TEORI ASAM BASA

Nama   : Candra Adi Putra
NIM     : F1C111027
Prodi    : Kimia
M.K     : Organik Fisik
Dosen Pengampu : Dr. Syamsurizal, MSi.

TEORI ASAM - BASA

TEORI ASAM -BASA ARRHENIUS

Arrhenius mengemukakan suatu teori dalam disertasinya (1883) yaitu bahwa senyawa ionik dalam larutan akan terdissosiasi menjadi ion ion penyusunnya.

1.  ASAM

asam adalah suatu senyawa yang jika dilarutkan dalm air akan menghasilkan ion hidrogen. 
berdasarkan jumlah ion H+ yang dapat dilepaskan maka senyawa asam dapat dikelompokkan menjadi :

1. Asam monoprotik (asam berbasa 1) = senyawa asam yang melepaskan 1 ion H+
2. Asam diprotik (asam berbasa 2) = senyawa asam yang melepaskan 2 ion H+
3. Asam tripotik (asam berbasa 3) = senyawa asam yang melepaskan 3 ion H+

catatan : ion H+ bersifat tidak stabil ion ini akan bereaksi dengan H2O membentuk ion hidronium (H3O+).

 berdasarkan jumlah ion yang dihasilkan, asam dibedakan menjadi :

• asam kuat = asam yang mudah terionisasi dan banyak menghasilkan ion H+ dalam larutannya.

contoh : HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3, dan HClO4

• asam lemah = asam yang sedikit terionisasi dan menghasilkan sedikit ion H+ dalam larutannya.

contoh : CH3COOH, HCOOH (asam format), HCN


2.  BASA

Basa adalah suatu senyawa yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion hidroksida (OH-). Pada umumnya merupakan senyawa ion. kecuali NH3 (amonia) merupakan senyawa kovalen.







catatan : tidak semua senyawa yang mempunyai gugus OH- merupakan suatu basa.

berdasarkan jumlah gugus OH- yang diikat, senyawa basa dikelompokkan menjadi :

• Basa monohidroksi = senyawa basa yang memiliki 1 gugus OH-
• Basa dihidroksi = senyawa basa yang memiliki 2 gugus OH-
• Basa trihidroksi = senyawa basa yang memiliki 3 gugus OH-

Berdasarkan derajat ionisasinya, basa dikelompokkan menjadi :

• Basa kuat = basa yang terionisasi sempurna dalam air
• Basa lemah = basa yang hanya sedikit terionisasi dalam air

Menurut Arrhenius :

 Keterbatasan teori Arrhenius 

Asam klorida dapat dinetralkan baik oleh larutan natrium hidroksida maupun amonia. Pada kedua kasus tersebut, akan didapatkan larutan hasil reaksi yang jernih yang dapat dikristalkan menjadi garam berwarna putih, baik natrium klorida maupun amonium klorida. Kedua reaksi tersebut merupakan reaksi yang sangat mirip. Reaksi yang terjadi adalah :

Pada kasus reaksi antara natrium hidroksida dengan asam klorida, ion hidrogen dari asam bereaksi dengan ion hidroksida dari NaOH. Hal ini  sesuai dengan teori asam basa Arrhenius. Akan tetapi pada kasus reaksi amonia dengan klorida, tidak terdapat ion hidroksida.

Kita bisa mengatakan bahwa amonia bereaksi dengan air menghasilkan ion amonium dan hidroksida, menurut reaksi sebagai berikut :

Reaksi diatas merupakan reaksi reversibel, dan dalam larutan amonia pekat tertentu, sekitar 99% amaonia tetap berada sebagai molekul amonia. Meskipun demikian ion hidroksida tetap dihasilkan walau dalam jumlah yang sangat kecil. Dengan demikian kita bisa mengatakan bahwa reaksi tersebut sesuai dengan teori asam - basa Arrhenius.

Tetapi pada saat yang bersamaan, terjadi reaksi antara gas amonia dengan gas hidrogen klorida.

 Dalam kasus reaksi diatas tidak dihasilkan ion hidrogen ataupun ion hidroksida, karena reaksi tidak terjadi dalam larutan. Teori Arrhenius tidak menggolongkan reaksi diatas sebagai reaksi asam basa, meskipun faktanya reaksi tersebut menghasilkan produk yang sama manakala kedua senyawa tersebut dilarutkan dalam air,

Secara singkat dapat dikatakan bahwa keterbatasan teori Arrhenius adalah bahwa reaksi asam-basa hanyalah sebatas pada larutan berair dan asam basa adalah zat yang hanya menghasilkan H+ dan OH^-

TEORI ASAM BASA BRONSTED-LOWRY

Pada tahun 1923, Johannes Bronsted dan Thomas Lowry mempublikasikan tulisan yang mirip satu sama lain secara terpisah. Pendekatan teori asam-basa Bronsted-Lowry tidak terbatas hanya pada larutan berair, tetapi mencakup semua sistem yang mengandung proton.

1.  Asam

 Adalah suatu ion atau molekul yang berperan sebagai pemberi (donor) proton atau ion H+ kepada ion atau molekul lain.

HCl   +   H2O      ==      H3O+   +     Cl-
   untuk reaksi kanan :
HCl merupakan asam karena memberikan ion H+ kepada molekul H2O, sehingga H2O berubah menjadi ion H3O+
  untuk reaksi kiri :
ion H3O+ merupakan asam karena memberikan ion H+ kepada ion Cl-, sehingga ion Cl- berubah menjadi molekul HCl.

2.  Basa

  Adalah suatu ion atau molekul yang menerima proton.

 HCl   +   H2O   ==   H3O+   +   Cl-
 

  untuk reaksi ke kanan :
  H2O merupakan basa karena menerima ion H+ ( akseptor proton ) dari molekul HCl berubah  menjadi ion Cl-.

  untuk reaksi ke kiri :
  Ion Cl- merupakan basa karena menerima ion H+ (akseptor proton ) dari ion H3O+, sehingga ion H3O+ berubah menjadi molekul H2O

Menurut Bronsted-Lowry :

Mengacu teori asam basa Bronsted-Lowry akan terjadinya trasfer proton, maka dikenal istilah pasangan asam -basa konjugasi.

   Keunggulan teori asam - basa Bronsted-Lowry :

• Setiap zat tidak ada yang bersifat netral, tetapi akan bersifat asam ataupun basa bergantung pada apakah zat tersebut menerima atau melepas proton ( tergantung pada pasangan reaksinya).
• Bersifat luas, tidak hanya bergantung pada pelepasan ion H+ atau ion OH-.

   Kelemahan teori ini :

• tidak berlaku untuk pelarut yang tidak mengandung proton atau zat aprotik.
• sifat suatu zat tidak pasti ( bisa asam ataupun basa ), tergantung pada pasangan reaksinya.

Hubungan teori Bronsted-Lowry dengan Teori Arrhenius
 

Teori asam - basa Bronsted-Lowry tidaklah bertentangan denagn 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.



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.


Air, ion dan auto-ionisasi

Ion H+ mempunyai radius kurang dari 0,1 pm. Hal ini berarti jika partikel kecil ini mempunyai konsentrasi muatan positif yang sangat besar dimasukkan ke dalam air, H+ akan tertarik denagn kuat kearah dipol negatif dari air.



Dua molekul air membentuk ion hidronium dan hidroksida melalui transfer proton.




Amphiprotik/Amfoter

Amfoter adalah sifat suatu zat/senyawa yang dapat bersifat asam atau basa (tergantung lingkungannya). Sebagai contoh adalah air.



Beberapa contoh senyawa yang bersifat amfoter :



Bagaimana halnya pada kasus dua senyawayang satu bersifat relatif asam terhadap air dan yang lain bersifat relatif basa terhadap air misalnya HCl + NH3.
Dalam kasus ini terjadi transfer proton dari asam ke basa, dan reaksi total merupakan penjumlahan dari tiga tahap reaksi :



Air dalam reaksi diatas berfungsi sebagai agen transfer proton. Aspek dalam reaksi asam basa Bronsted-Lowry adalah interaksi antara ion hidronium dengan ion hidroksida yang menghasilkan air, dan hal ini merupakan lawan dari auto-ionisasi air.

Pasangan asam-basa konjugasi

Apabila asam mendonorkan protonnya, maka akan dihasilkan spesies basa konjugasi, sedangkan basa yang menerima proton akan menghasilkan spesies asam konjugasi. Pasangan demikian disebut dengan pasangan asam-basa konjugasi. Sebagai contoh adalah reaksi ion hidrogen karbonat (bikarbonat) dengan air.



Asam/basa kuat adalah senyawa yang mengalami ionisasi hampir sempurna (ionisasi = 100%). Sedangkan asam/basa lemah adalah senyawa yang ionisasinya sangat kecil.
Berdasarkan pasangan asam-basa konjugasi dalam teori asam-basa bronsted-Lowry, maka :

• Semakin kuat asam/basa, pasangan basa/asam konjugasinya semakin lemah
• semakin lemah asam/basa, pasangan basa/asam konjugasinya semakin kuat.

Karena HCL asam yang lebih kuat daripada H3O+, maka transfer proton terjadi dari hasil HCl bukan dari H3O+. begitu juga dengan basa, karena H2O basa yang lebih kuat dibandingkan dengan Cl-, maka H2O yang memenangkan kompetisi untuk menerima proton. Oleh sebab itu reaksi tersebut berjalan kearah pembentukan H3O+ dan Cl- (ke kanan)

Pada reaksi asam asetat dengan air :

Asam asetat adalah asam lemah yang terionisasi sebagian, sehingga dalam air, spesies asam yang ada adalah CH3COOH dan H3O+, dimana ion hidronium lebih asam daripada asam asetat, sehingga H3O+ yang bertindak sebagai donor proton. Sedangkan basa yang memenangkan kompetisi untuk menerima proton adalah CH3COO- karena lebih basa dibandingkan air. Maka reaksi tersebut berlangsung kearah pembentukan asam asetat (kearah kiri).

      Kekuatan relatif asam-basa

klasifikasi asam basa pada senyawa organik pada umumnya mengikuti teori asam basa Bronsted-Lowry. Penentuan kekuatan asam basa dapat dilihat dari harga pKa atau pKb nya. Tetapi untuk senyawa organik , yang perlu diingat bahwa asam kuat akan menghasilkan basa konjugasi yang stabil, begitu juga sebaliknya akan lebih kompleks.

Kebanyakan asam adalah netral, maka basa konjugasi dari sebagian besar asam bermuatan negatif, karena asam asam tersebut kehilangan proton. Untuk itu perlu dipelajari struktur macam apa yang memberikan kestabilan muatan negatif, sebagaimana anion basa konjugasi yang lebih stabil, maka asamnya pun lebih kuat.

  Membandingkan efek struktur terhadap keasaman

  umumnya muatan negatif akan lebih stabil apabila muatan terdelokalisir pada ruangan yang lebih besar atau atom yang lebih banyak. Artinya molekul dengan atom yang mengikat muatan negatif lebih banyak akan lebih stabil daripada satu atom yang mengikat muatan negatif. Hal hal pokok dalam menentukan kestabilan muatan negatif adalah :

• Elektronegatifitas atom yang bermuatan negatif

 Muatan negatif lebih memilih berikatan unsur yang elektronegatif daripada unsur elektropositif. Itulah sebabnya mengapa air lebih asam dibandingkan amonia, karena oksigen lebih elektronegatif dibandingkan nitrogen

• Ukuran atom yang bermuatan negatif

Muatan negatif lebih suka berikatan dengan atom yang berukuran besar, karena ruangan yang tersedia lebih besar, sehingga akan lebih stabil. HI lebih asam dibandingkan dengan HF, walaupun F- lebih elektronegatif dibandingkan I-. Ion I- jauh lebih besar dibandingkan F-, sehingga muatan negatifnya lebih stabil. Maka pada golongan halida, kekuatan asam bertambah dari HF, HCl. HBr dan HI yang terkuat.

• Kestabilan resonansi

Kestabilan basa konjugasi dari fenol terjadi karena anion dapat medelokalisir muatan negatif ke sepanjang cincin dengan cara resonansi. Pada sikloheksanol, tidak terjadi resonansi, sihingga kekuatan asamnya jauh lebih kecil dibandingkan fenol.

• Kestabilan muatan negatif karena berdekatan dengan atom yang elektronegatif.

 Keberadaan grup elektronegatif didekat atom hidrogen juga akan meningkatkan keasaman, karena akan menstabilan muatan negatif. Misalkan pada subtitusi hidrogen pada asam asetat dengan klor, membuat molekul ini lebih asam 100 kali lipat. Hal ini disebabkan oleh atom klor yang elektronegatif akan mendorong kerapatan elektron ke arah oksigen, sehingga oksigen tidak menanggung semua muatan negatif sendirian.

TEORI ASAM - BASA LEWIS

 A.  Asam

• Asam adalah suatu ion atau molekul yang dapat menerima pasangan elektron (akseptor pasangan elektron)
•  Asam adalah zat/senyawa yang dapat menerima pasangan elektron bebas dari zat/senyawa lain untuk membentuk ikatan baru. 

B.  Basa

•  Basa adalah suatu ion atau molekul yang dapat memberikan pasangan elektron kepada zat lain (donor pasangan elektron)
• Basa adalah zat/senyawa yang dapat mendonorkan pasangan elektron bebas dari zat/senyawa lain untuk membentuk ikatan baru.

  Secara umum, reaksi asam-basa Lewis terjadi apabila ada basa yang mendonorkan pasangan elektronnya dan asam yang menerima pasangan elektron tersebut untuk membentuk ikatan baru. Produk yang terjadi dari reaksi asam-basa Lewis disebut dengan senyawa kompleks dan ikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen koordinasi. Contoh sederhana dari reaksi asam basa Lewis adalah reaksi pembentukan ion hidronium dan ion amonium.







pertanyaan

Bila diketahui K_a HF = 6,6 x 10^-4 dan K_a NCN = 6,17 x 10^-10 tentukan arah reaksi dari kalium sianida dengan asam florida...!