Air dan Buffer

Air adalah senyawa yang paling berlimpah pada sistem kehidupan. Air menyusun hingga 70% atau lebih berat dari kebanyakan organisme. Air adalah pelarut polar yang dapat melarutkan sebagian besar biomolekul, yang umumnya merupakan senyawa bermuatan atau polar. Air murni pada tekanan 1 atm akan membeku atau meleleh pada suhu 0°C, dan mendidih atau mengembun pada suhu 100°C. Diantara pelarut-pelarut lainnya, air memiliki titik leleh, titik didih dan panas penguapan yang tertinggi. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen yang menyebabkan kohesi internal yang kuat pada air cair. Ikatan hidrogen ini mudah terurai dan terbentuk kembali, sehingga panas yang diserap air tidak langsung digunakan untuk melepas molekul air menjadi gas, melainkan digunakan untuk memecahkan ikatan hidrogen antar molekul air, dan begitu pecah, ikatan ini dapat segera terbentuk kembali, Ikatan ini tidak akan terbentuk kembali saat suhu air telah mencapai titik didih, dan molekul air bergerak terlalu cepat.

Sifat koligatif air adalah karakteristik air yang ditentukan oleh konsentrasi dari molekul atau ion yang terlarut dalam air. Sifat koligatif mencakup penurunan titik beku, peningkatan titik didih, penurunan tekanan uap dan kenaikan tekanan osmotik. Semakin banyak zat yang terlarut, sifat-sifat koligatif ini akan semakin meningkat.

Titik didih air juga dipengaruhi oleh tekanan udara dimana proses pendidihan itu terjadi. Salah satu faktor yang mempengaruhi tekanan udara adalah ketinggian (altitude) suatu daerah, sehingga semakin tinggi daerah tersebut, tekanan semakin menurun dan titik didih semakin rendah.  Contohnya Yogyakarta berada pada ketinggian 498 feet atau 151 meter diatas permukaan laut, sehingga titik didih airnya adalah 99,512°C

Air ledeng dapat berasal dari air tanah dalam, mata air atau air permukaan. Air yang berasal dari air tanah dalam dan mata air cenderung lebih murni dibadingkan dengan air permukaan yang telah berinteraksi dengan berbagai zat. Air ledeng dapat mengandung berbagai zat yang umumnya terikut karena pengikisan air, seperti besi, mangan, nitrit, sulfat dan klorida.

Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air dihitung dengan rumus:

Kadar air      = Berat basah – Berat kering x 100%

Berat basah

Berat basah adalah berat bahan mula-mula. Berat kering adalah berat bahan setelah dilakukan pengeringan. Pengeringan ini dapat dilakukan dengan cara mengoven bahan sehingga seluruh airnya menguap. Cara terbaik melakukan pengeringan adalah dengan menggunakan drying oven dengan suhu 70°C selama semalaman atau 24 jam. Saat air menguap, otomatis berat bahan akan berkurang. Jumlah pengurangan ini dianggap sebagai selisih antar berat basah dan berat kering. Perbandingan dari pengurangan berat dan berat awal inilah yang kemudian diubah menjadi persen dan kadar air ditemukan. Pada organ tumbuhan, kadar air sangat bervariasi, tergantung dari jenis tumbuhan, struktur dan usia dari jaringan organ. Pada tumbuhan herba, salah satunya Spinacia oleracea (bayam) yang tidak memiliki kambium, tumbuhan dapat tegak sepenuhnya hanya karena tekanan turgor. Tekanan turgor ini disebabkan oleh kandungan air, sehingga kadar air yang tinggi didominasi oleh batang.

Air mengion sedikit, membentuk ion- ion H+ dan OH- di dalam larutan encer, konsentrasi ion H+ dan OH- dipengaruhi  oleh persamaan :

kw= [H+][OH-]= 1 x 10-14 (pada 250C).

Konsentrasi ion hidrogen pada sistem biologi biasanya dinyatakan dalam istilah pH, yang didefinisikan sebagai pH=-log[H+]. pH larutan encer diukur oleh elektrode gelas yang sensitif terhadap konsentrasi H+. Air murni memiliki pH 7, karena jumlah ion H+ dan OH- yang setara, dan karena sifat ini juga, air tidak mampu mempertahankan pHnya bila ditambah asam atau basa.

Larutan penyangga atau larutan buffer merupakan suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH tertentu. Adapun sifat yang paling menonjol dari buffer ini seperti pH buffer hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam atau basa. Buffer yang bersifat asam memiliki pH kurang dari 7 sedangkan buffer basa memiliki pH lebih dari 7. Buffer yang bersifat asam biasanya terbuat dari asam lemah dan basa konjugatnya. Sedangkan buffer yang bersifat basa biasanya terbuat dari basa lemah dan asam konjugatnya.

Buffer fosfat adalah buffer netral dengan kisaran pH 7. Pada makhluk hidup, buffer fosfat umumnya terdapat pada sitoplasma sel. Buffer fosfat dapat dibuat dengan menggunakan monosodium fosfat (NaH2PO4) dan basa konjugatnya yaitu disodium fosfat (Na2HPO4).

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.

Sumber

Anonim. 2010. Water Altitude Bioling Point Calculator. http://www.csgnetwork.com/h2oboilcalc.html. 22 September 2010.

Catur, Dody. 2009. Buffer asam (Larutan Penyangga Asam), http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/06/buffer-asam-larutan-penyangga-asam.html. 22 September 2010

Mellon, Carniege. 2010. Review of Buffers. http://www.chemcollective.org/buffers/buffers3.php. 22 September 2010

Mombourquette, Michae. 2006. Colligative Properties. Queen University at http://www.chem.queensu.ca/people/faculty/mombourquette/firstyrchem/colligative/index.htm. 22 September 2010

Nelson & Cox. 2004. Lehninger : Principles of Biochemistry 4th Edition. Publisher: W.H Freeman.

Phillips, Teresa. 2010. Make a Phosphate Buffer. http://biotech.about.com/od/buffersandmedia/ht/phosphatebuffer.htm. 22 September 2010

Munns, Rana. 2010. Plant Water Content and Relative Water Content. http://prometheuswiki.publish.csiro.au/tiki-index.php?page=Plant+water+content+and+relative+water+content. 22 September 2010