Laporan Praktikum Ke-4 Hari/Tanggal : Kamis, 15 Maret 2012
Integrasi Proses Nutrisi Tempat : Lab. Fisiologi (BFM)
Nama Asisten : Denbeti Noviani
BUFFER
Hesti Anggrani
D14100056
DEPARTEMEN ILMU PRODUKSI DAN TEKNOLOGI PETERNAKAN
FAKULTAS PETERNAKAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2012
Pendahuluan
Latar Belakang
Buffer adalah zat yang dapat mempertahankan pH ketika ditambah sedikit asam/basa atau ketika diencerkan. Buffer terdiri dari asam lemah dan garamnya/basa konjugasinya atau basa lemah dan garamnya/asam konjugasinya, dalam perbandingan jumlah mol tertentu mempunyai kemampuan mempertahankan pH nya, jika ke dalam campuran ini masuk sedikit asam atau basa kuat. Bila larutan penyangga berasal dari asam lemah dengan garamnya tercampur sedikit asam kuat, maka asam kuat akan bereaksi dengan garamnya sehingga asam kuat akan diubah menjadi garam (bersifat netral ) dan asam lemah. Sifat asam kuatnya menjadi sangat kecil. Bila ditambah sedikit basa kuat maka basa kuat ini menjadi sangat kecil, karena bereaksi dengan asamnya. Bila ditambah sedikit asam, komponen buffer yang bersifat basa akan mengikat ion H+ sehingga jumlah ion H+ tidak bertambah dan pH tidak menurun. Bila ditambahkan sedikt basa, komponen buffer yang bersifat asam akan mengikat ion OH– sehingga jumlah ion OH– tidak bertambah dan pH tidak meningkat. Buffer umumnya memiliki kapasitas penyangga dengan rentang 1 nilai pH diatas dan dibawah pH normal buffer tersebut.
Larutan penyangga berdasarkan komponen penyusunnya dikelompokkan menjadi dua, yaitu larutan penyangga asam, berfungsi mempertahankan pH < 7 yang tersusun atas larutan asam lemah dan garamnya serta larutan penyangga basa, berfungsi mempertahankan pH > 7 yang tersusun atas larutan basa lemah dan garamnya.
Tujuan
Praktikum ini bertujuan agar praktikan mengetahui pengaruh pertambahan larutan asam dan larutan basa ke dalam larutan buffer serta mampu membuat kurfa hasil titrasinya.
Tinjauan Pustaka
Buffer
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. Secara umum, larutan buffer mengandung pasangan asam – basa konjugat atau terdiri dari campuran asam lemah dengan garam yang mengandung anion yang sama dengan asam lemahnya, atau basa lemah dengan garam yang mengandung kation yang sama dengan basa lemahnya. Oleh karena mengandung komponen asam dan basa tersebut, larutan buffer dapat bereaksi dengan asam (ion H+) maupun dengan basa (ion OH-) apa saja yang memasuki larutan. Oleh karena itu, penambahan sedikit asam ataupun sedikit basa ke dalam larutan buffer tidak mengubah pH-nya. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Apabila asam lemah dicampur dengan basa konjugasinya maka akan terbentuk larutan buffer asam, dimana larutannya mempertahankan pH pada daerah asam (pH 7) (Underwood, A.L., 2002 ).
Buffer Fosfat
Buffer fosfat adalah buffer netral dengan kisaran pH 7. Buffer fosfat dapat dibuat dengan menggunakan monosodium fosfat (NaH2PO4) dan basa konjugatnya yaitu disodium fosfat (Na2HPO4). Meskipun buffer fosfat juga merupakan larutan penyangga, namun kerja buffer ini tidak lebih baik dari cairan rumen dalam mempertahankan pH. Hal ini dikarenakan adanya proses saliviasi di dalam rumen. Saliva yang dihasilkan kelenjar ludah berperan sebagi buffer alami bagi rumen sehingga kemampuan mempertahankan pH rumen lebih bagus (Daintith, 2005).
Cairan Rumen
Kondisi dalam rumen adalah anaerobik dan mikroorganisme yang paling sesuai dan dapat hidup dapat ditemukan didalamnya. Tekanan osmos pada rumen mirip dengan tekanan aliran darah. Temperatur dalam rumen adalah 38–42oC, pH dipertahankan dengan adanya absorbsi asam lemak dan amonia. Saliva yang masuk kedalam rumen berfungsi sebagai buffer dan membantu mempertahankan pH tetap pada 6,8. Hal ini disebabkan oleh tingginya kadar ion HCO3 dan PO4 (Arora, 1995). Di dalam cairan rumen juga terdapat saliva. Saliva yang masuk kedalam rumen berfungsi sebagai buffer dan membantu mempertahankan pH tetap pada 6,8. Saliva bertipe cair, membuffer asam-asam, hasil fermentasi mikroba rumen. Selain itu juga saliva merupakan zat pelumas dan surfactant yang membantu didalam proses mastikasi dan ruminasi. Saliva mengandung elektrolit-elektrolit tertentu seperti Na, K, Ca, Mg, P, dan urea yang mempertinggi kecepatan fermentasi mikroba. (Hvelplund,1991).
HCl
Hidrogen klorida (HCl) adalah asam monoprotik, yang berarti bahwa ia dapat berdisosiasi melepaskan satu H+ hanya sekali. Dalam larutan asam klorida, H+ ini bergabung dengan molekul air membentuk ion hidronium, H3O+.
HCl + H2O → H3O+ + Cl−
Ion lain yang terbentuk adalah ion klorida, Cl−. Asam klorida oleh karenanya dapat digunakan untuk membuat garam klorida, seperti natrium klorida. Asam klorida adalah asam kuat karena ia berdisosiasi penuh dalam air (Lide, 1981).
NaOH
NaOH (Natrium Hidroksida) berwarna putih atau praktis putih, massa melebur, berbentuk pellet, serpihan atau batang atau bentuk lain. Sangat basa, keras, rapuh dan menunjukkan pecahan hablur. Bila dibiarkan di udara akan cepat menyerap karbondioksida dan lembab. Kelarutan mudah larut dalam air dan dalam etanol tetapi tidak larut dalam eter. Titik leleh 318°C serta titik didih 1390°C. Hidratnya mengandung 7; 5; 3,5; 3; 2 dan 1 molekul air (Daintith, 2005). NaOH membentuk basa kuat bila dilarutkan dalam air, NaOH murni merupakan padatan berwarna putih, densitas NaOH adalah 2,1 . Senyawa ini sangat mudah terionisasi membentuk ion natrium dan hidroksida (Keenan dkk., 1989).
Materi Metode
Materi
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu terdiri dari kertas indikator pH, gelas pengaduk, gelas ukur 50ml, pipet volumetrik, wadah plastik, serta gelas selai. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu terdiri dari HCl 0,05 N, NaOH 0,05N, cairan rumen, dan buffer fosfat.
Prosedur
Terdapat lima perlakuan yang akan diuji, berikut ini merupakan prosedurnya :
- Sebanyak 50 ml cairan rumen dimasukkan ke dalam gelas selai lalu diukur dan dicatat pH awalnya. Larutan NaOH 0,05N ditambahkan sebanyak 10 ml lalu diaduk hingga homogen dan diukur serta dicatat perubahan pH-nya. Penambahan NaOH dilakukan berulang kali sampai pH-nya mendekati dengan pH NaOH (pH 12).
- Sebanyak 50 ml buffer fosfat dimasukkan ke dalam gelas selai, lalu diukur dan dicatat pH awalnya. Larutan NaOH ditambahkan sebanyak 10 ml lalu diaduk hingga homogen dan diukur serta dicatat perubahan pH-nya. Penambahan NaOH dilakukan berulang kali sampai pH-nya mendekati pH NaOH (pH 12).
- Sebanyak 50 ml cairan rumen dimasukkan ke dalam gelas selai, lalu diukur dan dicatat pH awalnya. Larutan HCl ditambahkan sebanyak 10 ml lalu diaduk hingga homogen dan diukur serta dicatat perubahan pH-nya. Penambahan HCl dilakukan berulang kali sampai pH-nya mendekati pH HCl (pH 2).
- Sebanyak 50 ml buffer fosfat dimasukkan ke dalam gelas selai, lalu diukur dan dicatat pH awalnya. Larutan HCl ditambahkan sebanyak 10 ml lalu diaduk hingga homogen dan diukur serta dicatat perubahan pH-nya. Penambahan HCl dilakukan berulang kali sampai pH-nya mendekati pH HCl (pH 2).
- Sebanyak 50 ml HCl dimasukkan ke dalam gelas selai, lalu diukur dan dicatat pH awalnya. Larutan NaOH ditambahkan sebanyak 10 ml lalu diaduk hingga homogen dan diukur serta dicatat perubahan pH-nya. Penambahan NaOH dilakukan berulangkali sampai pH-nya mendekati pH NaOH (pH 12).
Hasil dan Pembahasan
Hasil
Berdasarkan pengujian pH buffer yang telah dilakukan, didapatkan hasil sebagai berikut :
Tabel 1. pH Bahan
|
Bahan |
pH |
|
Cairan Rumen |
7 |
|
Buffer Fosfat |
7 |
|
HCl |
2 |
|
NaOH |
12 |
Tabel 2. Cairan Rumen + NaOH
|
Penambahan NaOH (ml) |
Perubahan pH |
|
10 |
7 |
|
10 |
8 |
|
10 |
8 |
|
10 |
8 |
|
10 |
9 |
|
10 |
9 |
|
10 |
9 |
|
10 |
10 |
|
10 |
11 |
|
10 |
11 |
|
10 |
11 |
|
10 |
11 |
|
Volume total NaOH : 120 ml |
|
Tabel 3. Buffer Fosfat + NaOH
|
Penambahan NaOH (ml) |
Perubahan pH |
|
10 |
8 |
|
10 |
9 |
|
10 |
11 |
|
10 |
11 |
|
10 |
11 |
|
Volume total NaOH : 50 ml |
|
Tabel 4. Cairan Rumen + HCl
|
Penambahan HCl (ml) |
Perubahan pH |
|
10 |
6 |
|
10 |
6 |
|
10 |
6 |
|
10 |
5 |
|
10 |
5 |
|
10 |
5 |
|
10 |
5 |
|
10 |
4 |
|
10 |
4 |
|
10 |
4 |
|
10 |
4 |
|
10 |
4 |
|
10 |
4 |
|
10 |
3 |
|
10 |
3 |
|
10 |
3 |
|
10 |
2 |
|
10 |
2 |
|
10 |
2 |
|
Volume total HCl : 190 ml |
|
Tabel 5. Buffer Fosfat + HCl
|
Penambahan HCl (ml) |
Perubahan pH |
|
10 |
6 |
|
10 |
6 |
|
10 |
5 |
|
10 |
2 |
|
10 |
2 |
|
10 |
2 |
|
Volume total HCl : 60 ml |
|
Tabel 6. NaOH + HCl
|
Penambahan HCl (ml) |
Perubahan pH |
|
10 |
12 |
|
10 |
12 |
|
10 |
11 |
|
10 |
10 |
|
10 |
7 |
|
10 |
3 |
|
10 |
2 |
|
Volume total HCl : 70 ml |
|
Pembahasan
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. Secara umum, larutan buffer mengandung pasangan asam – basa konjugat atau terdiri dari campuran asam lemah dengan garam yang mengandung anion yang sama dengan asam lemahnya, atau basa lemah dengan garam yang mengandung kation yang sama dengan basa lemahnya. Oleh karena mengandung komponen asam dan basa tersebut, larutan buffer dapat bereaksi dengan asam (ion H+) maupun dengan basa (ion OH-) apa saja yang memasuki larutan. Oleh karena itu, penambahan sedikit asam ataupun sedikit basa ke dalam larutan buffer tidak mengubah pH-nya. Larutan penyangga dapat dibedakan atas larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Apabila asam lemah dicampur dengan basa konjugasinya maka akan terbentuk larutan buffer asam, dimana larutannya mempertahankan pH pada daerah asam (pH 7) (Underwood, A.L., 2002 ). Perlakuan pertama yaitu mencampurkan cairan rumen yang bersifat sebagai buffer dengan NaOH 0,05N merupakan salah satu contoh sistem dalam mempertahankan pH-nya. Setiap buffer memiliki kapasitas untuk mempertahankan pHnya, kapasitas suatu penyangga merupakan ukuran keefektifannya dalam perubahan pH pada penambahan asam atau basa. Semakin besar konsentrasi asam dan basa konjugasinya, semakin besar kapasitas penyangga. Kapasitas penyangga dapat didefinisikan secara kuantitatif dengan jumlah mol basa kuat dibutuhkan untuk mengubah pH 1 L larutan sebesar 1 pH satuan (Vogel. 1979). Asam dan basa yang digunakan dalam praktikum kali ini merupakanasam dan basa kuat, namun dengan konsentrasi yang rendah sehingga untuk mengubah satu satuan pH buffer perlu sekitar 30ml asam maupun basa kuat yang digunakan.
Pencernaan adalah proses pemecahan partikel makro menjadi partikel yang ukurannya lebih kecil lagi dan diikuti dengan proses fermentasi dan penyerapan baik dalam rumen maupun usus. Proses pencernaan pada ternak ruminansia dapat terjadi secara mekanis dalam mulut, fermentatif oleh mikroba rumen, dan secara hidrolitis oleh enzim-enzim pencernaan hewan induk semang. Rumen merupakan bagian terbesar dari perut ruminansia. Di dalam rumen terdapat sejumlah mikroba yang memungkinkan ternak memanfaatkan komponen-komponen yang tidak dapat dicerna oleh enzim perut dan disebut dengan fermentasi. Fermentasi oleh mikroba rumen misalnya hidrolisis karbohidrat menjadi monosakarida dan disakarida kemudian di fermentasi menjadi asam asetat, propionate dan butirat. Sedangkan protein sebagian besar dirombak menjadi peptide, asam amino, ammonia, dan VFA yang selanjutnya disintesis menjadi sel mikroba untuk kemudian dicerna dalam usus. Lemak akan dihirolisis menjadi asam lemak dan gliserol. Proses fermantasi dalam rumen menghasilkan kondisi asam, hal ini dapat menghambat kinerja dari mikroba rumen yang tidak tahan terhadap kondisi yang terlalu asam. Karena itu perlu adanya sistem buffer dalam rumen yang berungsi menjaga atau mempertahankan pH dalam rumen. Saliva yang dihasilkan dalam mulut ruminan selain bersifat enzimatis juga berperan sebagai buffer dalam rumen. Saliva yang masuk ke dalam rumen berfungsi sebagai buffer dan membantu mempertahankan pH tetap pada 6,8. Saliva bertipe cair, membuffer asam-asam hasil fermentasi mikroba rumen. Selain itu juga saliva merupakan zat pelumas dan surfactant yang membantu di dalam proses mastikasi dan ruminasi. Saliva mengandung eloktrolit-elektrolit tertentu seperti Na, K, Ca, Mg, P, dan urea yang mempertinggi kecepatan fermentasi mikroba. Sekresi saliva dipengaruhi oleh bentuk fisik pakan, kandungan bahan kering, volume cairan isi perut dan stimulasi psikologis.
Kurva perbandingan titrasi cairan rumen dengan NaOH dengan buffer fosfat dengan NaOH, menunjukan bahwa kecepatan perubahan pH yang berbeda setelah penambahan NaOH. Buffer fosfat dapat mencapai(mendekati) pH NaOH hanya dengan penambahan 50ml NaOH 0,05N, sedangkan pada cairan rumen memerlukan 120ml NaOH 0,05N hingga mencapai pH 11. Kurva perbandingan titrasi cairan rumen dengan HCl dengan titrasi bufffer fosfat dengan HCl juga menunjukan perbedaan kecepatan dalam penambahan HCl setiap 10ml. Penambahan HCl sangat cepat berpengaruh pada buffer fosfat dimana hanya dengan menambahkan 60ml HCl 0,05N pH-nya sudah berubah menjadi 2, sedangkan pada cairan rumen memerlukan HCl sedanyak 190ml untuk membuat pH cairan rumen menjadi 2. Kurva titrasi NaOH dengan HCl menunjukan bahwa perlu 70ml HCl 0.05N untuk merubah pH NaOH 0,05N yang memiliki pH 12 menjadi pH 2 dengan adanya titrasi.
Kemampuan buffer fosfat dalam perlakuan titrasi dengan HCl dan NaOH dibandingkan dengan cairan rumen sangat terlihat berbeda. Buffer fosfat lebih cepat mengalami perubahan pH dibandingkan cairan rumen, atau bisa dikatakan bahwa cairan rumen lebih dapat mempertahankan pH-nya dibandingkan dengan buffer fosfat. Hal ini menunjukan bahwa dalam tubuh ternak yang terdapat cairan rumen dalam rumennya, dapat dengan maksimal mempertahankan pH normal rumen (6,8) meskipun didalamnya terdapat aktivitas fermentasi mikroba rumen. Dengan demikian, keaadaan asam yang dihasilkan pada proses fementasi dapat ditangani oleh hadirnya buffer berupa cairan rumen.
Kesimpulan
Buffer merupakan larutan yang cenderung mempertahankan pH-nya, namun buffer sendiri memiliki kapasitas tertentu dimana jika ditambahkan sejumlah asam atau basa kuat akan merubah pH buffer itu sendiri. Semakin ditambahkan asam atau basa, maka pHnya semakin berubah menurut tingkat pH pentitrasinya. Dengan adanya perubahan pH tersebut praktikan dapat membuat kurva titrasi untuk memudahakn analisa pengaruh penambahan asam atau basa pada buffer.
Daftar Pustaka
Arora, S.P. 1989. Pencernaan Mikroba Pada Ruminansia. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta.
Daintith, J., 2008, Kamus Lengkap Kimia, Erlangga, Jakarta
Day, R.A & A.L.Underwood. 2002. Analisis kimia Kuantitatif, diterjemahkan oleh iis Sopyan. Erlangga. Jakarta.
Hvelplund,T. 1991. Volatile Fatty Acids and Protein Production in The Rumen. In : J.P.Jouvany (Ed), Rumen Microbial Metabolism and Ruminant Digestion Inra: Paris.
Lide, David (1980–1981). CRC Handbook of Chemistry and Physics (edisi ke-61st).
Keenan, C.W., Kleinfelter, D.C., dan Wood, J.H., 1989,Ilmu Kimia untuk Universitas: Edisi Keenam, Erlangga, Jakarta.
Vogel`s. 1979. Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis Fifth Edition. New York: Longman Group.
hesti anggrani 