ASAM-BASA

ASAM-BASA ARRHENIUS Teori asam-basa Arrhenius menyatakan bahwa asam adalah spesi yang melepaskan ion H+ dalam pelarut air dan basa adalah spesi yang melepaskan ion OH- dalam pelarut air. Asam-basa Arrhenius hanya terbatas dalam pelarut air. Arrhenius belum bisa menjelaskan pengaruh pelarut selain air terhadap sifat asambasa dan adanya garam yang tidak netral (bersifat asam atau basa). Secara umum, teori asam-basa Arrhenius dapat dituliskan dengan persamaan reaksi: HxA (aq) B(OH)y (aq) Atau dituliskan sebagai berikut: HA (aq) + H2 O (l) A- (aq) + H2 O (l) H3O+ (aq) + A- (aq) HA (aq) + OH- (aq) x H+ (aq) + Ax- (aq) By+ (aq) + y OH- (aq)

Perhatikan bahwa penulisan persamaan reaksi seperti di atas adalah mirip dengan teori asam-basa Brnsted-Lowry tetapi berbeda. Pada teori asam-basa BrnstedLowry, diberi tambahan arah pergerakan proton sementara pada teori Arrhenius tidak diberikan. Arrhenius tidak dapat menjelaskan sifat garam NaH2PO4 yang bersifat asam sedangakan garam Na2HPO4 yang bersifat basa. Dengan dasar pemikiran ini, dikembangkanlah teori asam-basa yang dikenal sebagai teori asam-basa Brnsted-Lowry.

ASAM-BASA BRNSTED-LOWRY Teori asam-basa Brnsted-Lowry menyatakan bahwa asam adalah spesi yang mendonorkan proton (H+) dan basa adalah spesi yang menerima/akseptor proton (H+). Teori ini tidak terbatas pada pelarut air, tetapi dapat diterapkan pada berbagai pelarut protonik (pelarut yang mempunyai H+). Secara umum, teori asam-basa Brnsted-Lowry dapat dituliskan dengan persamaan reaksi: H+ HA (aq) + H2 O (l) H3O+ (aq) + A- (aq)

H+ A- (aq) + H2 O (l) HA (aq) + OH- (aq) Dari persamaan reaksi tersebut, muncul istilah yang disebut dengan pasangan asam-basa konjugasi. Asam konjugasi adalah spesi yang kelebihan 1 H+ sementara basa konjugasi adalah spesi yang kekurangan 1 H+. Pada persamaan reaksi di atas, HA adalah asam konjugasi dari A-, H3 O+ adalah asam konjugasi dari H2 O, dan OH- adalah basa konjugasi dari H2O. Basa konjugasi dari suatu asam kuat adalah basa yang sangat lemah dan basa konjugasi dari suatu asam lemah adalah basa kuat, demikian juga pada asam konjugasi. Kekuatan asam atau basa dapat dilihat dari nilai konstanta ionisasi asam, Ka, dan konstanta ionisasi basa, Kb, dimana nilai K adalah perbandingan hasil kali konsentrasi produk terhadap hasil kali konsentrasi reaktan. Semakin besar K menunjukkan reaksi semakin berjalan ke arah produk. Dengan demikian, Ka besar (atau Kb besar) menunjukkan asam kuat (atau basa kuat) dan sebaliknya. Ka dan Kb biasanya dinyatakan sebagai pKa atau pKb dimana pK = - log K. Jika Ka (atau Kb) besar, maka pKa (atau pKb) nya kecil. Nilai Ka dan Kb inilah yang dapat digunakan untuk menentukan sifat asam-basa suatu spesi. Ka dan Kb juga dapat digunakan untuk meramalkan apakah reaksi berjalan satu arah ( ), bolak-balik ( ), atau tidak bereaksi ( ). Jika K bernilai a x 10+k maka reaksi berjalan ke satu arah. Jika K bernilai a x 10-k maka reaksi berjalan bolak-balik. Sementara untuk nilai K yang sangat kecil (< 10-14) maka reaksi tidak terjadi. Misalnya adalah HClO4 yang merupakan asam kuat dan terionisasi sempurna dalam air: HClO4 (aq) + H2 O (l) H3O+ (aq) + ClO4- (aq) Ka = 1 x 1010 Ion perklorat merupakan basa konjugasi dari asam sangat kuat HClO4 sehingga ion perklorat merupakan basa yang sangat lemah. Akibatnya, ion perklorat tidak mampu menerima proton dari H3 O+ sehingga reaksi ke arah kiri tidak terjadi. Jika dihitung Kb ClO4- (reaksi dari kanan ke kiri), maka diperoleh nilai yang sangat kecil, yaitu Kw/Ka HClO4 = 10-24. ClO4- (aq) + H2 O (l) Asam-asam lemah seperti asam asetat, CH3COOH umumnya ditulis bolak-balik: CH3COOH (aq) + H2 O (l) CH3COO- (aq) + H3 O+ (aq) Ka = 1,8 x 10-5

Permasalahan sifat asam-basa garam yang tidak dapat dijelaskan oleh Arrhenius akhirnya dapat dijelaskan dengan teori asam-basa Brnsted-Lowry. Untuk menentukan garam mana yang bersifat asam dan mana yang basa, dapat dilakukan dengan membandingkan nilai Ka dan Kb. Apabila Ka > Kb maka spesi tersebut bersifat asam dan sebaliknya. Diketahui: Ka H3PO4 = 7,5 x 10-3 Ka H2PO4- = 6,2 x 10-8 Ka HPO42- = 2,2 x 10-13 Kw = 1 x 10-14 y Sifat garam NaH2PO4 Na+ (aq) + H2 PO4- (aq)

Reaksi pelarutan: NaH2PO4 (aq) H2PO4- (aq) + H2O (l) H2PO4- (aq) + H2O (l)

Reaksi yang mungkin dialami oleh H2PO4- adalah: HPO42- (aq) + H3 O+ (aq) Ka = 6,2 x 10-8 H3PO4 (aq) + OH- (aq) Kb = Kw/Ka = 1,3 x 10-12

Karena Ka lebih besar dari Kb maka, H2PO4- bersifat asam sehingga garam NaH2PO4 bersifat asam. y Sifat garam Na2HPO4 2 Na+ (aq) + HPO42- (aq) Ka = 2,2 x 10-13 Kb = Kw/Ka = 1,6 x 10-7

Reaksi pelarutan: Na2 HPO4 (aq) HPO42- (aq) + H2O (l) HPO42- (aq) + H2O (l)

Reaksi yang mungkin dialami oleh H2PO4- adalah: PO43- (aq) + H3 O+ (aq) H2PO4- (aq) + OH- (aq)

Karena Kb lebih besar dari Ka maka, HPO42- bersifat basa sehingga garam Na2 HPO4 bersifat basa. Bagaimana dengan sifat garam natrium bikarbonat (NaHCO3)? Diketahui Ka H2CO3 = 4,3 x 10-7 dan Ka HCO3- = 4,8 x 10-11. Reaksi pelarutan: NaHCO3 (aq) HCO3- (aq) + H2 O (l) HCO3- (aq) + H2 O (l) H2CO3 (aq) Na+ (aq) + HCO3- (aq) Ka = 4,8 x 10-11 Kb = Kw/Ka = 2,3 x 10-8 Reaksi yang mungkin dialami oleh HCO3- adalah: CO32- (aq) + H3O+ (aq) H2CO3 (aq) + OH- (aq)

H2O (l) + CO2 (g)

Karena Kb lebih besar dari Ka maka, HCO3- bersifat basa sehingga garam NaHCO3 bersifat basa.

JENIS-JENIS ASAM Terdapat 3 jenis asam selain asam biner, yaitu asam akua, asam hidroksi, dan asam oksi. Asam biner merupakan asam yang hanya terdiri dari H+ dan anion, yang paling umum adalah asam halida (HX). Kekuatan asam biner ini berkaitan dengan kekuatan ikatan dalam molekul asam tersebut. Asam akua adalah kation kompleks yang mempunyai ligan H2 O dengan rumus umum E(OH2)n. Asam-asam akua merupakan asam lemah. Contohnya adalah kompleks heksaakuabesi(III), [Fe(OH2 )6]3+. Kation kompleks ini akan terhidrolisis asam dimana 1 molekul air dari ligan mendonorkan protonnya kepada pelarut: [Fe(OH2 )6]3+ (aq) + H2O (l) [Fe(OH2 )5 OH]2+ (aq) + H3O+ (aq)

Asam hidroksi adalah asam yang umumnya dibentuk oleh unsur-unsur amfoter dengan rumus umum HOEOH. Bentuk asam dari asam hidroksi ini adalah isomer dari bentuk hidroksinya. Asam hidroksi adalah asam yang lebih kuat dari asam akua. Unsur yang dapat bertindak sebagai asam hidroksi adalah silikon. Rumus hidroksinya adalah Si(OH)4 yang berisomer dengan rumus asamnya, yaitu H4SiO4. Jika H4SiO4 dikurangi jumlah H2O nya sebanyak 1 molekul, maka diperoleh H2SiO3 yang merupakan asam silikat. Asam oksi adalah asam yang mengandung atom oksigen dengan rumus umum OpE(OH)z. Dengan rumus umum ini, maka dapat diketahui dengan langsung berapa banyak atom hidrogen yang dapat terion (z), yaitu jumkah atom hidrogen yang terikat langsung pada atom O yang dapat terion. Oleh karena itu, asam sulfat, H2SO4, lebih disukai ditulis sebagai O2S(OH)2. Kekuatan asam oksi meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah atom O yang diikat oleh atom pusat. Asam oksi adalah asam yang lebih kuat dari asam hidroksi. Untuk asam oksi yang beratom pusat sama, maka asam oksi dengan bilangan oksidasi atom pusat yang tertinggi adalah yang lebih kuat. Jadi, asam nitrat (biloks N = +5) adalah asam yang jauh lebih kuat dari asam nitrit (biloks N = +3). ASAM-BASA LEWIS Asam lewis adalah spesi yang menerima donor PEB sedangkan basa lewis adalah spesi yang mendonorkan PEB. Ikatan antara asam lewis dengan basa lewis adalah ikatan kovalen koordinasi.

ASAM-BASA SISTEM PELARUT Teori ini dapat menjelaskan sifat asam-basa pelarut selain air dan pelarut nonprotonik. ASAM-BASA LUX-FLOOD Konsep asam basa yang berdasarkan serah terima oksigen. ASAM-BASA LUNAK-KERAS Kategori asam basa berdasarkan kemampuan terpolarisasi. Asam lunak berpasangan dengan basa lunak dan asam keras berpasangan dengan basa keras.