ASAM BASA

NAMA                 : PRANGKY RAMOS M S

NIM                     : F1C111017

MATA KULIAH : KIMIA ORGANIK FISIK

Teori Asam Basa Menurut Arrhenius

Arrhenius sendiri adalah ilmuwan yang berasal dari swedia dan seorang yang mendapatkan penghargaan nobel atas karyanya.menurutnya pengertian asam dan basa adalah sebagai berikut

Asam => Zat yang di dalam air melepaskan  ion H+
Basa => Zat yang di dalam air melepaskan ion H-

Istilah asam dan basa sudah dikenal oleh masyarakat ilmiah sejak dulu. Istilah asam diberikan kepada zat yang rasanya asam, sedangkan basa untuk zat yang rasanya pahit.

Pada 1777, Lavoisier menyatakan bahwa oksigen adalah unsur utama dalam senyawa asam. Pada 1808, Humphry Davy menemukan fenomena lain, yaitu HCl dalam air dapat bersifat asam, tetapi tidak mengandung oksigen. Fakta ini memicu Arrhenius untuk mengajukan teori asam basa.

Menurut Arrhenius, asam adalah zat yang dapat melepaskan ion H⁺ di dalam air sehingga konsentrasi ion H⁺ dalam air meningkat. Basa adalah zat yang dapat melepaskan ion OH^– di dalam air sehingga konsentrasi ion OH^– dalam air meningkat.

Contoh senyawa yang tergolong asam dan basa menurut teori Arrhenius adalah sebagai berikut:

a. Asam : HCl, HNO₃, dan H₂SO₄. Senyawa ini jika dilarutkan dalam air akan terurai membentuk ion H⁺ dan ion negatif sisa asam.

HCI(g) → H⁺(aq) + CI^–(aq)

H₂SO₄(aq) → 2H⁺(aq) + SO₄ ^2–(aq)

b. Basa : NaOH, KOH, Ca(OH)₂, dan dan Al(OH)₃. Senyawa ini jika dilarutkan dalam air akan terurai membentuk ion OH^– dan ion positif sisa basa.

NaOH(aq) → Na⁺(aq) + OH^–(aq)

Ca(OH)₂(aq) → Ca²⁺(aq) + 2OH^–(aq)

Menurut teori Arrhenius, rumus kimia asam harus mengandung atom hidrogen (–H) dan rumus kimia basa harus mengandung gugus hidroksil (–OH).

Teori Asam Basa Bronsted-Lowry dan Lewis

Teori asam basa Arrhenius berhasil menjelaskan beberapa senyawa asam atau basa, tetapi teori tersebut masih memiliki keterbatasan, di antaranya senyawa asam dan basa hanya berlaku di dalam pelarut air, pembentukan ion H⁺ atau OH^– adalah ciri khas asam basa. Jika dalam suatu reaksi tidak membentuk ion H⁺ atau OH^–, reaksi tersebut tidak dapat dikatakan sebagai reaksi asam atau basa.

Teori Asam Basa Bronsted-Lowry

Asam => Spesi yang memberikan Proton

Basa => Spesi yang menerima Proton

Teori ini sendiri memiliki keselarasan dengan yang di kemukakan oleh Lewis karena di sini kalau di simpulkan bahwa Asam adalah zat yang menjadi donor Proton dan sebagai akseptornya adalah Basa

Fakta menunjukkan, banyak reaksi asam basa yang tidak melalui pembentukan ion H⁺ atau OH^–, misalnya reaksi antara HCl(g) dan NH₃(g). Persamaannya :

HCl(g) + NH₃(g) → NH₄Cl(s)

Menurut Arrhenius, reaksi HCl dan NH₃ dalam fasa gas tidak dapat dikategorikan sebagai reaksi asam basa karena tidak membentuk ion H⁺ dan OH^–, padahal kedua senyawa itu adalah asam dan basa. Akibat keterbatasan teori Arrhenius, pada 1923, Johanes Bronsted dan Thomas Lowry mengemukakan teori asam basa berdasarkan transfer proton (ion H⁺).

Menurut Bronsted-Lowry, dalam reaksi yang melibatkan transfer proton, asam adalah spesi yang bertindak sebagai donor proton, sedangkan basa adalah spesi yang bertindak sebagai akseptor proton. Proton (ion H⁺) dalam air tidak berdiri sendiri melainkan terikat pada molekul air karena atom O pada molekul H₂O  memiliki pasangan elektron bebas yang dapat digunakan untuk berikatan kovalen koordinasi dengan proton membentuk ion hidronium, H₃O⁺. Persamaan reaksinya :

H₂O(l) + H⁺(aq) → H₃O⁺(aq)

Teori asam-basa Bronsted-Lowry dapat diterapkan terhadap reaksi HCl dan NH₃. Dalam fasa gas, HCl dan NH₃ tidak terionisasi karena keduanya molekul kovalen yang tergolong reaksi asam basa.

HCl(g)	+	NH3(g)	→	NH4Cl(s)
Asam		Basa		Garam

Pada reaksi tersebut, molekul HCl bertindak sebagai donor proton (asam), dan molekul NH₃ bertindak sebagai akseptor proton (basa). Menurut Bronsted-Lowry, reaksi asam basa yang melibatkan transfer proton membentuk keadaan kesetimbangan. Contoh reaksi antara NH₃ dan H₂O , arah panah menunjukkan bahwa proton menerima pasangan elektron bebas dari NH₃ , dan ikatan N–H terbentuk. persamaan reaksinya sebagai berikut.

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

Reaksi ke kanan, NH₃ menerima proton dari H₂O. Jadi, NH₃ adalah basa dan H₂O adalah asam. Pada reaksi kebalikannya, NH₄⁺ donor proton terhadap OH–. Oleh sebab itu, ion NH₄⁺ adalah asam dan ion OH^– adalah basa. Spesi NH₃ dan NH₄⁺ berbeda dalam hal jumlah protonnya. NH₃ menjadi ion NH₄⁺ melalui pengikatan proton, sedangkan ion NH₄⁺ menjadi NH₃ melalui pelepasan proton. Spesi NH₄⁺ dan NH₃ seperti ini dinamakan pasangan konjugat asam basa.

Pasangan konjugat asam basa terdiri atas dua spesi yang terlibat dalam reaksi asam basa, satu asam dan satu basa yang dibedakan oleh penerimaan dan pelepasan proton. Asam pada pasangan itu dinamakan asam konjugat dari basa, sedangkan basa adalah basa konjugat dari asam. Jadi, NH₄⁺ adalah asam konjugat dari NH₃ dan NH₃ adalah basa konjugat dari NH₄⁺.

Gambar 1. Atom O memiliki pasangan elektron besar sehingga dapat membentuk ion hidronium.

Menurut Bronsted-Lowry, kekuatan asam basa konjugat adalah kebalikannya. Jika suatu senyawa merupakan asam kuat, basa konjugatnya adalah basa lemah. Kekuatan asam basa konjugat dapat digunakan untuk meramalkan arah reaksi asam basa. Suatu reaksi asam basa akan terjadi jika hasil reaksinya merupakan asam lebih lemah atau basa lebih lemah. Dengan kata lain, reaksi akan terjadi ke arah pembentukan spesi yang lebih lemah.

Gambar 2. Pasangan konjugat asam basa: NH4 + dan NH3; H2O dan OH–.

Asam		Basa Konjugat
Asam paling kuat	HClO4	ClO4–	Basa paling lemah
	HI	I–
	HBr	Br–
	HCl	Cl–
	H2SO4	HSO4–
	HNO3	NO3–
	H3O+	H2O
	HSO4–	SO4–
	H3PO4	H2PO4–
	HF	F–
	HNO2	NO2–
	HCOOH	HCOO–
	CH3COOH	CH3COO–
	H2CO3	HCO3–
	H2S	HS–
	NH4+	NH3
	HCN	CN–
	HS–	S2–
	H2O	OH–
Asam paling lemah	NH3	NH2–	Basa paling kuat

Tabel 3. Kekuatan Asam dan Basa Konjugat

Contoh Soal Kekuatan Asam Basa Konjugat (12) :

Perhatikan reaksi berikut.

SO₄^2–(aq) + HCN(aq) ↔ HSO₄^– (aq) + CN^–(aq)

Ke arah manakah reaksi akan terjadi?

Pembahasan :

Jika kekuatan asam HCN dan HSO₄^– dibandingkan, terlihat bahwa HCN adalah asam yang lebih lemah. Selain itu, kekuatan basa antara SO₄^2– dan CN^– terlihat bahwa SO₄^2– lebih lemah.

Oleh karena itu, reaksi akan terjadi dari arah kanan ke arah kiri persamaan kimia.

HSO₄^– (aq) + CN^–(aq) → SO₄^2– (aq) + HCN(aq)

Contoh Soal UNAS 2003 :

Pasangan asam basa konjugasi dari reaksi :

HSO₄^–(aq) + H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + SO₄^2–(aq)

adalah ....

A. HSO₄^–(aq) dengan H₂O(l)

B. H₃O⁺(aq) dengan SO₄^2–(aq)

C. HSO₄^–(aq) dengan H₃O⁺(aq)

D. H₂O(l) dengan SO₄^2–(aq)

E. HSO₄^–(aq) dengan SO₄^2–(aq)

Pembahasan :

Pasangan asam basa konjugasinya :

HSO₄^–(aq) dengan SO₄^2–(aq) dan H₂O(l) dengan H₃O⁺(aq).

Jadi, jawabannya (E).

Berdasarkan kekuatan asam basa konjugat, suatu spesi dapat berperan sebagai asam maupun sebagai basa bergantung pada jenis pereaksinya. Spesi seperti ini disebut ampiprotik.

Contoh :

Reaksi antara ion HCO₃^– dan HF serta reaksi antara ion HCO3– dan ion OH–, persamaan kimianya:

1. HCO₃^–(aq) + HF(aq) ↔ H₂CO₃(aq) + F^–(aq)

2. HCO₃^–(aq) + OH^–(aq) ↔ CO₃^2–(aq) + H₂O(aq)

Pada reaksi (1), ion HCO₃^– menerima proton dari HF maka ion HCO₃^– bertindak sebagai basa. Pada reaksi (2), HCO₃^– memberikan proton kepada ion OH^– maka ion HCO₃^– bertindak sebagai asam. Jadi, ion HCO₃^– dapat bertindak sebagai asam dan juga bertindak sebagai basa. Spesi seperti ini dinamakan ampiprotik.

Contoh Soal Asam Basa Menurut Bronsted-Lowry (13) :

Pada persamaan reaksi berikut, tentukan spesi manakah yang bertindak sebagai asam atau basa. Tunjukkan pasangan asam basa konjugatnya?

(a) HCO₃^–(aq) + HF(aq) ↔ H₂CO₃(aq) + F^–(aq)

(b) HCO₃^–(aq) + OH^–(aq) ↔ CO₃^2–(aq) + H₂O(l)

Jawaban :

(a) Ruas kiri persamaan, HF adalah donor proton, di ruas kanan, H₂CO₃ sebagaidonor proton. Jadi, akseptor proton adalah HCO₃^– (kiri) dan F^– (kanan).

Dengan diketahuinya donor dan akseptor proton, asam dan basa dapat ditentukan.

HCO3– (aq)	+	HF(aq)	↔	H2CO3(aq)	+	F–(aq)
Basa		Asam		Basa		Asam

Pada reaksi ini, H₂CO₃ dan HCO₃^– adalah pasangan konjugat asam basa. Demikian juga, pasangan HF dan F^–.

(b) Dengan cara yang sama, asam dan basa dapat ditentukan.

HCO3– (aq)	+	OH–(aq)	↔	CO32–(aq)	+	H2O(l)
Asam		Basa		Asam		Basa

Pada reaksi ini, HCO₃^– dan CO₃^2– adalah pasangan konjugat asam-basa. Demikian juga, H₂O dan OH^– . Walaupun HCO₃^– berfungsi sebagai suatu asam dalam reaksi (b), tetapi pada reaksi (a) berfungsi sebagai basa. Jadi, HCO₃^– tergolong ampiprotik.

 Teori Asam Basa Lewis

Asam => Zat yang menerima pasangan electron bisa juga di sebut dengan akseptor electron
Basa => Zat yang memberikan pasangan electron bisa juga di sebut pemberi donor electron

Teori ini sendiri memiliki keluasan dalam makna dan belum spesifik karena hanya menyebutkan si penerima dan si pemberi electron dalam suatu ikatan.

Beberapa reaksi tertentu mempunyai sifat reaksi asam-basa, tetapi tidak cocok dengan teori Bronsted-Lowry maupun teori Arrhenius. Misalnya, reaksi antara oksida basa Na₂O dan oksida asam SO₃ membentuk garam Na₂SO₄. Persamaannya:

Na₂O(s) + SO₃(g) → Na₂SO₄(s)

Menurut Lewis, konsep asam dan basa secara umum mencakup reaksi oksida asam dan oksida basa, termasuk reaksi transfer proton. Menurut Lewis, asam adalah spesi yang bertindak sebagai akseptor pasangan elektron bebas dari spesi lain membentuk ikatan kovalen koordinasi. Basa adalah spesi yang bertindak sebagai donor pasangan elektron bebas kepada spesi lain membentuk ikatan kovalen koordinat.

Reaksi Na₂O dan SO₃ melibatkan reaksi ion oksida, yaitu O^2– dari padatan ionik Na₂O dan gas SO₃. Reaksinya sebagai berikut.

Na₂⁺ O^2–(s) + SO₃(g) → 2Na⁺ + SO₄^2–(s)

Pada reaksi di atas, Na₂O bertindak sebagai donor pasangan elektron bebas (basa) dan SO₃ sebagai akseptor pasangan elektron bebas (asam).

Tinjau reaksi antara NH₃ dan BF₃. Reaksi ini merupakan reaksi asam basa menurut Lewis. Persamaan reaksinya:

NH₃(g) + BF₃(g) → H₃N^–BF₃(s)

Dalam reaksi tersebut, BF₃ bertindak sebagai akspetor pasangan elektron bebas (asam) dan NH₃ sebagai donor pasangan elektron bebas (basa).

Contoh Soal Asam Basa Lewis (14) :

Pada reaksi berikut, tentukan asam dan basa menurut Lewis.

B(OH)₃(s) + H₂O(l) ↔ B(OH)₄^–(aq) + H⁺(aq)

Jawaban :

Tuliskan setiap spesi ke dalam bentuk rumus Lewis, kemudian tentukan akseptor dan donor pasangan elektron bebasnya.

Reaksinya adalah :

Rangkuman :

1. Menurut teori Arrhenius, asam adalah zat yang di dalam larutan air dapat melepaskan ion H⁺, sedangkan basa adalah zat yang di dalam larutan air dapat melepaskan ion OH^–.

2. Konsentrasi H⁺ dan OH^– dalam larutan dinyatakan dengan pH dan pOH, dengan rumus :

pH = –log [H⁺] dan pOH = –log [OH^–].

3. Hubungan pH dan pOH dinyatakan melalui tetapan ionisasi air, yaitu:

pKw = pH + pOH = 14.

4. Asam dan basa kuat adalah asam basa yang terionisasi sempurna di dalam air: Konsentrasi H⁺ atau OH^– dalam larutan asam-basa kuat sama dengan konsentrasi asam dan basa semula :

[H⁺] = [HX] dan [OH^–] = [MOH]

5. Asam dan basa lemah terionisasi sebagian di dalam air dan membentuk kesetimbangan. Tetapan kesetimbangan ionisasinya sebagai berikut.

dan

6. Konsentrasi H⁺ dan OH^– dalam larutan asam dan basa lemah sesuai rumus berikut.

dan

7. Kekuatan ionisasi asam basa dinyatakan dengan derajat ionisasi (a), dirumuskan sebagai berikut.



8. Hubungan derajat ionisasi dan tetapan ionisasi asam dan basa lemah dinyatakan dengan persamaan :

dan

9. Asam poliprotik adalah asam yang dapat melepaskan lebih dari satu proton dan terionisasi secara bertahap.

10. Menurut Bronsted-Lowry, asam adalah zat yang bertindak sebagai donor proton, sedangkan basa adalah sebagai akseptor proton.

11. Bronsted-Lowry juga menyatakan bahwa pasangan asam basa yang terlibat dalam transfer proton dinamakan pasangan konjugat asam basa.

12. Menurut Lewis, asam adalah spesi yang bertindak selaku akseptor pasangan elektron bebas, sedangkan basa selaku donor pasangan elektron bebas membentuk ikatan kovalen koordinasi.

Asam dan basa organik

Asam organik

Asam organik dicirikan oleh adanya atom hidrogen yang terpolarisasi positif. Terdapat dua macam asam organik, yang pertama adanya atom hidrogen yang terikat dengan atom oksigen, seperti pada metil alkohol dan asam asetat. Kedua, adanya atom hidrogen yang terikat pada atom karbon di mana atom karbon tersebut berikatan langsung dengan gugus karbonil (C=O), seperti pada aseton.

Metil alkohol mengandung ikatan O-H dan karenanya bersifat asam lemah, asam asetat juga memiliki ikatan O-H yang bersifat asam lebih kuat. Asam asetat bersifat asam yang lebih kuat dari metil alkohol karena basa konjugat yang terbentuk dapat distabilkan melalui resonansi, sedangkan basa konjugat dari metil alkohol hanya distabilkan oleh keelektronegativitasan dari atom oksigen.

Keasaman aseton diperlihatkan dengan basa konjugat yang terbentuk distabilkan dengan resonansi. Dan lagi, datu dari bentuk resonannya menyetabilkan muatan negatif dengan memindahkan muatan tersebut pada atom oksigen. Asam organik merupakan asam lemah karena ionisasi sangat tidak lengkap. Pada suatu waktu sebagian besar dari asam berada di larutan sebagai molekul yang tidak terionisasi. Sebagai contoh pada kasus asam etanoik, larutan mengandung 99% molekul asam etanoik dan hanya 1 persen yang benar benar terionisasi. Posisi dari kesetimbangan menjadi bergeser ke arah kiri.

Dua faktor yang mempengaruhi ionisasi dari asam adalah:

Kekuatan dari ikatan yang diputuskan,

kestabilan ion yang terbentuk.

Dalam kasus ini, anda memutus ikatan dari molekul yang sama (antara O dan H) jadi bisa dianggap kekuatan ikatan yang diputuskan adalah sama.

Faktor yang paling penting dalam menentukan kekuatan relatif dari molekul adalah pada sifat dari ion ion yang terbentuk.Anda selalu mendapatkan ion hidroksinium jadi anda tidak perlu membandingkan itu. Yang perlu anda bandingkan adalah sifat dari anion (ion negatif) yang berbeda-beda pada setiap kasus.

Basa Organik

Basa organik dicirikan dengan  adanya atom dengan pasangan elektron bebas yang dapat mengikat proton. Senyawa-senyawa yang mengandung atom nitrogen adalah  salah satu contoh basa organik, tetapi senyawa yang mengandung oksigen dapat pula bertindak sebagai basa ketika direaksikan dengan asam yang cukup kuat. Perlu dicatat bahwa senyawa yang mengandung atom oksigen dapat bertindak sebagai asam maupun  basa, tergantung lingkungannya. Misalnya aseton dan metil alkohol dapat bertindak sebagai asam ketika menyumbangkan proton, tetapi sebagai basa ketika atom oksigennya menerima proton.

Dua faktor yang mempengaruhi kekuatan dari sebuah basa adalah:

Kemudahan pasangan bebas mengikat ion hidrogen,

kestabilan dari ion yang terbentuk.

Hubungan Teori Bronsted-Lowry dengan Teori Arrhenius

Teori asam-basa Bronsted-Lowry tidaklah bertentangan dengan teori asam-basa Arrhenius, justru lebih melengkapi. Ion hidroksida tetap bertindak sebagai basa, karena mampu menerima ion hidrogen dari asam dan juga dari air. Asam menghasilkan ion hidrogen dalam larutan sebab asam bereaksi dengan molekul air dengan cara memberikan protonnya kepada air.

Ketika gas hidrogen klorida dilarutkan dalam air, molekul hidrogen klorida akan memberikan protonnya (sebagai ion hidrogen) kepada air untuk menghasilkan asam klorida. Ikatan koordinasi terbentuk antara satu pasang elektron bebas pada atom oksigen dengan ion hidrogen dari HCl menghasilkan ion hidronium (H₃O⁺).

Apabila suatu asam dalam larutan bereaksi dengan suatu basa, yang bertindak sebagai asam adalah ion hidronium. Sebagai contoh adalah terjadinya transfer proton dari ion hidronium kepada ion hidroksida untuk menghasilkan air.

Hal penting yang harus diingat adalah:

Apabila kita membicarakan ion hidrogen dalam larutan, H⁺(aq), yang sebenarnya kita bicarakan tidak lain adalah ion hidronium, H₃O⁺(aq). 3

Permasalahan hidrogen klorida / amonia

Reaksi HCl dengan NH₃ yang merupakan masalah (tidak bisa dijelaskan) dalam teori Arrhenius, bukan lagi merupakan masalah dalam teori Bronsted-Lowry. Baik pada saat kita membicarakan reaksi dalam larutan maupun dalam fasa gas, amonia tetap bertindak sebagai basa, karena amonia menerima proton (H⁺). Hidrogen akan terikat pada pasangan elektron bebas pada atom nitrogen melalui ikatan koordinasi.

Jika reaksi berlangsung dalam larutan, amonia akan menerima proton dari ion hidronium (H₃O⁺)

Jika reaksi berlangsung dalam keadaan gas, amonia menerima proton secara langsung dari hidrogen klorida.

Dengan kata lain, amonia bertindak sebagai basa dengan cara menerima satu ion hidrogen dari asam.

Karena proton selalu dihasilkan menurut teori asam-basa Arrhenius, berarti semua reaksi asam-basa Arrhenius merupakan reaksi asam-basa Bronsted-Lowry, dengan catatan, air terlibat dalam reaksi. Apabila air tidak terlibat dalam reaksi, maka penjelasan reaksi asam-basa menggunakan teori asam-basa Bronsted-Lowry.

 pertanyaan

Bagaimana reaksi antara ion HCO₃^– dan HF serta reaksi antara ion HCO3– dan ion OH–, persamaan kimianya:

1. HCO₃^–(aq) + HF(aq) ↔ H₂CO₃(aq) + F^–(aq)

2. HCO₃^–(aq) + OH^–(aq) ↔ CO₃^2–(aq) + H₂O(aq)

Pada reaksi (1), ion HCO₃^– menerima proton dari HF maka ion HCO₃^– bertindak sebagai basa. Pada reaksi (2), HCO₃^– memberikan proton kepada ion OH^– maka ion HCO₃^– bertindak sebagai asam. Jadi, ion HCO₃^– dapat bertindak sebagai asam dan juga bertindak sebagai basa. Spesi seperti ini dinamakan ampiprotik.