asam dan basa_kimia dasar
TRANSCRIPT
Asam dan Basa
Apa yang kamu pikirkan ketika mendengar kata asam ? Mungkin sesuatu yang berasa
masam, buah jeruk, atau sesuatu senyawa yang dapat merusak kulit kita. Lalu, bagaimana dengan
basa? Apakah kamu berpikir basa adalah sesuatu yang berasa pahit dan jika terkena kulit rasanya
licin. Benar sekali apa yang kamu pikirkan, semua itu adalah ciri-ciri asam dan basa. Mari kita cari
tahu bersama segala hal tentang asam dan basa.
A. Pengertian Asam
Pada awalnya konsep asam dan basa dikeluarkan oleh Svante Arrhenius (1887), yang
mengatakan bahwa asam adalah senyawa yang apabila dilarutkan dalam air dan menghasilkan ion
hidrogen. Sedangkan basa adalah senyawa yang apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion
hidroksida.
(a) Senyawa asam dapat menghasilkan ion
hidrogen dalam air
(b) Senyawa basa dapat menghasilkan ion
hidroksida dalam air
Gambar 1. Definisi asam dan basa menurut Arrhenius
Konsep asam dan basa Arrhenius hanya dapat digunakan pada senyawa asam dan basa yang
dapat larut dalam air, sehingga dikembangkan konsep asam dan basa menurut Bronstead Lowry
secara terpisah. Menurut Bronstead Lowry, asam adalah senyawa yang dapat memberikan proton
(H+) sementara basa adalah senyawa yang menerima proton (H+) dari asam. Konsep Bronstead Lowry
banyak digunakan dalam reaksi senyawa-senyawa organik.
H Cl
H Cl
H Cl
air
H⁺
Cl⁻
H⁺
H⁺
Cl⁻
Cl⁻
Na OH
air
Na OH
Na OH
Na⁺
⁻OH
⁻OH
Na⁺
Gambar 2. Konsep asam dan basa menurut Brontead Lowry
Lewis kemudian mengembangkan konsep asam dan basa berdasarkan struktur ikatan kimia.
Menurut lewis suatu atom dapat membentuk ikatan kimia dengan melihat valensi atom tersebut.
Valensi suatu atom adalah jumlah ikatan maksimum yang dapat dibentuk oleh suatu atom. Setiap
atom memiliki elektron valensi pada kulit terluarnya. Elektron valensi ini dapat saling mengisi
diantara atom sehingga membentuk ikatan. Ikatan yang dibentuk oleh pasangan elektron, dimana
elektron tersebut berasal dari masing – masing atom disebut ikatan kovalen. Sedangkan ikatan
kovalen koordinat, terjadi apabila elektron yang dipakai dalam membentuk ikatan berasal dari satu
atom. Konsep transfer pasangan elektron dari satu atom inilah yang mendasari penentuan asam dan
basa menurut Lewis. Suatu senyawa dikatakan basa apabila mendonorkan pasangan elektron,
sedangkan senyawa asam adalah senyawa yang menerima pasangan elektron dari senyawa basa.
H Cl H
H
O
Donor proton
Penerima proton
H O
H
H
Asam Kuat Basa Basa Konjugasi Asam Konjugasi
H
H
O
H N
H
H
H N
H
H
H
Donor proton
Penerima proton
Basa Lemah Asam Asam Konjugasi Kuat
Gambar 3. Konsep asam dan basa menurut Lewis
B. Asam Biner
Asam biner adalah asam yang dibentuk dari dua atom, dengan salah satu atom adalah hidrogen.
Perhatikan ilustrasi senyawa asam biner golongan VIIa pada Gambar 4.
Gambar 4. Ilustrasi senyawa asam golongan VIIa
Semakin besar nomor atom, ukuran atom semakin besar. Dengan demikian, ukuran atom I >
Br > Cl > F. Setiap atom golongan VIIa kekurangan satu elektron valensi untuk stabil membentuk
senyawa, dan akan berikatan dengan atom hidrogen yang memiliki satu elektron valensi melalui
ikatan kovalen. Semakin besar radius atom, berarti jarak antara elektron valensi dengan inti atom
semakin jauh sehingga gaya tarik antara elektron dengan proton di inti atom akan semakin lemah.
Pada atom dengan radius yang lebih kecil, elektron lebih tertarik ke inti atom sehingga ikatan
kovalen antara hidrogen dan atom akan semakin kuat dan sulit diputuskan.
Senyawa HF HCl HBr HI
Radius Anion (pm) 136 181 195 216
Kekuatan ikatan (KJ/mol) 569 431 368 297
Kekuatan asam / Ka (mol/L) 6,6 x 10-4 106 108 109
C. Asam Terner
Asam terner adalah asam yang mengandung gugus hidroksil (O-H) yang terikat pada
senyawa nonlogam (asam oksi) dan ketika terionisasi akan menghasilkan ion hidrogen. Sebagai
contoh pada HNO3, gugus hidroksil terikat dengan atom nitrogen (non logam) yang memiliki
H Cl
H N
H
H
H N
H
H
H
Cl
Donor pasangan e-
Penerima pasangan e-
Basa Asam
elektronegativitas cukup tinggi, sehingga nitrogen akan lebih menarik elektron ikatan hidroksil lebih
dekat dengan dirinya, sehingga mengionisasi atom hidrogen.
N+
O-
O OH
N
O-
O O
Beberapa asam terner ada yang termasuk asam monoprotik (HNO3), diprotik (H2SO4), dan triprotik
(H3PO4).
N+
O-
O OH
SO
OO
O
HH
HNO3 H2SO4 H3PO4
D. Basa
Apabila suatu gugus hidroksil mengikat suatu senyawa logam, maka disebut dengan
hidroksida karena senyawa tersebut akan melepaskan kation logam dan ion hidroksida. Atom logam
bersifat elektropositif sedangkan atom oksigen jauh bersifat elektronegatif dibandingkan dengan
atom logam sehingga oksigen akan menarik elektron atom logam, dan menyebabkan putusnya
ikatan logam - oksigen hidroksida dan menghasilkan kation logam.
Na O H Na+ + -OH
E. Kekuatan Asam dan Basa
Sifat kekuatan asam dalam suatu senyawa bergantung pada mudah tidaknya senyawa
tersebut terurai, semakin mudah terurai maka akan bersifat asam. Suatu asam dikatakan asam kuat
apabila ketika dilarutkan dalam air senyawa asam tersebut dapat mengurai sempurna, sebaliknya
dikatakan asam lemah apabila ketika dilarutkan dalam air tidak terurai sempurna.
+ H+
Gambar 5. Kekuatan asam
F. Konsep pH
Konsep pH merupakan cara pengukuran derajat keasaman dalam suatu larutan yang
biasanya larut dalam air. pH (power of Hydrogen) mengukur tingkat keasaman berdasarkan dari
jumlah ion hidrogen yang diuraikan oleh suatu senyawa asam. pOH (power of Hydroxide) digunakan
untuk mengukur tingkat kebasaan berdasarkan jumlah ion hidroksida yang diuraikan oleh suatu
senyawa basa.
pH = -log [H+]
pOH = -log [-OH]
Bagaimana hubungan pH dengan pOH, dapat dijelaskan melalui konsep autoionisasi air.
Autoionisasi yaitu penguraian molekul air oleh molekul air lainnya menghasilkan ion hidrogen dan
ion hidroksida. Ion hidrogen akan bereaksi dengan molekul air menghasilkan ion hidronium.
H2O H+ + -OH
H+ + H2O H3O+_______
H2O + H2O H3O+ + -OH
Reaksi hidrolisis air dapat disederhanakan menjadi :
H2O H+ + -OH
Maka nilai konstanta kesetimbangannya dapat dituliskan sebagai :
𝐾 =[𝐻+][ ̄𝑂𝐻]
[𝐻2𝑂]
𝐾𝑤 = [𝐻+][ ̄𝑂𝐻]
Kw adalah Konstanta air, yang secara ilmiah melalui percobaan pada suhu 25ᵒC diketahui nilainya
adalah 1 x 10-14 mol / L.
1𝑥10−14 = [𝐻+][ ̄𝑂𝐻] ,
kalikan masing-masing ruas dengan – Log
H Cl
H Cl
H Cl
air
H⁺
Cl⁻
H⁺
H⁺
Cl⁻
Cl⁻
ASAM KUAT Banyak H⁺ α = 1,
air
H F
H F
H F
H F
H⁺
F⁻
ASAM LEMAH Sedikit H⁺
−𝑙𝑜𝑔1𝑥10−14 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻+][ ̄𝑂𝐻]
14 = −(𝑙𝑜𝑔[𝐻+] + 𝑙𝑜𝑔[ ̄𝑂𝐻])
14 = −𝑙𝑜𝑔[𝐻+] − 𝑙𝑜𝑔[ ̄𝑂𝐻] ,
14 = 𝑝𝐻 + 𝑝𝑂𝐻
𝑝𝐻 = 14 − 𝑝𝑂𝐻
Menghitung pH larutan asam kuat
Contoh. Manakah yang lebih asam diantara larutan asam klorida 0,02 M , asam nitrat 0,02 M, dan
asam sulfat 0,02 M?
Penyelesaian:
Ketiga asam ini mengurai sempurna didalam air, dengan nilai derajat disosiasi α = 1 dan Ka > 10-3
a. HCl 0,02 M artinya HCl 0,02 mol/L
HCl ↔ H+ + Cl-
0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol
[H+] = 0,02 mol/L
pH = - log [H+] = -log[0,02] = 2 – log 2 = 1,7
b. HNO3 0,02 M artinya HNO3 0,02 mol/L
HNO3 ↔ H+ + NO3 -
0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol
[H+] = 0,02 mol/L
pH = - log [H+] = -log[0,02] = 2 – log 2 = 1,7
c. H2SO4 0,02 M artinya H2SO4 0,02 mol/L
H2SO4 ↔ 2H+ + SO4 -2
0,02 mol 0,04 mol 0,02 mol
[H+] = 0,04 mol/L
pH = - log [H+] = -log[0,04] = 2 – log 4 = 1,3
Maka dapat kita simpulkan :
Untuk asam kuat
[H+] = [asam].valensi
pH = -log [H+]
pH = -log ([asam].valensi)
Menghitung pH larutan basa kuat
Contoh. Berapakah pH larutan natrium hidroksida 0,04 M, kalium hidroksida 0,04 M dan magnesium
hidroksida 0,04 M ?
Penyelesaian. Natrium hidroksida , kalium hidroksida, dan magnesium hidroksida merupakan basa
kuat, yang terurai sempurna didalam air.
a. NaOH 0,04 M artinya NaOH 0,04 mol/L
NaOH ↔ Na+ + -OH
0,04 mol 0,04 mol 0,04 mol
[-OH] = 0,04 mol/L
pOH = - log [-OH] = -log[0,04] = 2 – log 4
pH = 14 – pOH = 14 – ( 2 –log 4) = 12+log 4 = 12,7
b. KOH 0,04 M artinya KOH 0,04 mol/L
KOH ↔ K+ + -OH
0,04 mol 0,04 mol 0,04 mol
[-OH] = 0,04 mol/L
pOH = - log [-OH] = -log[0,04] = 2 – log 4
pH = 14 – pOH = 14 -2 – log 4 = 12 + log 4
c. Mg(OH)2 0,04 M artinya Mg(OH)2 0,04 mol/L
Mg(OH)2 ↔ Mg+2 + 2 -OH
0,04 mol 0,04 mol 0,08 mol
[-OH] = 0,08 mol/L
pOH = - log [-OH] = -log[0,08] = 2 – log 8
pH = 14 – pOH = 14 –(2 – log 8) = 12+ log 8
Maka dapat kita simpulkan :
Untuk basa kuat
[-OH] = [basa]
pOH = -log [-OH]
pH = 14 - pOH
Menghitung pH air
Contoh . Berapakah nilai derajat keasaman dari air?
Penyelesaian.
𝐾𝑤 = [𝐻+][ ̄𝑂𝐻] ,
1𝑥10−14 = [𝐻+][ ̄𝑂𝐻]
Karena [H+] = [-OH] maka
1𝑥10−14 = [𝐻+]²
[𝐻+] = 1𝑥10−7
pH = -log [H+]
pH= −𝑙𝑜𝑔1𝑥10−7
pH = 7
pH 7 merupakan titik nol antara asam dan basa, atau dapat dikatakan larutan tersebut bersifat netral
Latihan 1.
1. Asam bromida 0,02 N
2. Asam perklorat 0,07 M
3. Asam nitrat 0,08 M
4. Asam sulfat 0,055 M
5. Hitunglah pH larutan asam berikut, lalu utarakan pendapat anda
i. Asam klorida 0,1 M
ii. Asam klorida 0,01 M
iii. Asam klorida 0,001 M
iv. Asam klorida 0,0001 M
v. Asam klorida 0,00001 M
vi. Asam klorida 0,0000001 M
vii. Asam klorida 0,000000001 M
viii. Asam klorida 0,0000000001 M
6. Natrium hidroksida 0,01 M
7. Kalium hidroksida 0,05 M
8. Magnesium hidroksida 0,025 M
9. Hitunglah pH larutan basa berikut, lalu utarakan pendapat anda
i. Natrium hidroksida 0,1 M
ii. Natrium hidroksida 0,01 M
iii. Natrium hidroksida 0,001 M
iv. Natrium hidroksida 0,0001 M
v. Natrium hidroksida 0,00001 M
vi. Natrium hidroksida 0,000001 M
vii. Natrium hidroksida 0,000000001 M
viii. Natrium hidroksida 0,000000000001 M