Soal Menentukan Pasangan Konjugasi dan Larutan Penyangga

Materi: kimia

Terdapat campuran larutan seperti berikut

1. Al(OH)₃ dan AlCl₃
2. HBr dan KBr
3. NH₃ dan (NH₄)₂SO₄
4. HCN dan Fe(CN)₂
5. H₃PO₄ dan Na₃PO₄

Campuran yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan larutan penyangga adalah....

Sebenarnya pada soal tersebut ada pilihan yang dipasangkan antara nomor  yang satu dengan nomor lain. Dalam bahasan di sini sengaja tidak dicantumkan agar bisa memberi ruang terbuka dalam memberi kesimpulan.

Dari banyak rekan rukim yang menanggapi, jawabannya dapat dikelompokkan  sebagai berikut:
Yang paling banyak adalah memilih pasangan: (3 dan 5);  (1, 3, dan 5);  (3 dan 4);  (1 dan 3) ;  (3 saja).

Berikut ini ulasan saya dengan cara menganalisis berdasarkan beberapa data hasil eksperimen yang tersedia.
Larutan penyangga biasanya adalah larutan yang di dalamnya terdapat asam lemah atau basa lemah dengan pasangan konjugatnya. Pasangan konjugat ini biasanya selisih atom H antara asam/basa lemah dengan konjugatnya tidak lebih sari 1 H. Mengapa bisa seperti itu? Namanya larutan penyangga tentu perubahan pH tidak boleh besar ketika diencerkan atau ditambahkan sedikit asam/basa.

1. Al(OH)₃ dan AlCl₃.
   Pasangan ini apakah pasangan basa lemah dengan asam konjugasinya?
   Al(OH)₃ ini masuk golongan basa lemah andai ia dapat terurai maka peruraian pertama yang terjadi Al(OH)₃ → Al(OH)₂⁺ + OH^–. Andai Al(OH)₃ akan direaksikan dengan HCl maka yang terjadi tidak langsung membentuk sistem buffer Al(OH)₃ dan AlCl₃ tetapi akan membentuk  sistem buffer Al(OH)₃ dan Al(OH)₂Cl. Kesimpulan pasangan nomor 1 ini bukanlah pasangan yang dapat membentuk larutan penyangga.
   
2. HBr dan KBr.
   Pasangan ini tidak mungkin membentuk larutan penyangga. HBr bukanlah asam lemah, tetapu asam kuat. Ini tidak memenuhi syarat terbentuknya larutan penyangga, syarat yang memungkinkan terbentuknya larutan penyangga adalah asam/basa lemah dengan konjugasinya.
   
3. NH₃ dan (NH₄)₂SO₄.
   Pasangan ini membentuk larutan penyangga. NH₃ basa lemah yang akan bereaksi membentuk konjugat NH₄⁺. Jika NH₃ berlebih bereaksi dengan H₂SO₄ (asam kuat akan terurai sempurna H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^– ) akan membentuk sistem buffer NH₃ dan (NH₄)₂SO₄. Ini memenuhi syarat terbentuknya larutan penyangga.
   
4. HCN dan Fe(CN)₂.
   HCN memang merupakan jenis asam lemah yang mampu membentuk konjugat CN^–. Sementara itu Fe(CN)₂ anggap saja berasal dari Fe(OH)₂. Fe(OH)₂ apakah termasuk jenis basa lemah atau basa kuat. Ya, ia termasuk basa lemah. Apakah kombinasi asam lemah dengan basa lemah dapat membentuk larutan penyangga. Sependek pengetahuan penulis itu tidak bisa membentuk penyangga. Andai dipaksa maka mestinya garam yang terbentuk akan berupa Fe(OH)CN, bukan Fe(CN)₂. Jadi pasangan ini jika dilarutkan dalam air tidak dapat membentuk larutan penyangga.
   
5. H₃PO₄ dan Na₃PO₄.
   Pasangan ini apakah pasangan asam lemah dengan basa konjugasinya? H₃PO₄ ini masuk golongan asam lemah andai ia dapat terurai maka peruraian pertama yang terjadi H₃PO₄ → H₂PO₄⁺ + H⁺. Andai H₃PO₄ akan direaksikan dengan NaOH maka yang terjadi tidak langsung membentuk sistem buffer H₃PO₄ dan Na₃PO₄ tetapi akan membentuk  sistem buffer H₃PO₄ dan NaH₂PO₄. Kesimpulan pasangan nomor  5 ini jika dilarutkan dalam air  bukanlah larutan penyangga. 

Secara singkat sistem penyangga hanya akan terbentuk bila selisih atom H yang dimiliki oleh konjugat (garam) dengan asam/basa lemah itu sebanyak 1 H. Jadi mana yang benar, silakan simpulkan sendiri :D . Dengan senang hati menerima koreksi bila ada hal yang dirasa kurang tepat. Terima kasih.