pH adalah ukuran konsentrasi ion hidrogen dalam larutan. Sebagian besar reaksi biokimia dan kimia sensitif terhadap pH, menjadikan pengukuran pH yang akurat dan persiapan buffer sebagai prasyarat untuk hasil yang reprodusibel.

Elektroda pH

Elektroda pH standar adalah elektroda kombinasi yang mengandung membran kaca yang mengembangkan potensial sebanding dengan aktivitas ion hidrogen. Potensial ini diukur terhadap elektroda referensi internal. Meter mengonversi tegangan menjadi pembacaan pH.

Untuk pengukuran yang akurat, kalibrasi elektroda setiap hari dengan setidaknya dua buffer (biasanya pH 4,0, 7,0, dan 10,0). Kemiringan kalibrasi harus antara 95–102% dari kemiringan Nernstian teoritis (59,16 mV/pH pada 25 °C).

Perawatan Elektroda

Simpan elektroda dalam larutan penyimpanan atau buffer pH 4 — jangan pernah dalam air suling, yang melarutkan ion dari membran kaca. Jika respons menjadi lamban, bersihkan elektroda dengan 0,1 M HCl diikuti 0,1 M NaOH, lalu bilas dan kalibrasi ulang.

Saat mengukur, aduk larutan dengan lembut dan biarkan pembacaan stabil. Suhu mempengaruhi respons elektroda dan kesetimbangan buffer — selalu ukur pada suhu yang sama dengan buffer kalibrasi atau gunakan meter dengan kompensasi suhu otomatis.

Teori Buffer

Buffer menahan perubahan pH dengan mengandung asam lemah dan basa konjugasinya. Persamaan Henderson–Hasselbalch menggambarkan hubungan ini:

pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

Buffer paling efektif dalam rentang ±1 unit pH dari pKa-nya. Untuk kapasitas maksimum, konsentrasi asam dan basa konjugasi harus kira-kira sama.

Buffer Laboratorium Umum

• Fosfat (pKa₂ ≈ 7,2): banyak digunakan untuk uji biologi tetapi dapat mengendap dengan kation divalen.
• Tris (pKa ≈ 8,07 pada 25 °C): umum dalam biologi molekuler; pH-nya sangat tergantung suhu (ΔpKa/°C ≈ −0,028).
• HEPES (pKa ≈ 7,55): buffer Good dengan pengikatan logam minimal, ideal untuk kultur sel.
• Asetat (pKa ≈ 4,76): digunakan untuk ekstraksi DNA dan kromatografi.
• Sitrat (pKa ≈ 3,13, 4,76, 6,40): berguna pada rentang asam yang luas.

Menyiapkan Buffer

Timbang massa yang dihitung dari agen buffer, larutkan dalam sekitar 80% volume akhir air suling, sesuaikan pH dengan HCl atau NaOH sambil diaduk, lalu bawa ke volume akhir. Selalu sesuaikan pH pada suhu kerja, dan konfirmasi pH setelah mencapai volume akhir.