Laporan Praktikum Biokimia
Acara pH dan Buffer Part 1
I. ACARA Penentuan pH dan pembuatan buffer
II. TUJUAN PRAKTIKUM
- Mampu mengetahui perbedaan asam dan basa pada pH
- Mengetahui pembuatan larutan pH dan buffer
- Mengetahui sifat pH asam dan basa, dan buffer
III. LATAR BELAKANG TEORI
III.I Pengertian pH
Menurut Astria et al., (2014), derajat keasaman (pH) merupakan satuan kuantitatif untuk menunjukkan derajat keasaman atau alkali suatu larutan. Asam dan basa masing-masing mempunyai ion hidrogen dan hidroksil yang bernilai konstan dalam kondisi tertentu.
Konsentrasi ion hidrogen dan hidroksil ini berbanding lurus dengan nilai pH larutan. Larutan bersifat asam apabila mempunyai konsentrasi ion hidrogen [H+] lebih banyak dari ion hidroksil [OH-] dengan pH< 7. Nilai pH 7 untuk larutan dengan sifat netral,
sementara larutan bersifat basa mempunyai pH> 7 dengan konsentrasi ion [OH-] lebih banyak dari [H+].
Setiap dari larutan asam dan basa terdiri atas konsentrasi lemah dan kuat. Asam kuat dan basa kuat merupakan zat terlarut yang akan terionisasi sempurna dalam air. Jarak antara inti atom yang berjauhan mengakibatkan ikatan keduanya mudah lepas. Senyawa yang termasuk
dalam golongan asam kuat yaitu HCl, HBr, HNO3, HClO4, H2SO4. Sementa ra, untuk basa kuat antara lain, NaOH, KOH, Mg(CO)2, Ca(CO)2, dan Sr(CO)2. Pada asam dan basa lemah, ionisasi yang terjadi tidak sempurna. Adapun senyawa asam lemah seperti, H2CO3, H3PO4, CH3COOH, dan untuk basa lemah antara lain, NH3, NH2OH, dan Fe(OH)2.
III.I.I Reaksi Asam dan Basa
Ion [H+] dan [OH-] yang dihasilkan oleh reaksi larutan asam dan basa akan menentukan nilai pH larutan tersebut. Dalam reaksi asam, Chang (2010) membaginya menjadi 3 berdasarkan ion [H+] yang diperoleh dari reaksi yaitu monoprotic acid, diprotic acids, dan triprotic acids.
Monoprotic acid yaitu setiap unit asam akan menghasilkan satu ion hidrogen dalam ionisasi, dalam hal ini seperti pada reaksi asam kuat:
HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)
Diprotic acids yaitu unit asam akan menghasilkan 2 ion hidrogen yang dipisah menjadi 2 reaksi, dengan reaksi pertama asam kuat dan reaksi kedua merupakan asam lemah, seperti berikut:
H2SO4(aq) → H+(aq) + HSO4-(aq)
HSO4-(aq) H+(aq) + SO42-(aq)
Tripotic acid yaitu unit asam akan menghasilkan 3 ion hidrogen yang dipisah menjadi 3 reaksi, reaksi ini terjadi pada reaksi asam lemah H3PO4 seperti berikut:
H3PO4 H+ + H2PO4-
H2PO4- H+ + HPO4-
HPO4- H+ + PO4-
Untuk menentukan pH asam kuat dari [H+] yang sudah diperoleh, dapat menggunakan rumus:
pH = - log [H+]
Pada reaksi basa, substansi yang terionisasi di dalam air melepaskan [OH-]. Asam kuat merupakan molekul yang terionisasi di dalam air, dimana HA netral akan menghasilkan H3O+ dan A- jika bereaksi dengan air. Berbeda dengan asam kuat,
basa kuat terdiri atas soluble ionic hidroxides sehingga akan terdisosiasi dalam air dan menghasilkan ion positif-negatif sebagai struktur padat dan masuk ke dalam larutan menjadi ion bebas (Petrucci, 2017). Reaksi yang terjadi seperti pada reaksi NaOH:
Ca(OH)2(aq) → Ca2+(aq) + 2OH- (aq)
Maka, akan didapat nilai pOH:
pOH = - log [OH-]
Turunan logaritma negatif dari Kw (1 x 10 -14) pada 25℃ dengan ketentuan yaitu pKw = -logKw, sebagai berikut:
Kw = [H+] [OH-]
-log Kw = - (log [H+][OH-])
pKw = - log [H+] – log [OH-]
pKw = pH + pOH
pH + pOH = 14
III.I.II Aplikasi pH dalam Bidang Veteriner
Power of hidrogen (pH) sangat berperan dalam bidang veteriner terutama bagi berbagai pengujian. Hajrawati et al., (2016) mengatakan bahwa pH merupakan salah satu indikator yang penting untuk menilai kualitas fisik daging ayam broiler. Dalam penelitian yang telah dilakukannya, ternilai sampel di 3 pasar tradisional di Bogor yang menunjukkan hasil bahwasanya kisaran pH daging ayam broiler di ketiga pasar tersebut antara 6.00 - 6.37. Implementasi pada kasus di atas, sama halnya dengan pengujian pH terhadap daging sapi yang dilakukan di pasar tradisional Kota Bandar Lampung berkisar antara 5,47- 6,99 (Haq et al., 2015). Hasil yang didapatkan ini bervariasi tergantung pada tingkat laktat dari glikogen selama dalam proses glikolisis secara anaerob. Menentukan nilai pH dalam daging merupakan langkah penting guna mengetahui keberadaan mikroba yang akan menentukan daya simpan dan kualitas daging. Dengan begitu, kontaminasi patogen di dalam daging dapat dihindari.
Begitu dengan pengujian pH yang dilakukan pada susu sapi pasteurisasi. Susu pasteurisasi merupakan susu yang dalam proses pengolahannya melalui pemanasan di bawah titik didih, dengan tujuan untuk menghilangkan mikroba sehingga dapat meningkatkan kualitas susu dan mendapatkan daya simpan yang baik. Dalam hal kualitas, pH menjadi salah satu parameter yang perlu ditinjau derajat keasamannya. Sesuai dengan ketetapan syarat mutu susu oleh Standar Nasional Indonesia (SNI) bahwa derajat keasaman (pH) susu cair berkisar antara 6-7 (Miskiyah, 2011). Seringkali ditemukan susu yang tidak layak konsumsi dengan pH< 6 yang merujuk pada kolostrum dan pH> 6.7 untuk susu yang terindikasi mastitis. Sehingga, perlunya pengukuran PH terutama untuk menguji keamanan pangan asal hewan untuk mencegah penularan penyakit dari hewan ke manusia (zoonosis).
III.II Pengertian Buffer
Buffer merupakan larutan yang memiliki pH yang konstan dan mampu mempertahankan perubahan pada tingkat pH. Keberadaan buffer sangat diperlukan untuk mendukung proses yang terjadi di dalam tubuh. Perubahan pH yang cukup kecil dapat menyebabkan gangguan besar dalam sistem biologis (Beynon dan Easterby, 2004). Gangguan tersebut dapat terjadi pada keberadaan ion hidrogen yang berimbas pada aktivitas sel seperti transpor ion melalui membran sel, produksi energi oleh mitokondria, dan lain sebagainya.
Terdapat berbagai jenis larutan penyangga seperti, PBS, TBE, TE. Phospate buffered saline (PBS) merupakan larutan garam dengan basis air, juga memiliki beberapa kandungan antara lain, sodium klorida, sodium phosphate, potassium phosphate, dan kalium klorida. PBS ini zat encer dengan pH 7,4 (p<0,05) pada suhu 25℃. Buffer jenis ini banyak digunakan karena bersifat isotonik dan tidak beracun.
PBS dapat manfaatkan sebagai pengencer dalam metode pengeringan biomolekul, karena molekul air di dalamnya akan terstruktur pada sekitar zat yang akan dikeringkan dan dimobilisasi ke permukaan padat. Selain PBS, TBE juga merupakan salah satu buffer yang banyak digunakan dalam agarose gel electrophoresis (AGE) pada DNA dan RNA. TBE seringkali tersedia dalam stock solution yang tinggi, sehingga perlu pengenceran. Terdapat juga Buffer Tris-EDTA (TE), buffer ini merupakan buffer dengan pH 7,4 pada 25℃. TE digunakan untuk melarutkan DNA dan RNA, serta menghindari degradasi terhadap DNA dan RNA oleh EDTA yang akan mengikat Mg2+ dan beberapa ion divalent metal.
III.II.I Jenis Buffer
a. Buffer Asam
Terdapat 2 macam buffer atau larutan penyangga yaitu buffer asam dan basa. Pada larutan penyangga asam, perubahan pH dipertahankan ke daerah asam (pH< 7). Larutan penyangga atau buffer asam dapat dibuat dari reaksi:
Asam lemah dengan garamnya
Asam lemah dan basa konjugasinya, seperti reaksi CH3COOH dengan CH3COO-
Dalam mempertahankan pH larutan, buffer asam membentuk kesetimbangan dalam berbagai kondisi, sebagai berikut:
Untuk penambahan asam [H+]
Keseimbangan bergeser ke kiri akibat reaksi ion [H+] dari penambahan asam dengan ion basa konjugasi sehingga konsentrasi ion [H+] dapat dipertahankan.
Untuk penambahan basa [OH-]
Ion [OH-] bereaksi asam lemah dan terjadi keseimbangan yang bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion [H+] dapat dipertahankan juga. Dengan begitu, adanya penambahan asam ataupun basa pada buffer asam tidak mengubah konsentrasi ion [H+].
Nilai akhir pH larutanpun, hampir tetap seperti sebelumnya.
b. Buffer Basa
Sementara, untuk larutan penyangga basa dapat dibuat dari reaksi:
Basa lemah dengan garamnya, seperti pada NH3 dengan NH4Cl
Basa lemah dengan asam konjugasinya, Seperti pada NH3 dengan NH4+
Dalam mempertahankan pH, larutan penyangga basa akan membentuk kesetimbangan berdasarkan larutan penambahahnya, seperti:
a. Pada penambahan asam
Ion H+ dari penambahan asam akan beraksi dengan basa lemah untuk membentuk kesetimbangan ke kanan sehingga konsentrasi [OH-] dapat dipertahankan.
b. Pada penambahan basa
Adanya ion [OH-] dari basa akan beraksi dengan asam konjugasinya, membentuk kesetimbangan yang bergeser ke kiri untuk mempertahankan konsentrasi [OH-]. Penambahan basa pada buffer basa tidak mengubah konsentrasi [OH-] sehingga, nilai pOH hampir tetap seperti semula.
III.II.II Aplikasi Buffer dalam Bidang Veteriner
Adapun mengenai pemanfaatan buffer pada bidang veteriner banyak diterapkan. Truasih et al., (2020) dalam penelitiannya memanfaatkan Tris EDTA (TE) untuk menyimpan hasil ekstraksi DNA yang sudah kering. Kemudian alam proses elektroforesisnya, diberikan buffer TBE I X dengan tegangan 100 volt selama 30 menit, guna mengecek kualitas DNA pada isolasi DNA yang telah dilakukan sebelumnya.
Pemanfaatan buffer juga terdapat dalam pengujian serologi. Pratiwi et al., (2020) melakukan uji tersebut, dengan terlebih dahulu bermuatan suspensi eritroit 1% dari darah ayam yang kemudian dicuci dengan Phospate Buffered Saline (PBS). Dari pencucian sebanyak 3 kali akan dihasilkan endapan eritrosit yang harus dipisahkan dan diencerkan dalam PBS. Dalam uji hemaglutinasinya juga menggunakan 0,025 ml PBS yang akan ditambahkan dalam setiap sumuran plat mikro. Begitu banyaknya implementasi buffer terlebih dalam penelitian sangat bermanfaat dan memudahkan untuk lebih terbukanya wawasan yang baru.
IV. ALAT DAN BAHAN
a. Menentukan pH
Alat:
pH meter sebagai alat pengukur pH larutan
Magnetik stirrer sebagai alat penghomogen larutan
Gelas beker sebagai tempat larutan
Timbangan analitik untuk menimbang komponen padat
Bahan:
Hydrochloric acids 37% sebagai komponen larutan
Natrium Hidroksida sebagai komponen larutan
Kalium Hidroksida sebagai komponen larutan
Akuades sebagai pengencer atau pelarut polar
b. Membuat Buffer Phospate Buffered Saline (PBS) 1 liter pH 7.4
Bahan:
Akuades sebagai pelarut polar
NaCl sebagai komponen larutan
KCl sebagai komponen larutan
Na2HPO4 . 2H2O sebagai komponen larutan
KH2PO4 sebagai komponen larutan
NaOH sebagai arutan pengatur pH
Alat:
pH meter sebagai alat pengukur derajat keasaman
Magnetic stirrer sebagai alat penghomogen
Gelas beker sebagai tempat larutan
Botol durrant 1 liter sebagai tempat penyimpanan hasil larutan PBS
Timbangan digital untuk menimbang komponen larutan
c. 1 liter 1x Tris-Borate-EDTA (TBE) Buffer
Bahan:
Tris base sebagai larutan dasar buffer TBE
Asam Borat sebagai komponen larutan
0,5 M EDTA pH 0.8 sebagai komponen larutan
Aquadest sebagai pelarut polar
Alat:
Magnetic stirrer sebagai alat penghomogen
Gelas beker ukuran 1 liter sebagai tempat larutan
Botol durrant 1 liter sebagai tempat penyimpanan hasil larutan PBS
Timbangan digital untuk menimbang komponen larutan
d. Tris EDTA (TE) Buffer pH 8.0
Bahan:
Tris-HCl 1M pH 8.0 sebagai komponen larutan
0,5 M EDTA pH 8.0 sebagai komponen larutan
Aquadest sebagai pelarut polar
Alat:
Botol durrant 100 ml sebagai alat menyimpan hasil larutan
Mikropipet dan tips sebagai alat pengambil larutan
Komentar
Posting Komentar