer bikarbonat

Proses-proses kimia yang terjadi dalam tubuh dapat menghasilkan beberapa zat kimia seperti karbondioksida dan ion hidrogen. Dalam hal ini, keberadaan zat-zat kimia tersebut dapat menyebabkan pH darah turun atau naik. Jika pH darah sangat rendah, maka kondisi pada saat tersebut dikenal dengan asidosis, sedangkan jika pH darah sangat tinggi, maka kondisi pada saat tersebut dikenal dengan alkalosis

Sistem buffer bicarbonate merupakan buffer ekstrasesuler utama dan bertanggung jawab mempertahankan ph darah. Karbondioksida yang terbentuk selama respirasi sel akan larut dalam air (plasma) untuk membentuk asam karbonat. Asam karbonat ini akan berdisosiasi sebagian menghasilkan ion hydrogen dan ion bicarbonate. Ion bicarbonate akan berperan sebagai akseptor ion hydrogen. Jika ion hydrogen ditambahkan ke dalam tubuh, seperti asam laktat yang dihasilkan saat olahraga, maka ion bikarbonat dan ion hydrogen yang terbentuk dari asam laktat akan membentuk asam karbonat. Asam karbonat berperan sebagai donor ion hydrogen, jika ion hydrogen hilang dari tubuh, seperti pada kasus muntah-muntah berat, asam karbonat akan berdisosiasi lebih banyak untuk melepaskan ion hydrogen dan ion bikarbonat. dalam Dua buah reaksi kesetimbangan penyangga asam karbonat bikarbonat tersebut dituliskan sebagai berikut :
bukan reaksi asam basa
H3O+(aq) + HCO3-(aq) → H2CO3(aq)

       Asam karbonat (H2CO3) merupakan asam dan air merupakan basa. Basa konjugasi untuk H2CO3 adalah HCO3- (ion karbonat). Asam karbonat juga terurai dengan cepat untuk menghasilkan air dan karbondioksida. Meskipun kesetimbangan antara gas CO2 dengan asam karbonat bukan merupakan reaksi asam basa, tetapi reaksi ini berperan dalam mempertahankan konsentrasi H2CO3 dengan konsentrasi HCO3- dalam darah yaitu sebesar 20:1. Selain itu, hal ini juga dipengaruhi oleh keseimbangan kelarutan gas CO2 dari paru-paru dengan gas CO2 yang terlarut dalam darah. Ketika suatu senyawa asam dimasukkan ke dalam darah yang menghasilkan asam karbonat menurut reaksi sebagai berikut:

H2CO3 (aq) → HCO3(aq) + H + (aq)

Jika dalam darah banyak terlarut H2CO3, maka pH darah menjadi lebih rendah, sehingga H2CO3 segera terurai menjadi air dan CO2, dimana gas CO2 ini dibuang ke paru-paru. Akibatnya pH darah relatif tetap. Akan tetapi, ketika suatu asam basa dimasukkan ke dalam darah, maka ion OH- dari basa tersebut segera bereaksi dengan asam karbonat (H2CO3) dalam darah yang menghasilkan ion bikarbonat dan air menurut reaksi sebagai berikut :

OH-(aq) + H2CO3(aq) → HCO3-(aq) + H2O(l)

Akibatnya, asam karbonat dalam darah berkurang dan untuk menggantinya, gas CO2 disuplai dari paru-paru ke dalam darah.

C.   Mekanisme paru

Ph tidak tergantung pada kadar absolut bikarbonat dan kadar karbondioksida, tetapi pada rasio kedua konsentrasi. Penurunan atau peningkatan konsentrasi bikarbonat tidak mengubah ph bila kadar karbondioksida turun atau meningkat dengan proporsi yang sebanding. Dengan mengubah kecepatan ekskresi karbondioksida, paru-paru dapat mengatur kadar karbondioksida dan memodifikasi ph. Meskipun sejumlah besar karbondioksida dihasilkan oleh aktivitas metabolisme normal, sedikit sekali terjadi perubahan ph akibat sifat-sifat unik system buffer asam karbonat-bikarbonat dan tingginya perkembangan mekanisme control respirasi. Peningkatan kecepatan respirasi, yang dirangsang oleh peningkatan kadar karbondioksida, meningkatkan ekskresi karbondioksida, menurunkan kadar karbondioksida dan meningkatkan ph. Sebaliknya penurunan kecepatan respirasi meningkatkan kadar karbondioksida dan menurunkan ph.

Mekanisme paru-paru dapat mengubah ph dengan mengganti karbondioksida dan mengubah rasio asam karbonat terhadap bikarbonat, proses ini tidak dapat menyebabkan kehilangan atau diperolehnya ion hydrogen. Paru-paru tidak mampu menghasilkan bikarbonat untuk menggantu bikarbonat yang hilang untuk membuffer ion hydrogen. Pembentukan bikarbonat baru, dan bila diperlukan, ekskresi bikarbonat adalah tanggung jawab ginjal.

D.    Mekanisme ginjal

Ginjal merupakan pengatur terpenting keseimbangan asam-basa sehari-hari dalam keadaan normal. Pengaturan keseimbangan asam-basa ginjal harus memenuhi dua persyaratan. Pertama, ginjal harus mencegah kehilangan bikarbonat dalam urine. Kedua, untuk mempertimbangkan keseimbangan asam-basa ginjal harus mengekskresi asam sejumlah produksi sehari-hari asam tidak dapat menguap. Pengaturan ginjal untuk memenuhi kedua persyaratan ini dipenuhi dengan dua proses penting. Pertama, pengambilan kembali sebagian besar bikarbonat yang terfiltrasi di tubulus proximalis. Disini tidak terjadi ekskresi ion hydrogen, tetapi pada orang dewasa, proses ini mampu mengambil sampai 5000mEq bikarbonat yang setiap hari di filtrasi di glomerulus. Bila bikarbonat ini tidak diambil kembali, kehilangannya akan setara dengan retensi sejumlah ion hydrogen yang akan mengakibatkan asidosis sistemik berat. Kedua, ekskresi asam terjadi di segmen distal nefron melalui sekresi ion hydrogen  kedalam lumen tubulus dan ekskresi selanjutnya dalam kombinasi dengan buffer yang terfiltrasi seperti fosfat atau ammonia.

BAB IV

KESIMPULAN

1.     Larutan buffer atau penyangga adalah larutan yang dapat menahan pH tersebut atau tidak berubah meski ditambah sedikit asam atau sedikit basa atau juga diencerkan.

2.     Larutan penyangga banyak digunakan dalam reaksi-reaksi kimia terutama dalam bidang kimia analitis, biokimia, bakteriologi, dan bidang kesehatan.

3.     Sistem penyangga karbonat bikarbonat merupakan larutan penyangga paling penting untuk mempertahankan keseimbangan asam basa dalam darah

4.     Sistem bikarbonat menyangga 90% ion hydrogen dalam darah dan sangat penting karena jumlah karbondioksida dan ion bikarbonat juga dapat di atur oleh paru-paru dan ginjal.

DAFTAR PUSTAKA

Joyce,J.Colin,B.Helen,S.2008.”Prinsip Sains untuk Keperawatan”.Erlangga.Jakarta.

Behrman,K.1999.”Ilmu Kesehatan Anak”.Edisi 15 Penerbit Buku Kedokteran.Jakarta

Muhtardi.Sandi,J.2006.”kimia 2”.Yudistira.Jakarta

Suryatno.2007.”Kimia untuk SMA/MA”.Grasindo.Jakarta