Teori Asam Basa

Author : Sri UtamiPublish : 09-07-2011 20:41:38

TEORI ASAM BASA

Sifat asam dan basa suatu larutan dipelajari oleh beberapa ahli. Pada mulanya teori asam dan basadikemukakan oleh Arrhenius, kemudian Bronsted-Lowry dan selanjutnya Lewis. Ketiga teori ini tidakbertentangan satu sama lain, teori itu berkembang makin luas penggunaannya, teori Arrhenius hanya terbatasdalam larutan air, teori Bronsted-Lowry berlaku untuk semua pelarut, sedang teori Lewis lebih luas lagi.Walaupun tanpa pelarut, teori ini dapat berlaku.

TEORI ASAM BASA ARRHENIUS

Arrhenius menyatakan bahwa asam adalah zat yang dalam air melepaskan ion hidrogen, H+ sedang basaadalah zat yang dalam air melepaskan ion hidroksida, OH-.

Contoh :HCl(g) + air HCl(aq)

HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

NaOH(s) + air NaOH(aq)

NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)

Mengapa dalam air suatu zat dapat melepaskan ion H+ atau OH-?

Perhatikan penjelasan berikut:Pada saat molekul-molekul gas HCl dialirkan ke dalam air, molekul-molekul ini bertumbukan denganmolekul-molekul air. Sebagai pelarut polar, kutub negatif air menarik ion H+ dengan ikatan koordinasimembentuk H3O+ , kemudian molekul-molekul air yang lain mengelilinginya. Sedang kutub positif airmenarik ion Cl- dan mengelilinginya. Persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

HCl(g) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)

Tanda () menunjukkan bahwa reaksi di atas merupakan reaksi dapat balik atau reaksi kesetimbangan.Pada saat ion H3O+(aq) bertumbukan dengan ion Cl-(aq), keduanya akan berubah kembali menjadi HCl(g)dan H2O(l). HCl(g) ini berupa molekul-molekul HCl yang larut dalam air. Namun Arrhenius menyederhanakan kejadian ini. Dengan putusnya ikatan kovalen HCl, ion-ion H+ dan Cl-masing-masing dikelilingi oleh air membentuk H+(aq) dan Cl-(aq). Tanda (aq) menunjukkan terjadinya prosessolvasi.

Demikian pula dengan NaOH(s) yang dilarutkan ke dalam air. Molekul-molekul air yang bertumbukan denganNaOH(s) memutuskan kisi kristal NaOH(s), sehingga mengalami disosiasi (terurai) menjadi ion-ion Na+ danOH-. Masing-masing ion-ion ini kemudian dikelilingi oleh molekul-molekul air membentuk Na+(aq) danOH-(aq).Jika HCl(aq) dan NaOH(aq) dicampur, terjadi reaksi netralisasi, yaitu ion-ion H+(aq) dan ion-ion OH-(aq)bergabung membentuk molekul-molekul air yang netral. Jadi apabila jumlah ion H+ sama dengan jumlah ionOH-, maka sifat asam hilang dan sifat basa hilang, larutan menjadi netral. Persamaan reaksinya dapat ditulis

Page 1

Teori Asam Basa

sebagai berikut:

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

Karena HCl(aq) dan NaOH(aq) adalah elektrolit kuat, maka tergolong asam kuat dan basa kuat. Sebelumkedua larutan itu dicampur, partikel-partikelnya sudah berupa ion-ion. Reaksi yang sebenarnya terjadi adalahreaksi antara ion-ion. Jadi penulisan persamaan reaksi ada dua cara, yaitu persamaan reaksi molekuler danpersamaan reaksi ion. Pada persamaan reaksi yang pertama, zat-zat yang terlibat dalam reaksi ditulis dalambentuk rumus molekul atau rumus empirisnya. Sedang pada persamaan reaksi kedua, zat-zat yang larut dalamair dan terionisasi atau terurai menjadi ion-ion ditulis dalam bentuk ion.

H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)

H+(aq) + Cl-(aq) H2O(l)

Ion-ion Na+(aq) dan Cl-(aq) tetap berada dalam larutan, tidak bereaksi. Karena persamaan reaksi ionmenunjukkan partikel-partikel yang bereaksi dan hasil reaksi saja, maka Na+(aq) dan Cl-(aq) tidak disertakandalam persamaan reaksi tersebut. ika reaksi di atas dipanaskan, maka air akan menguap dan bergabunglahion-ion Na+ dan Cl- membentuk kristal NaCl.

HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(s) + H2O(g)H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) NaCl(s) + H2O(l)TEORI ASAM BASA BRONSTED-LOWRYSekarang ikuti dengan cermat pembahasan teori asam basa yang dikemukakan oleh Bronsted - Lowry.Perhatikan prinsip dasar dari teori Arrhenius dan Bronsted-LowryL, kenali persamaannya, bandingkanperbedaannya.

Pada teori asam basa Arrhenius, ciri khas pembawa sifat asam adalah ion H+(aq) sedang ciri khas pembawasifat basa adalah ion OH-(aq). Teori Bronsted-Lowry lebih luas penggunaannya, karena sifat asam dan basatidak terbatas dengan adanya ion H+ dan OH- dalam air. Pelarut yang digunakan bermacam-macam, tidakhanya air.

Menurut Bronsted-Lowry,Asam adalah zat atau ion yang mampu mendonorkan protonnya. Sedang basa adalah zat atau ion yang dapat menerima proton atau proton akseptor.

Menurut Arrhenius, HCl(g) jika dilarutkan ke dalam air, bersifat asam dan selanjutnya digolongkan sebagaiasam kuat. Persamaan reaksinya sebagai berikut:HCl(g) + air HCl(aq)HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

Jika kita cermati kejadian di atas, maka HCl(g) memiliki ikatan kovalen polar. Pasangan elektron ikatan antaraatom H dan atom Cl lebih mendekati atom Cl, karena keelektronegatifan Cl lebih besar, sehingga atom Cllebih kuat menarik pasangan elektron tersebut. Sebagai akibatnya, terjadi suatu pemisahan muatan parsial danatom Cl berkutub negatif sedang atom H berkutub positif. Diantara kedua atom terdapat momen dipol, makamolekul HCl merupakan molekul polar karena memiliki dipol permanen.

Molekul HCl(g) yang polar kita alirkan ke dalam air yang juga bersifat polar. Karena sama-sama polarnya,berarti keduanya memiliki dwipol negatif dan positif, maka molekul-molekul HCl yang tersebar diantara

Page 2

Teori Asam Basa

molekul-molekul mengadakan gaya tarik menarik antar kutub-kutub berlawanan. Kutub positif H dari HCltarik menarik dengan kutub negatif O dari air, begitu pula sebaliknya, kutub negatif Cl tarik menarik dengankutub positih H dari air. Larutan yang dihasilkan memerahkan kertas lakmus biru, berarti bersifat asam.Sebagai indikator, lakmus biru, misalnya Ind.-(aq) mengikat H+(aq) HInd.(aq) yang berwarna merah.Data ini menunjukkan bahwa ikatan kovalen polar H-Cl putus, terionisasi menjadi ion-ion H+(aq) dan Cl-(aq).Dikatakan oleh Arrhenius, HCl(g) dalam air terionisasi menjadi H+(aq) dan Cl-(aq).

Siapakah yang memutuskan ikatan H-Cl? Tentu saja air. Apa yang dilakukan oleh air setelah molekul-molekulHCl ikatannya putus? Nah berhati-hati pemahami konsep ini. Bagaimana Arrhenius menuliskan notasi ionhidrogen dan ion klor? Perhatikan persamaan reaksi ionisasi Arrhenius yang telah dibahas di atas. Bagaimananotasinya? H+(aq) dan Cl-(aq). Sekarang pikirkan tentang penulisan notasi itu. Mengapa ion H+ diberi tulisan(aq), begitu pula dengan Cl-? Masing-masing ion H+ dan Cl- ternyata mengalami solvasi (solvation), yaitumolekul-molekul air mengelilingi masing-masing ion, sehingga notasinya ditulis sebagaimana di atas. Jikajumlah molekul air cukup banyak, keseluruh permukaan masing-masing ion tertutup oleh molekul-molekulair, maka ion-ion tersebut benar-benar bebas bergerak di dalam air, sehingga derajat ionisasinya dinyatakansatu. Namun apabila jumlah molekul airnya tidak cukup untuk menyelimuti ion-ion itu, maka ion-ion H+ danCl- akan saling tarik menarik. Proses ini dinamakan polarisasi. Sebagai akibatnya, ion-ion itu tidak dapatbebas bergerak, dan hantaran listriknya menurun, otomatis derajat ionisasinya kurang dari satu.

Kejadian di atas oleh Bronsted-Lowry ditulis dalam bentuk persamaan reaksi yang berbeda, namun tidakbertentangan.

HCl(g) + H2O(l) Cl-(aq) + H3O+(aq)

Dikatakan, bahwa ion H+ tidak pernah lepas sendirian berada dalam air. Pada saat molekul air memutuskanikatan H-Cl, ion H+ ditarik oleh air dan terbentuklah ikatan koordinasi menjadi ion hidronium, H3O+. Ion inidikelilingi lebih dari satu molekul air. Apabila satu ion H+ dikelilingi oleh 2 molekul air, maka rumusnyamenjadi H5O2+. Namun karena rumus-rumus ini jika dilanjutkan menjadi makin kompleks, makadisederhanakan menjadi H3O+(aq). Satu molekul air yang mewakili ikatan koordinasi dengan ion H+ untukmenunjukkan bahwa ion H+ tidak bebas. Tanda (aq) menunjukkan bahwa molekul air yang mengelilingicukup banyak, sesuai dengan jumlah yang ada. Untuk mempermudah pemahaman, maka HCl dalam airmenurut Arrhenius asam, menurut Bronsted-Lowry juga asam.

Bagaimana dengan larutan basa? Sebagai contoh, menurut Arrhenius NH3(g) jika dialirkan ke dalam air,terjadi larutan basa lemah, karena dengan uji elektrolit tergolong elektrolit lemah, yaitu daya hantar listriknyalemah. Ini menunjukkan bahwa ion-ion yang terjadi pada proses pelarutan sangat sedikit. Persamaan reaksinyasebagai berikut:NH3(g) + air NH3(aq)NH3(aq) + H2O(l) NH4OH(aq)NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH-(aq)

Dari pengamatan diperoleh data bahwa derajat ionisasi NH3(aq) = 1%, harga Kb = 1,8 x 10-5.

Bagaimana Bronsted-Lowry menjelaskan hal ini? Perhatikan persamaan yang ditulis oleh beliau.

NH3(g) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)

NH3 dinyatakan basa karena bertindak sebagai proton akseptor, menerima proton, H+ dari H2O. Sehingga

Page 3

Teori Asam Basa

H2O sebagai asam karena menjadi proton donor. Proton, H+ didonorkannya kepada NH3. Tampak bahwakedua teori itu tidak bertentangan, namun terjadi perkembangan konsep pada Bronsted-Lowry, yaitu reaksi iniberupa reaksi kesetimbangan. NH3 proton akseptor, menjadi NH4+. Namun kedua hasil reaksi jugamengadakan tumbukan dan NH4+ menjadi proton donor, sehingga dapat berubah kembali menjadi NH3.Dkatakan NH3 dan NH4+ adalah basa dan asam pasangan, atau asam basa konyugasi. Mereka berdua, asamdan basa saling terkonyugasi satu sama lain. Teori Bronsted-Lowry ini dapat berlaku pada pelarut apa saja,sedang Arrhenius hanya pelarut air. Contoh, dalam pelarut amonia, terjadilah autoionisasi berikut,

NH3 + NH3 NH4+ + NH2-

Seperti halnya auto ionisasi dalam pelarut air,

H2O + H2O H3O+ + OH-

Yang oleh Arrhenius disederhanakan menjadi,

H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)Demikianlah hubungan antara kedua teori di atas.Sekarang bagaimana dengan teori Lewis? Beliau juga tidak menentang kedua teori yang lain. NH3 menurutbeliau basa, menurut kedua teori yang lain juga basa. Jadi tidak bertentangan. Namun teori Lewis lebih luaslagi, dapat digunakan walaupun zat-zat yang bersangkutan tidak dilarutkan dalam air maupun pelarut lain.Maksudnya, dalam bentuk padat, cair, maupun gas tetap teori asam basa ini dapat berlaku. Hal ini disebabkanoleh dasar dari teori ini adalah donor dan akseptor pasangan elektron. Jadi tinjauannya hanya pada pasanganelektron ikatan itu milik siapa. Perhatikan persamaan berikut,

NH3 + H2O NH4OH

Jika kalian tulis dengan struktur Lewis, maka pasangan elektron bebas dari NH3 menarik H+ dari air, sehinggaterjadi ion NH4+ dan OH-. Sebagai akibatnya, NH4OH memiliki 3 jenis ikatan, yaitu 3 ikatan kovalen polarN-H dari NH3, satu ikatan koordinasi dari NH3 dan H+, dan ikatan ion antara NH4+ dan OH-.

Page 4