Peran Larutan Penyangga Dalam Kehidupan

PERAN LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN

Hallo adik adik kimia, nah adik adik udah tau kan mengenai larutan penyangga. Kalian tahu ga sih, ternyata ada juga loh aplikasi  larutan penyangga dalam kehidupan contohnya dalam darah, dan banyak lagi kuy kepoin dan mari dibaca sampai tuntas adik adik kimia biar makin tau dan paham !

A.    Sistem Larutan Penyangga Karbonat Dalam Darah

Darah ini merupakan larutan penyangga pH, adik adik harus tau bahwa darah manusia memiliki pH berkisar antara 7,39-7,45. Kenapa mesti ada larutan penyangga dalam tubuh? dapat kita ketahui bahwa Organ yang berperan dalam mengatur pH darah adalah paru-paru dan ginjal.Keadaan ketika pH darah kurang dari normal disebut asodosis.Sebaliknya, keadaan ketika pH darah lebih dari normal disebut alkalosis.

Dalam prosses alam dan kehidupan sehari-hari terdapat beberapa contoh efek dari perubahan konsentrasi pada reaksi kesetimbangan, misalnya transpor oksigen dari paru-paru ke sel tubuh dilakukan oleh hemoglobin dalam sel darah merah. 

Gambar 1. Human Body

Di dalam paru-paru konsentrasi oksigen relatif tinggi dan hemoglobin bergabung dengan oksigen membentuk oksihemoglobin. Reaksi yang terjadi dapat dituliskan:

Hb + O₂ (aq) ↔ HbO₂

Dalam jaringan tubuh konsentrasi oksigen rendah dan terjadi reaksi kebalikannya.hemoglobin melepaskan oksigen untuk digunakan oleh sel tubuh. Selagi oksigen dalam perjalanan dari paru-paru ke jaringan tubuh, karbondioksida yang terbentuk oleh respirasi sel dari jaringan tubuh ke paru-paru.Oksigen masuk kedalam tubuh melalui proses pernapasan. Di dalam tubuh oksigen diikat oleh hemoglobin di dalam darah. Adik adik harus tau bahwa Oksigen ini bersifat sangat peka terhadap perubahan pH.

Dalam jaringan tubuh, karbondioksida pada konsentrasi relatif tinggi terlarut dalam darah dan bereaksi dengan air untuk membentuk asam karbonat.

CO₂ (g) H₂O ↔ H₂CO₃ (aq)

Dalam paru-paru, konsentrasi karbondioksida relatif rendah sehingga terjadi reaksi kebalikan dan karbondioksida ditolak dari darah ke udara. Kehidupan dapat belangsung jika pH dalam darah dan jaringan tubuh berkisar 7,4. Asam karbonat dalam darah berada dalam keadaan kesetimbangan dengan ion hidrogen karbonat dengan ion hidrogen. Selanjutnya, perhatikan gambar mengenai mekanisme transpor oksigen di bawah ini. 

Gambar 2. Transport Oksygen

Berdasarkan gambar 2. transpor oksigen maka dapat diketahui jika konsentrasi ion hidrogen bertambah, sebagian besaar kelebihan ion hidrogen di tiadakan oleh reaksi dengan ion bikarbonat (HCO₃^–). Jika konsentrasi ion hidrogen terlalu rendah, beberapa asam karbonat bereaksi untuk menghasilkan ion hidrogen. 

Transpor oksigen dalam proses respirasi sangat bergantung pada pH darah. Terjadinya sedikit perubahan pH darah dapat menimbulkan kematian sebab ion H⁺ berpartisipasi pada kesetimbangan respirasi. Agar pH darah tetap berada pada daerah 7,4 sistem darah memerlukan larutan buffer.

Dalam plasma darah terdapat sistem penyangga sebagai berikut:

1. Campuran asam karbonat (H₂CO₃) dan basa konjugasinya ion bikarbonat (HCO^–₃).
2. Campuran asam haemoglobin (HHb) dan basa konjugasinya ion oksihaemoglobin (HbO₂^–)

Dalam sel darah merah terdapat sistem penyangga sebagai berikut:

1. Campuran asam karbonat (H₂CO₃) dan basa konjugasinya ion bikarbonat (HCO3).
2. Campuran asam haemoglobin (HHb) dan basa konjugasinya haemoglobin (Hb).

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.

Agar adik-adik paham mengenai sistem penyangga dalam darah, yuk simak video berikut ini.

B.      Sistem Larutan Penyangga Fosfat dalam Cairan Intra Sel

Tujuan dari larutan buffer adalah untuk membantu menjaga pH stabil ketika sejumlah kecil asam atau basa dimasukkan ke dalam larutan. Larutan penyangga fosfat adalah penyangga yang praktis untuk dimiliki, terutama untuk aplikasi biologis. Karena asam fosfat memiliki beberapa konstanta disosiasi, Anda dapat menyiapkan buffer fosfat di dekat salah satu dari tiga pH, yaitu pada 2,15, 6,86, dan 12,32.  Buffer paling sering dibuat menggunakan monosodium fosfat dan basa konjugatnya, disodium fosfat.

Larutan penyangga intrasel tidak sebanyak dalam cairan ekstrasel, contohnya adalah penyangga posfat dalam cairan sel darah merah atau hempglobin. Dengan jumlah yang lebih banyak ,dibandingkan penyangga pada ginjal dan urin. Fungsinya untuk menjaga PH darah selalu pada keadaan normal (relatif tetap).

Reaksi kimia larutan penyangga posfat intrasel ini adalah :

H₂PO^{4 –} (aq) + H ⁺ (aq) è  H₂PO₄ (aq)

H₂PO^{4 –} (aq) + OH ^– (aq) à (HPO₄)^2- (aq) + H₂O (aq)

Tanpa adanya buffer atau larutan penyangga, organ dan fungsi tubuh dapat berbahaya dan mengalami kelumpuhan.

 

C.     Sistem Larutan Penyangga Asam Amino/Protein

Asam amino mengandung gugus yang bersifat asam dan gugus yang bersifat basa. Oleh karena itu, asam amino dapat berfungsi sebagai sistem penyangga di dalam tubuh. Adanya kelebihan ion H⁺  akan diikat oleh ujung yang bersifat basa dan jika ada kelebihan ion OH^-  akan diikat oleh ujung yang bersifat asam. Dengan demikian, larutan yang mengandung asam amino akan mempunyai pH relatif tetap.

Yuk, sekarang adik-adik simak video berikut ini untuk mengetahui dan memahami mekanisme penyangga dalam cairan tubuh. 

1    D.    Pengontrol pH pada Air Liur Manusia

Gambar 3. Cek Air Liur Manusia

Larutan penyangga dalam air liur manusia membantu menjaga pH mulut tetap berada pada rentang 6,8. Larutan penyangga dalam air liur merupakan benteng pertama dalam menurunkan nilai pH makanan yang kita konsumsi serta menjaga agar Email pada gigi kita tetap sehat. Penurunan dan kenaikan nilai pH pada mulut akan merusak email gigi dan gigi serta menghasilkan beberapa penyakit lainnya.

 

E.    Industri Farmasi

Gambar 4. Obat-obatan

Larutan penyangga berperan membantu menjaga suasana sehingga sesuai dengan kondisi yang diperlukan oleh zat aktif yang terkandung dalam obat.

Di bidang farmasi (obat-obatan), banyak zat aktif yang harus berada dalam keadaan pH stabil. pH obat-obatan tersebut harus disesuaikan dengan pH cairan tubuh.

Obat tetes mata harus memiliki pH air mata agar tidak menimbulkan iritasi yang mengakibatkan rasa perih pada mata.

Sedikit saja terjadi perubahan pH  pada obat-obatan akan menyebabkan khasiat zat aktif tersebut berkurang atau hilang sama sekali.

F.     Industri Kosmetik

Larutan penyangga sangat dibutuhkan dalam industri kosmetik, yang berperan dalam menyeimbangkan kebutuhan pH dari suatu produk yang akan digunakan oleh manusia.

Gambar 5. Orang Menggunakan Shampo

Sebagai contoh , dalam industri sampo, maka produk sampo yang akan dibuat pH nya harus sesuai dengn pH rambut dan kulit kepala.

Rambut tersusun atas protein keratin yang  ikatan hidrogen dan ikatan disulfida, dimana pH rambut berada pada rentang pH 4,6 – 6,0.

Produk sampo yang memiliki pH terlalu tinggi atau terlalu rendah akan memutuskan ikatan protein, sehingga menyebabkan rambut menjadi rusak.

Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH sampo tersebut dapat sesuai dengan pH rambut  dan aman digunakan.

G.    Industri Makanan dan Minuman 

Gambar 6. Industri Minuman

Peranan larutan penyangga berikutnya yaitu di bidang industri makanan dan minuman ringan seperti yang sering digunakan adalah Natrium asetat dan asam sitrat.

Asam sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik dan alami,

Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara dalam siklus asam sitrat, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup, sehingga ditemukan pada hampir semua makhluk hidup.

Asam sitrat sangat ini sangat baik digunakan dalam larutan penyangga untuk mengendalikan pH larutan. Ion sitrat dapat bereaksi dengan banyak ion logam membentuk garam sitrat.

H.    Penetral pH Limbah Industri 

Gambar 7. Limbah Industri

Larutan penyangga dapat digunakan untuk menetralisir nilai pH yang terlalu besar atau sifat asam dan basa kuat yang terdapat dalam limbah industri, sehingga dapat dilakukan pengolahan lanjutan dan tidak merusak lingkungan.

Di dalam pengolahan industri logam, larutan penyangga ini berperan untuk mengurangi kadar bahaya dalam larutan logam ketika dibuang atau digasilkan.

Seperti dalam industri kerajinan logam, limbah tembaga dihasilkan dari adanya proses pencelupan dengan menggunakan larutan HCl.

Limbah dari pencelupan ini  akan berbahaya jika langsung dibuang. Oleh karena itu agar tidak berbahaya, maka diperlukan beberapa senyawa kimia untuk mengurangi kadar logam dan menstabilkan pH larutan yang dibuang agar sama seperti pH di alam sekitarnya .

 

Demikian ulasan mengenai peranan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari. Semoga bermanfaat😉

Referensi:

Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.

Lew, Kristi. 2009. Essential Chemistry: Acids and Bases. New York: Chelsea House.

McMurry, John E., Fay, Robert C., & Robinson, Jill K. 2016. Chemistry (7^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.

Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11^th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.

Purba, Michael. 2006. Kimia 2B untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.

Retnowati, Priscilla. 2005. SeribuPena Kimia SMA Kelas XI Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Sudarmo, Unggul. 2016. Kimia Jilid 3 untuk SMA kelas XI Peminatan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Erlangga