asam basa

ASAM DAN BASA

Kata Kunci

Konsep Arrhenius reaksi perpindahan proton pasangan asam-basa konjugasiKonsep Brønsted–Lowry donor proton amfoterKonsep Lewis akseptor proton amfiprotikIon hidronium spesies donor pasangan elektron bebasIon hidroksida asam konjugasi akseptor pasangan elektron bebasReaksi netralisasi basa konjugasi

Antoine Laurent Lavoisier adalah ahli kimia pertama yang berusaha menjelaskan apa yang membuat senyawa bersifat asam. Pada tahun 1777 dia mengemukakan bahwa oksigen adalah unsur penting dalam asam. (Nama Oxygen yang dia berikan dalam Bahasa Yunani berarti ‘pembentuk asam’). Tetapi pada tahun 1808 Humphry Davy menunjukkan bahwa hidrogen klorida, yang larut dalam air membentuk asam hidroklorik, hanya mengandung hidrogen dan klorin. Meskipun beberapa ahli kimia berargumen bahwa klorin adalah senyawaan oksigen, klorin pada akhirnya terbukti merupakan unsur. Para ahli kimia kemudian menyatakan bahwa hidrogen, bukan oksigen, yang mesti merupakan penentu asam-asam. Penentu keasaman dan kebasaan pertama kali dijelaskan oleh Svante Arrhenius pada tahun 1884.

Asam(Bahasa Latin : Acidus = sour [asam, masam])

Asam memiliki rasa asam; contohnya, cuka memiliki rasa asam dari asam asetat, dan lemon atau buah lain yang mengandung asam sitrat.

Asam menyebabkan perubahan warna pada zat warna tumbuhan; misalkan mengubah warna lakmus dari biru menjadi merah.

Asam bereaksi dengan logam-logam tertentu, seperti seng, magnesium, dan besi, menghasilkan gas hidrogen. Sebagai contoh, reaksi asam klorida (HCl) dengan magnesium (Mg):

2 HCl (aq) + Mg (s) MgCl2 (aq) + H2 (g)

• Asam bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat, seperti Na2CO3, CaCO3, and NaHCO3, menghasilkan gas karbon dioksida. Contoh,

2 HCl (aq) + CaCO3 (s) CaCl2 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

HCl (aq) + NaHCO3 (s) NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Larutan asam dalam air meneruskan arus listrik.

Basa(Bahasa Arab Al-qali = abu tanaman tertentu yg rasanya pahit)

Basa berasa pahit di lidah. Basa terasa licin di kulit; contohnya, sabun, yang mengandung basa, menunjukkan sifat ini. Basa menyebabkan perubahan warna pada zat warna tumbuhan; misalnya, basa mengubah warna lakmus

dari merah menjadi biru. Larutan basa dalam air meneruskan arus listrik.

Teori Asam Basa Halaman 1

Konsep Asam dan Basa Arrhenius

Kita dapat menyatakan konsep Arrhenius tentang asam sebagai berikut : Suatu asam adalah senyawa yang, ketika terlarut dalam air, meningkatkan konsentrasi ion hidronium, H3O+ (aq). Untuk simpelnya, para ahli kimia sering menggunakan notasi H+ (aq) untuk ion H3O+ (aq) dan menyebutnya ion hidrogen. Ingatlah bahwa ion hidrogen terlarut bukanlah proton terbuka dalam air, melainkan proton yang secara kimia berikatan dengan air – yaitu H3O+ (aq). Ion H3O+ nya sendiri berhimpun melalui ikatan hidrogen dengan sejumlah molekul air. Suatu basa, menurut Arrhenius, adalah senyawa yang jika terlarut dalam air meningkatkan konsentrasi ion hidroksida, OH (aq).

Gambar 1. Penggambaran ion hidronium, H3O+

Di sini digambarkan berikatan hidrogen dengan tigamolekul air. Muatan positif yang digambarkan,sesungguhnya tersebar di seluruh ion.

Peran khusus ion hidronium (atau ion hidrogen) dan ion hidroksida dalam larutan nampak dari reaksi berikut:

H2O (l) + H2O (l) H3O+ (aq) + OH– (aq)

Penambahan asam dan basa mengubah konsentrasi ion-ion ini dalam air.

Dalam teori Arrhenius, asam kuat adalah senyawa yang terion sempurna dalam larutan menghasilkan H 3O+

(aq) dan suatu anion. Contohnya asam perklorat, HClO4.

HClO4 (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + ClO4 (aq)

Contoh lain asam kuat adalah H2SO4, HI, HBr, HCl, and HNO3. Basa kuat terion sempurna dalam larutan menghasilkan OH– dan kation. Natrium hidroksida adalah salah satu contoh basa kuat.

NaOH (s) H2O Na+ (aq) + OH– (aq)

Basa-basa kuat utama adalah hidroksida dari unsur-unsur golongan I A dan II A (kecuali Be).

Kebanyakan asam dan basa selainnya adalah lemah, karena tidak terion sempurna dalam larutan dan mengalami reaksi reversible (dapat-balik) dengan ion-ion yang sesuai. Misalkan asam asetat, HC2H3O2. Reaksinya adalah

HC2H3O2 (aq) H2O (l) H3O+ (aq) + C2H3O2+ (aq)


Beberapa Asam dan Basa KuatAsam Kuat Basa Kuat

Bukti untuk teori Arrhenius adalah entalpi reaksi, ΔHo, pada netralisasi asam kuat dan basa kuat. Netralisasi ini intinya reaksi antara H3O+ dan OH– dan selalu menghasilkan ΔHo yang sama tiap mol air yang terbentuk. Sebagai contoh, reaksi netralisasi HClO4 dengan NaOH dalam bentuk ionik

H3O+ (aq) + ClO4– (aq) + Na+ (aq) + OH– (aq) Na+ (aq) + ClO4

– (aq) + 2 H2O (l)

Persamaannya menjadi

H3O+ (aq) + OH– (aq) 2 H2O (l)

Secara eksperimen, diketahui bahwa semua reaksi netralisasi yang melibatkan asam kuat dan basa kuat memiliki ΔHo yang sama, yaitu 55,90 kJ per mol H+. Hal ini menunjukkan bahwa dalam reaksi netralisasi terjadi reaksi yang sama, sebagaimana prediksi teori Arrhenius.

Meskipun berhasil, teori Arrhenius memiliki keterbatasan. Di samping hanya berlaku pada reaksi dengan pelarut air, teorinya juga memilih OH– sebagai sumber sifat basa, padahal partikel lain pun memiliki peran yang sama. Definisi yang lebih luas tentang asam dan basa akan segera kita bahas.

Konsep Asam dan Basa Brønsted–Lowry

Pada tahun 1923, ahli kimia Denmark, Johannes N. Brønsted (1879–1947) dan ahli kimia Inggris, Thomas M. Lowry (1874–1936), secara terpisah menunjukkan bahwa reaksi asam-basa dapat dipandang sebagai reaksi perpindahan proton (proton-tranfer reaction) dan bahwa asam dan basa dpat didefinisikan berdasarkan transfer proton (H+) ini. Menurut konsep Brønsted–Lowry, asam adalah spesies yang menyumbang proton (proton donor) dalam reaksi tranfer proton. Basa adalah spesies yang menerima proton (proton accepter) dalam reaksi tranfer proton.

Gambar 2. Representasi Reaksi Transfer Proton. Perhatikan transfer sebuah proton, H+, dari H3O+ to NH3. Muatan yang ditunjukkan untuk ion adalah muatan keseluruhan, tidak terkait dengan tempatnya pada bagian tertentu ion.

Perhatikan, sebagai contoh, reaksi asam hidroklorat dengan amonia.

H3O+ (aq) + Cl– (aq) + NH3 (aq) H2O (l) + NH4+ (aq) + Cl– (aq)

Setelah mencoret Cl–, kita dapatkan persamaan.

H3O+ (aq) + NH3 (aq) H2O (l) + NH4+ (aq)

Dalam reaksi dalam larutan berpelarut air, sebuah proton H+ dipindahkan dari ion H3O+ ke molekul NH3, menghasilkan H2O dan NH4

+ (Gambar 2). Di sini H3O+ adalah donor proton, atau asam, dan NH3 adalah akseptor proton, atau basa. Camkan bahwa dalam konsep Brønsted–Lowry, asam (dan basa) dapat berupa ion juga molekul senyawa.

Dalam sembarang reaksi asam-basa, reaksi maju maupun reaksi balik melibatkan transfer proton. Perhatikan reaksi NH3 dengan H2O.


NH3 (aq) + H2O (l) NH4+ (aq) + OH– (aq)

basa asam asam basa

pada reaksi maju, NH3 menerima proton dari H2O. Maka NH3 adalah basa dan H2O adalah asam. Dalam reaksi balik, NH4

+ menyumbang proton ke pada OH–, maka ion NH4+ adalah asam dan OH– adalah basa.

Perhatikan bahwa NH3 dan NH4+ berbeda satu proton. Artinya, NH3 berubah menjadi NH4

+ dengan menangkap satu proton, sementara ion NH4

+ berubah menjadi molekul NH3 dengan melepaskan satu proton. Spesies NH4+

dan NH3 ini disebut pasangan asam-basa konjugasi. Suatu pasangan asam-basa konjugasi terdiri atas dua spesies yang dalam suatu reaksi asam-basa, yang satu asam dan yang lain basa, dimana keduanya dibedakan dengan penerima dan pendonor satu proton. Asam dalam pasangan demikian disebut asam konjugasi dari basa, sementara basanya adalah basa konjugasi dari asam tersebut. Pada reaksi di atas, NH 4

+ adalah asam konjugasi dari NH3, dan NH3 adalah basa konjugasi NH4

+.

Contoh Soal 1 Mengidentifikasi Asam dan Basa

Dalam persamaan reaksi berikut, tunjukkan tiap spesies sebagai asam atau basa. Tunjukkan pula pasangan asam-basa konjugasinya.

a. HCO3– (aq) + HF (aq) H2CO3 (aq) + F (aq)

b. HCO3– (aq) + OH (aq) CO3

2 (aq) + H2O (l )

Strategi Ingatlah bahwa asam Brønsted–Lowry adalah donor proton, dan basa adalah akseptor proton. Periksa tiap persamaan untuk menentukan donor proton pada tiap sisi. Beri tanda sebagai asam dan sebagai basa.

Penyelesaian

a. Di sisi kiri, HF adalah donor proton; di sisi kanan H2CO3 adalah donor proton. Akseptor proton adalah HCO3–

dan F–. Begitu donor proton dan akseptor proton diketahui, asam dan basa dapat ditandai.

Dalam reaksi ini, H2CO3 and HCO3– adalah pasangan asam-basa konjugasi, sebagaimana HF and F– .

b.

Di sini HCO3– and CO3

2– merupakan pasangan asam-basa konjugasi. Juga H2O dan OH–. Perhatikan bahwa meskipun HCO3

– berfungsi sebagai asam dalam reaksi ini, tetapi dalam reaksi sebelumnya (reaksi pada soal a) berfungsi sebagai basa.

Cek Jawaban Cek bahwa setiap pasangan asam-basa konjugasi terdiri atas satu spesies dari sisi kiri persamaan dan satu spesies dari sisi kanan, dan bahwa kedua spesies tersebut dibedakan hanya oleh satu proton.

Latihan Soal 1 Pada reaksi

H2CO3 (aq) + CN (aq) HCN (aq) + HCO3– (aq)

Tandai tiap spesies sebagai asam atau basa. Untuk basa di sisi kiri, manakah asam konjugasinya?

Konsep Brønsted–Lowry mendefinisikan suatu spesies sebagai asam atau basa berdasarkan fungsinya dalam reaksi asam basa, atau reaksi transfer proton. Sebagaimana kita lihat dalam contoh soal 1, ada spesies yang dapat berfungsi sebagai asam atau sebagai basa (dapat melepas atau menangkap proton) tergantung pada


reaktan lainnya. Spesies demikian disebut zat (spesies) amfoter. Anion dengan hidrogen yang bisa terionisasi seperti HCO3

–, dan pelarut tertentu seperti air, adalah amfiprotik.

Amfoter ialah suatu istilah umum merujuk pada suatu spesies yang dapat bertindak sebagai asam atau basa. Spesies tersebut tidaklah mesti amfiprotik. Contoh, aluminum oksida merupakan oksida amfoter, karena dapat bereaksi dengan asam maupun basa. Tetapi aluminum oksida bukanlah amfiprotik, karena tidak memiliki proton.

Sekarang kita sudah mengetahui bahwa konsep asam-basa Brønsted–Lowry memiliki cakupan yang lebih luas daripada konsep Arrhenius. Dalam konsep Brønsted–Lowry:

1. Suatu basa adalah spesies yang menerima proton; OH hanyalah satu contoh basa.2. Asam dan basa dapat berupa ion atau molekul senyawa.3. Reaksi asam-basa tidak terbatas pada larutan berpelarut air.4. Beberapa spesies dapat berfungsi sebagai asam atau basa, tergantung pada reaktan yang lainnya.

Konsep Asam dan Basa Lewis

Reaksi-reaksi tertentu memiliki karakteristik sebagai reaksi asam-basa tetapi tidak cocok dengan konsep Brønsted–Lowry. Contohnya ialah reaksi antara oksida basa Na2O dengan oksida asam SO3 yang menghasilkan garam Na2SO4.

Na2O (s) + SO3 (g) Na2SO4 (s)

G.N. Lewis, yang mengajukan teori pasangan elektron pada ikatan kovalen, menyadari bahwa konsep asam dan basa dapat digeneralisasikan mencakup reaksi oksida asam dan oksida basa dan banyak reaksi lainnya, juga reaksi transfer proton. Menurut konsep ini, asam Lewis adalah spesies yang dapat membentuk satu ikatan kovalen dengan menerima sepasang elektron dari spesies lain; dan basa Lewis adalah spesies yang dapat membentuk ikatan kovalen dengan menyumbangkan sepasang elektron kepada spesies lain. Konsep Lewis dan konsep Brønsted–Lowry hanyalah beda pandang pada reaksi kimia tertentu. Perbedaan cara pandang ini seringkali sangat berguna dalam penemuan reaksi-reaksi baru.

Perhatikan reaksi netralisasi NH3 oleh HCl dalam larutan berair, yang dibahas sebelumnya. Reaksi ini terdiri atas reaksi sebuah proton dari H3O+ dengan NH3:

penerima pemberipasangan elektron pasangan elektron

Tanda panah merah menunjukkan penerimaan sepasang elektron dari NH3 dan ikatan H–N terbentuk. Proton dalam reaksi tersebut adalah penerima pasangan elektron, maka merupakan asam Lewis. Amonia, NH3, yang memiliki pasangan elektron bebas, adalah donor pasangan elektron dan oleh karena itu merupakan basa Lewis.

Sekarang mari kita lihat reaksi antara Na2O dengan SO3. Reaksi ini mencakup reaksi ion oksida, O2– , dari padatan ionik Na2O, dengan SO3.


basa asamLewis Lewis

SO3 menerima pasangan elektron dari ion O2–. Pada saat yang sama, pasangan elektron dari ikatan S=O berpindah ke salah satu atom O dalam SO3. Jadi, O2– adalah basa Lewis dan SO3 adalah asam Lewis.

Konsep Lewis merangkum banyak reaksi yang mungkin tidak kita kira sebagai reaksi asam-basa. Reaksi boron trifluorida dengan amonia contohnya.

asam Lewis basa Lewis

Dalam reaksi ini, molekul NH3 menyumbang pasangan elektron bebas pada atom nitrogen kepada boron dari BF3. Boron trifluorida menerima pasangan elektron sehingga merupakan asam Lewis. Amonia yang menyumbang pasangan elektron merupakan basa Lewis. Pasangan elektron yang awalnya pada atom nitrogen sekarang digunakan bersama antara atom nirogen dan atom boron, membentuk ikatan B–N.

LATIHAN Dalam reaksi berikut, manakah yang merupakan asam Lewis dan basa Lewis.

a. Ag+ + 2 NH3 Ag(NH3)2+

b. B(OH)3 + H2O B(OH)4– + H+


asam basa

Documents