< Previous28 Asam Basa Konyugasi NH3 + NH3 NH4+ + NH2- Basa Asam Konyugasi Untuk ion hidroksida (OH‐) dapat menerima proton dan berperan sebagai basa dan disebut dengan basa konyugasi. Reaksi diatas menghasilkan pasangan asam basa konyugasi, yaitu asam 1 dengan basa konyugasinya, dan basa 2 dengan asam konyugasinya. Perkembangan selanjutnya adalah konsep asam‐basa Lewis, zat dikatakan sebagai asam karena zat tersebut dapat menerima pasangan elektron bebas dan sebaliknya dikatakan sebagai basa jika dapat menyumbangkan pasangan elektron. Konsep asam basa ini sangat membantu dalam menjelaskan reaksi organik dan reaksi pembentukan senyawa kompleks yang tidak melibatkan ion hidrogen maupun proton. 29 Gambar 8. Skala pH meter, Reaksi antara BF3 dengan NH3, dimana molekul NH3 memiliki pasangan elektron bebas, sedangkan molekul BF3 kekurangan pasangan elektron. NH3 + BF3 F3B‐NH3 Pada reaksi pembentukan senyawa kompleks, juga terjadi proses donor pasangan elektron bebas seperti; AuCl3 + Cl‐ Au(Cl4)‐ ion klorida memiliki pasangan elektron dapat disumbangkan kepada atom Au yang memiliki orbital kosong (ingat ikatan kovalen koordinasi). Dalam reaksi ini senyawa AuCl3, bertindak sebagai asam dan ion klorida bertindak sebagai basa. (b). Pembentukan asam dan basa. Asam dapat terbentuk dari oksida asam yang bereaksi dengan air. Oksida asam merupakan senyawa oksida dari unsur‐unsur non logam; seperti Karbondioksida, dipospor pentaoksida dan lainnya. Pasangan oksida asam dengan asamnya. Reaksi pembentukan asam adalah : CO2 + H2O → H2CO3 (Asam Karbonat) P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4 (Asam Posfat) SO3 + H2O → H2SO4 (Asam Sulfat) Sedangkan basa dapat terbentuk dari oksida basa yang bereaksi dengan air. Oksida basa merupakan oksida logam dan ada pengecualian khususnya untuk amonia (NH3). CaO + H2O ⇄ Ca(OH)2 (Calsium hidroksida) NH3 + H2O ⇄ NH4OH (Amonium hidroksida) 30 Proses ionisasi asam dan basa, prinsip ionisasi mengikuti konsep Arhenius, asam akan menghasilkan ion hidrogen bermuatan positif dilanjutkan dengan menuliskan sisa asamnya yang bermuatan negatif serta disetarakan muatannya perhatikan bagan berikut ini, Ionisasi asam lainnya, HNO3 ⇄ H+ + NO3 ‐ H2CO3 ⇄ 2 H+ + CO32‐ Proses ionisasi basa, juga mengacu pada konsep Arhenius, yaitu menghasilkan ion hidroksida yang bermuatan negatif, dilanjutkan dengan menuliskan sisa basa disertai penyetaraan muatannya seperti contoh dibawah ini. NaOH ⇄ Na+ + OH- ; Ca(OH)2 ⇄ Ca2+ + 2 OH- Proses ionisasi untuk asam kuat dan basa kuat sudah kita singgung sebelumnya, dan diindikasikan dengan harga α mendekati 1. α adalah rasio jumlah zat yang terionisasi dan zat mula‐mula. Harga α untuk asam kuat adalah α = 1. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi berkesudahan atau dengan kata lain zat terionisasi sempurna, baik berupa asam atau basa yang nilai α ≈ 1 HCl → H+ + Cl‐ nilai α ≈ 1; LiOH → Li+ + OH‐ nilai α ≈1 Sedangkan untuk asam lemah nilai α tidak dipergunakan, yang dipergunakan adalah tetapan ionisasi asam, tetapan ini diturunkan dari keadaan keseimbangan ionisasi. Dari persamaan ini dapat kita ambil kesimpulan jika harga Ka besar, berarti jumlah ion cukup besar, demikian pula sebaliknya 31 jika Ka kecil maka jumlah zat yang terionisasi kecil, besarnya harga Ka inilah yang dapat kita pergunakan untuk memperbandingkan suatu asam dengan asam lainnya, beberapa harga Ka ditampilkan pada Tabel 3. berikut ini. Tabel 4. Harga Ka untuk beberapa asam. RUMUS KIMIA HARGA Ka. HClO 2.9 x 10-8 HNO2 1.1 x 10-2 H2S 1.0 x 10-7 HCN 6.2 x 10-10 H2C2O4 5.4 x 10-8 Untuk lebih memahami, perhatikan contoh soal dibawah; Sebuah botol diberi label HClO, asam hipoklorit 0.35 M, dari tabel tetapan ionisasi asam lemah pada suhu 25oC, diketahui harga Ka = 2.9 x 10‐8. Tentukan pH asam hipoklorit tersebut. Uraian berikut ini, merupakan penyelesaian contoh soal ini. HClO H+ + ClO- Ka = 2,98 x 10-8 pH = - log (H+) pH = - log (10-4) pH = 4 (c). Proses pembentukan Garam. 32 Garam merupakan senyawa yang bersifat elektrolit yang dibentuk dari sisa basa atau logam yang bermuatan positif dengan sisa asam yang bermuatan negatif, perhatikan bagan pada gambar 10. Dengan keberadaan sisa basa dan sisa asam maka, umumnya garam bersifat netral. Namun kadang‐kadang garam memliki pH lebih kecil dari 7 bersifat asam atau lebih besar dari 7 bersifat basa. (i). Reaksi antara Asam dengan Basa Dalam suatu reaski asam kuat ditambah basa kuat akan terbentuk sebagai berikut : Asam + basa garam + air NaOH + HBr → NaBr + H2O Untuk mempermudah reaksi pembentukan garam, perlu dilakukan pentahapan : Ionisasi asam HBr → H+ + Br‐ Ionisasi basa NaOH → Na+ + OH Reaksi Ion : H+ + Br‐ + Na+ + OH‐ →→ Na+ + Br‐ + H+ + OH- (ii). Asam dengan Oksida Basa . Tahap reaksi penggaraman : H2SO4 + Na2O → Na2SO4 + H2O Ionisasi Asam : H2SO4 → 2 H+ + SO42‐ Perlu dicermati koofisien reaksi untuk atom H dalam senyawa H2SO4 dengan ion H+, demikian pula untuk muatan SO42‐, disetarakan dengan jumlah H+ yang ada. Ionisasi oksida basa : Na2SO4 → 2 Na+ + SO4-2 33 Setarakan jumlah atom Na yang ada disebelah kiri tanda panah atau pada Na2SO4, dan setarakan muatan atom O sesuai dengan jumlah mauatan yang ada pada atom Na yang tersedia. (iii). Basa dengan Oksida Asam. 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O Untuk lebih mudahnya reaksi kita uraikan terlebih dahulu 2 NaOH → 2 Na+ + 2 OH (Gas) CO2 tidak mengalami ionsisasi, namun perlu diingat bahwa CO2 sebagai oksida asam akan membentuk sisa asam CO3-2, perhatikan pembentukan asam pada bahasan sebelumnya Na+ + OH‐ + CO2 → Na2CO3 + H2O. (iv). Oksida Asam dan Oksida Basa. 3 SO3 + Fe2O3 → Fe2(SO4)3 Reaksi ionnya : 3 SO3 + Fe2O3 → 2 Fe3+ + 3 (SO4)2‐ Untuk SO3 tidak mengalami ionsisasi, namun perlu diingat bahwa SO3 sebagai oksida asam akan membentuk sisa asam SO3, perhatikan pembentukan asam pada bahasan sebelumnya. Sedangkan untuk Fe2O3, merupakan senyawa ion dimana bilangan oksidasi Oksigen adalah ‐2, sehingga total muatan dari 3 atom oksigen adalah ‐6. Muatan untuk Fe dapat ditentukan, dimana untuk muatan 2 atom Fe harus dapat menetralkan ‐6 dari atom Oksigen, dengan demikian muatan untuk 2 atom Fe adalah 6+, dan muatan untuk atom Fe saja adalah 3+. (v). Logam dengan Asam 34 Garam yang berasal dari logam dengan asamnya sangat reaktif karena menghasilkan gas H2 yang disamping berbau khas juga mudah meledak jika dalam pembuatannya kurang berhati hati. Zn + H2SO4 → ZnSO4+ H2↑ Reaksi bentuk ionnya Zn + 2 H+ + SO4 2‐ → Zn2+ + SO4 2‐ + H2(g) Pada reaksi terjadi perubahan Zn menjadi Zn2+ dan 2H+ menjadi gas H2. Jenis reaksi ini dikenal dengan reaksi reduksi dan oksidasi. (d). Hidrolisis Garam . Hidrolisis merupakan reaksi penguraian zat oleh air, reaksi ini juga dapat terjadi jika garam bereaksi dengan air. Reaksi hidrolisis garam juga memegang peranan penting untuk memberikan sifat larutan garam tersebut apakah larutan garam bersifat asam, basa ataupun netral. Peristiwa hidrolisis garam sangat tergantung dari komposisi pembentuk garam, sehingga kita dapat kelompokan kedalam empat bagian yaitu; Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat, Asam kuat dan basa lemah, Asam lemah dan basa kuat dan Asam lemah dan basa lemah. Sebagai bahan untuk menyederhanakan hidrolisis garam perhatikan keterangan berikut ini : 35 L AA = ANION DARI ASAM KUATL = KATION DARI BASA KUAT-pH garam = 7A = ANION DARI ASAM KUATL = KATION DARI BASA LEMAH-pH garam < 7A = ANION DARI ASAM LEMAHL = KATION DARI BASA KUAT-pH garam > 7A = ANION DARI ASAM LEMAHL = KATION DARI BASA LEMAH-pH garam BERGANTUNG DARI NLAI Ka DAN KbL = sisa basa L = sisa asam Gambar 9. Hidrolisa garam (i). Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat. Garam dengan komposisi ini tidak mengalami hidrolisis, hal ini disebabkan karena tidak terjadi interaksi antara ion‐ion garam dengan air, seperti reaksi berikut ini, Garam NaCl, Garam akan terionisasi. NaCl → Na+ + Cl‐ Na+ + H2O ↛ Cl‐ + H2O ↛ Sifat keasaman atau kebasaan larutan sangat ditentukan oleh keberadaan pelarut yaitu H2O, telah kita bahas bahwa dalam kesetimbangan air, dimana [OH‐] = [H+] sebesar 10‐7 sehingga pH dan pOH untuk garam ini = 7. (ii). Garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah. Garam yang dibentuk oleh asam lemah dan basa lemah akan terhidrolisis sempurna. Hal ini disebabkan seluruh ion 36 garam dapat berinteraksi dengan air. Sifat larutan garam ini sangat ditentukan oleh nilai Ka ; konstanta ionisasi asam dan Kb; konstanta ionisasi basanya. Larutan bersifat asam jika Ka > Kb Larutan bersifat basa jika Kb > Ka Larutan bersifat netral jika Ka = Kb Beberapa garam juga terbentuk secara tidak normal, dimana garam masih memiliki gugus asam atau basa. Garam jenis ini adalah garam asam, senyawa garam ini masih memiliki gugus H+ dan menyebabkan garam ini bersifat asam. Beberapa contoh Garam asam seperti Soda kue NaHCO3 (Natrium bicarbonat atau Natrium hidrogen carbonat), K2HPO4 (Kalium hidrogen posfat). (iii). Larutan Penyangga atau Buffer Larutan buffer adalah larutan yang terdiri dari garam dengan asam lemahnya atau garam dengan basa lemahnya. Komposisi ini menyebabkan larutan memiliki kemampuan untuk mempertahankan pH jika kedalam larutan ditambahkan sedikit asam atau basa. Hal ini disebabkan larutan penyangga memiliki pasangan asam basa konyugasi (konsep asam Lowry‐Bronsted). Larutan Garam dan asam lemahnya. Kita ambil contoh pasangan antara asam lemah CH3COOH dengan garamnya CH3COONa. Di dalam larutan CH3COONa ⇄ CH3COO‐ + Na+ (Garam) CH3COOH ⇄ CH3COO‐ + H+ (Asam lemah) Dalam larutan terdapat CH3COOH merupakan asam dan CH3COO‐ basa konyugasi. Kehadiran senyawa dan ion ini yang dapat menetralisir adanya asam dan basa dalam 37 larutan. Jika larutan ini ditambahkan asam, terjadi reaksi netralisasi, H+ + CH3COO‐ ⇄ CH3COOH Kehadiran basa dinetralisir oleh : CH3COOH OH‐ + CH3COOH ⇄ CH3COO‐ + H2O Larutan antara garam dengan basa lemahnya. Larutan antara garam dengan basa lemahnya, sebagai contoh adalah campuran NH4Cl dengan NH4OH. Garam terionoisasi: NH4Cl ⇄ NH4 + + Cl‐ NH4OH ⇄ NH4 + + OH Dalam larutan garam terdapat pasangan basa dan asam konyugasi dari NH4OH dan NH4 +, adanya molekul dan ion ini menyebabkan larutan mampu mempertahankan pH larutan. Tambahan H+ dapat dinetralisir oleh NH4OH sesuai dengan reaksi : NH4OH + H+ ⇄ NH4 + + H2O Demikian pula adanya tambahan basa OH‐ dinetralisir oleh ion amonium dengan reaksi : NH4 + + OH‐ ⇄ NH4OH Larutan buffer yang terdiri dari garam dan asam lemahnya atau basa lemahnya memiliki harga pH yang berbeda dari garamnya ataupun dari asam lemahnya. Next >