Review
Reaksi Kimia bronsted-lowry
dan lewis
DOSEN
PENGAMPU:
Dr.
YUSNELTI, M.Si
NAMA : REFI
RIZKIANDI
NIM :
A1C217030
PROGRAM
STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA
FAKULTAS
KEGURUAN DAN ILMU PENGETAHUAN
UNIVERSITAS
JAMBI
2017
Bab ini akan menjelaskan teori asam
dan basa Arrhenius, Bronsted-Lowry, dan Lewis, dan halaman ini juga menjelaskan
hubungan antara ketiga teori asam dan basa tersebut.
A. Teori Asam Basa Bronsted-Lowry
Teori asam basa ini bisa menjawab pertanyaan
sebelumnya yang tidak dapat di jawab oleh teori arrhenius yaitu untuk reaksi
tanpa menggunakan pelarut air. Brownsted Lowry diambil dari 2 nama Ilmuan
Johannes Nicolaus Brønsted and Thomas Martin Lowry. Mereka mengungkapakan teori
asam basanya sebagai berikut :
·
Asam adalah senyawa
yang dapat memberikan proton atau DONOR PROTON “a proton (hydrogen ion)
donor”
·
Basa adalah senyawa
yang dapat menerima proton atau RESEPIEN PROTON atau AKSEPTOR PROTON “a
proton (hydrogen ion) acceptor”
.
Pada reaksi asam Basa
Bronsted-Lowry, terdapat dua pasangan asam basa. Pasangan pertama
merupakan pasangan antara asam dengan basa konjugasi (yang menyerap
proton); dalam hal ini ditandai dengan Asam-1 dan Basa-1. Pasangan kedua adalah
pasangan antara basa dengan asam konjugasi (yang memberi proton); dalam hal ini
ditandai dengan Basa-2 dan Asam-2. Rumusan kimia pasangan asam-basa konjugasi
hanya berbeda satu proton (H+).
Perhatikan
contoh-contoh berikut.
Asam-1
|
+
|
Basa-2
|
Basa-1
|
+
|
Asam-2
|
|
HCl
|
+
|
NH3
|
Cl-
|
+
|
NH4+
|
|
H2O
|
+
|
CO3
|
OH-
|
+
|
HCO3-
|
|
CH3COOH
|
+
|
H2O
|
CH3COO-
|
+
|
H3O+
|
|
HNO2
|
+
|
CH3COOH
|
NO2-
|
+
|
CH3COOH2+
|
Teori tersebut
bertentangan dengan yang dikemukakan Arrhenius, yakni bahwa jika ada senyawa
yang bersifat asam (menghasilkan ion H+) tidak memiliki hubungan dengan
senyawa lain yang bersifat basa (menghasilkan OH-).
Sekarang dapat
diungkapkan beberapa cara yang menunjukkan bahwa model asam-basa menurut
Bronsted-Lowry lebih luas cakupannya dibandingkan model dari Arrhenius. Menurut
model Bronsted-Lowry :
·
Basa adalah spesi akseptor proton, misalnya ion
OH-.
·
Asam dan basa dapat berupa ion atau molekul.
·
Reaksi asam-basa tidak terbatas pada larutan air.
·
Beberapa spesi dapat bereaksi sebagai asam atau basa
tergantung pada pereaksi
Menurut Bronsted dan
Lowry, asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (donor ion H+),
sedangkan basa adalah suatu zat yang dapat menerima proton (akseptor ion H+).
Berdasarkan definisi tersebut, dapat dikatakan bahwa jika terdapat zat yang
bersifat asam, harus terdapat zat yang bersifat basa, demikian pula sebaliknya.
Hal ini sesuai dengan “memberikan proton”, yang memiliki pengertian tidak
mungkin terjadi peristiwa “memberikan proton” jika tidak ada zat lain yang akan
“menerima proton” tersebut.
Jadi teori asam basa ini menitik
beratkan pada pemberi dan penerima proton atau ion hidrogen
Contoh
Teori asam basa Bronsted-Lowry pada pada rekasi tanpa pelarut air
HCl (g)+ NH3(g)-> NH4++ Cl-dari persamaan reaksi di atas HCl merupakan asam karenan ia mendonorkan protonnya kepada NH3
Teori asam basa Bronsted-Lowry pada pada rekasi tanpa pelarut air
HCl (g)+ NH3(g)-> NH4++ Cl-dari persamaan reaksi di atas HCl merupakan asam karenan ia mendonorkan protonnya kepada NH3
Teori asam basa Bronsted-Lowry pada pada rekasi
dengan pelarut air
HCl (g) + H2O(aq)-> H3O+(aq)+ Cl-(aq)
HCl adalah bersifat asam karena jika dilarutkan dalam air menghasillkan ion hidrogen H+ atau H3O+
HCl (g) + H2O(aq)-> H3O+(aq)+ Cl-(aq)
HCl adalah bersifat asam karena jika dilarutkan dalam air menghasillkan ion hidrogen H+ atau H3O+
Asam dan Basa Konjugasi
HCl (g)+ NH3(g)->
NH4++ Cl-
cara menentukan mana asam dan mana basa sebagai
berikut
dari persamaan reaksi di atas
terlihat bahwa HCl berperan sebagai donor proton (ion Hidrogen) dan NH3 sebagai
akseptor proton, jadi HCl merupakan spesi asam dan NH3 merupakan
spesi basa. Lalu apa yang dimaksud dengan asam konjugasi dan basa
konjugasi? Asam Konjugasi merupakan Asam yang terbentuk dari basa yang telah
menerima proton dan Basa Konjugasi adalah basa yang terbentuk dari asam yang
telah melepas proton.
Asam
|
Proton
|
+
|
Basa
Konjugasi |
HCl
|
H+
|
+
|
Cl-
|
NH3
|
H+
|
+
|
NH2-
|
H2O
|
H+
|
+
|
OH-
|
Basa
|
Proton
|
+
|
Asam
Konjugasi |
NH3
|
H+
|
+
|
NH4+
|
H2O
|
H+
|
+
|
H3O+
|
S2-
|
H+
|
+
|
HS-
|
contoh soal teori asam basa Bronsted
-Lowry
coba sobat tentukan mana yang merupakan asam dan basa
serta asam konjugasi dan basa konjugasi dari reaksi berikut
HF(aq) + SO32–(aq)–>
F–(aq)+ HSO3–(aq)
CO32–(aq)+HC2H3O2(aq)–> C2H3O2–(aq)+
HCO3–(aq)
B. Teori Asam Basa Lewis
Di tahun 1923 ketika
Bronsted dan Lowry mengusulkan teori asam-basanya, Lewis juga mengusulkan teori
asam basa baru juga. Lewis, yang juga mengusulkan teori oktet, memikirkan bahwa
teori asam basa sebagai masalah dasar yang harus diselesaikan berlandaskan
teori struktur atom, bukan berdasarkan hasil percobaan.
Teori asam basa Lewis:
· Asam: zat yang dapat menerima
pasangan elektron.
· Basa: zat yang dapat
mendonorkan pasangan elektron.
Semua zat yang didefinisikan
sebagai asam dalam teori Arrhenius juga merupakan asam dalam kerangka teori
Lewis karena proton adalah akseptor pasangan elektron . Dalam reaksi
netralisasi proton membentuk ikatan koordinat dengan ion hidroksida.
H+ + OH-
------->
H2O
Situasi ini sama dengan reaksi
fasa gas yang pertama diterima sebagai reaksi asam basa dalam kerangka teori
Bronsted dan Lowry.
HCl(g) + NH3(g) -------->
NH4Cl(s)
Dalam reaksi ini, proton dari
HCl membentuk ikatan koordinat dengan pasangan elektron bebas atom nitrogen.
Keuntungan utama teori asam
basa Lewis terletak pada fakta bahwa beberapa reaksi yang tidak dianggap
sebagai reaksi asam basa dalam kerangka teori Arrhenius dan Bronsted Lowry terbukti
sebagai reaksi asam basa dalam teori Lewis. Sebagai contoh reakasi antara boron
trifluorida BF3 dan ion fluorida F-.
BF3 + F-
BF4-
Reaksi ini melibatkan
koordinasi boron trifluorida pada pasangan elektron bebas ion fluorida. Menurut
teori asam basa Lewis, BF3 adalah asam. Untuk membedakan asam
semacam BF3 dari asam protik (yang melepas proton, dengan kata lain,
asam dalam kerangka teori Arrhenius dan Bronsted Lowry), asam ini disebut
dengan asam Lewis. Boron membentuk senyawa yang tidak memenuhi aturan oktet,
dan dengan demikian adalah contoh khas unsur yang membentuk asam Lewis.
Karena semua basa Bonsted
Lowry mendonasikan pasangan elektronnya pada proton, basa ini juga merupakan
basa Lewis. Namun, tidak semua asam Lewis adalah asam Bronsted Lowry
sebagaimana dinyatakan dalam contoh di atas.
Dari ketiga definisi asam basa
di atas, definisi Arrhenius yang paling terbatas. Teori Lewis meliputi asam
basa yang paling luas. Sepanjang yang dibahas adalah reaksi di larutan dalam
air, teori Bronsted Lowry paling mudah digunakan, tetapi teori Lewis lah yang
paling tepat bila reaksi asam basa melibatkan senyawa tanpa proton.
KEKUATAN ASAM BASA
A. Hubungan Keelektrolitan dan Kekuatan
Asam Basa
Kekuatan larutan elektrolit dapat diuji dengan
menggunakan alat penguji elektrolit. Larutan elektrolit kuat dapat diketahui
dengan adanya nyala lampu dan gelembung gas. Adapun pada larutan elektrolit
lemah, lampu tetap menyala, tetapi mungkin redup bahkan tidak menyala. Meskipun
demikian, tetap terjadi gelembung gas. Hal yang sama terjadi pada larutan
asam/basa kuat yang dapat diketahui dengan nyala lampu dan adanya gelembung
gas. Adapun untuk larutan asam/basa lemah hanya terdapat gelembung gas dan
lampu tidak menyala atau menyala redup.
Asam kuat bereaksi dengan air menghasilkan larutan
yang mengandung ion hidronium (H3O+) dan anion dari asam.
Sebagai contoh, jika HCl dilarutkan dalam air, akan terbentuk ion H3O+(aq)
dan Cl-(aq). Larutan asam kuat/basa kuat ini akan
menghasilkan arus listrik, seperti halnya garam. Adapun asam lemah seperti asam
asetat (CH3COOH) hanya menghasilkan gelembung gas atau lampu
menyala, tetapi redup. Hal tersebut juga berlaku untuk basa lemah.
B.
Hubungan pH Larutan dan Kekuatan Asam-Basa
Kekuatan asam basa dapat juga ditentukan dari pH
larutan dengan konsentrasi yang sama. pH asam kuat lebih kecil dibandingkan pH
asam lemah, sedangkan pH basa kuat lebih besar dibandingkan dengan pH basa
lemah. Asam kuat dalam air menghasilkan ion H+ secara sempurna
sehingga memiliki harga pH kecil (berkisar 1-2). Adapun asam lemah dalam air
menghasilkan ion H+ secara tidak sempurna sehingga memiliki pH besar
(berkisar (3-5).
Begitu juga basa kuat dalam air menghasilkan ion OH-
secara sempurna sehingga memiliki harga pOH kecil (harga pH besar, yaitu
berkisar 12-13). Basa lemah dalam air menghasil ion OH- secara tidak
sempurna sehingga memiliki harga pOH besar (harga pH kecil, yaitu berkisar
9-11). Harga kisaran tersebut sangat bergantung pada konsentrasi senyawanya.
C. Derajat
Disosiasi dan Perhitungan [H+] dan [OH-]
Kekuatan asam ditentukan oleh
kemampuan menghasilkan ion H+. Semakin banyak ion H+ yang
dihasilkan, semakin kuat sifat asamnya. Begitu juga kekuatan basa, sangat
ditentukan oleh kemampuan menghasilkan ion OH-. Semakin banyak ion OH-
yang dihasilkan, semakin kuat sifat basanya. Jumlah ion H+ atau ion
OH- yang dihasilkan ditentukan oleh nilai derajat ionisasi (a), yang dirumuskan sebagai berikut:
a =
å
mol
zat yang terionisasi
å mol zat yang
dilarutkan
Untuk asam/basa
kuat : a mendekati 1
Untuk asam/basa
lemah : 0 < a < 1
a. Asam Kuat
Asam kuat merupakan senyawa elektrolit kuat. Di dalam air, senyawa ini dapat
menghasilkan ion H+ secara sempurna, yaitu seluruh molekul asam
membentuk ion. Jumlah mol zat yang terionisasi sama dengan jumlah mol zat
mula-mula. Dengan demikian, harga derajat ionisasi sama dengan satu (α = 1).
Dalam penulisan reaksi ionisasi asam kuat, digunakan satu anak panah yang
menyatakan bahwa seluruh asam kuat terionisasi. Perhatikan reaksi berikut.
HCl (aq)
-------> H+
(aq) + Cl- (aq)
H2SO4 (aq)
-------> 2H+(aq)
+ SO42-(aq)
Contoh senyawa asam kuat lainnya adalah HBr (aq), HI (aq),
HNO3 (aq), dan HClO4 (aq).
Konsentrasi ion H+ yang dihasilkan dan koefisien senyawa asalnya.
Konsentrasi ion H+ dapat dihitung emnggunakan persamaan berikut.
[H+] = a
x Ma
Keterangan : a
= jumlah atom H yang dilepas
Ma = kemolaran asam
b. Basa Kuat
Basa kuat merupakan senyawa elektrolit kuat. Di dalam air, senyawa ini
menghasilkan ion OH- secara sempurna, yaitu seluruh molekul basa
membentuk ion (α = 1). Dalam penulisan ionisasi basa kuat, digunakan satu anak
panah yang menunjuk ke arah yang menyatakan bahwa seluruh basa kuat
terionisasi. Perhatikan contoh reaksi ionisasi basa kuat berikut.
NaOH (aq) ------->
Na+ (aq)
+ OH- (aq)
Ba(OH)2 (aq)
--------> Ba2+ (aq)
+ 2OH- (aq)
Contoh basa kuat lainnya adalah KOH (aq), RbOH (aq),
Ca(OH)2 (aq), dan Sr(OH)2 (aq). Konsentrasi ion OH-
yang dihasilkan dapat dihitung secara stoikiometri sesuai dengan koefisien ion
OH-. Konsentrasi ion OH- dihitung menggunakan rumus
berikut.
[OH-] = b
x Mb
Keterangan : b
= jumlah gugus OH yang diikat
Mb = kemolaran basa
c. Asam Lemah
Senyawa asam lemah merupakan elektrolit lemah sehingga di dalam air dapat
terionisasi, tetapi tidak sempurna. Harga derajat ionisasi asam lemah berkisar
antara mol dan satu ( 0 < α < 1 ). Senyawa ini terionisasi tidak sempurna
sehingga masih ada molekul yang tidak terionisasi. Reaksinya merupakan reaksi
kesetimbangan. Penulisan reaksi ionisasi asam lemah digunakan dua anak panah
dengan arah bolak balik. Perhatikan contoh reaksi berikut.
CH3COOH (aq) ------>
CH3COO- (aq) + H+ (aq)
HF (aq) -------->
H+ (aq) + F- (aq)
H2S (aq) ------->
H+ (aq) + HS- (aq)
d. Basa Lemah
Seperti asam lemah, basa lemah merupakan senyawa elektrolit lemah yang akan
mengalami reaksi ionisasi tidak sempurna ( 0 < α < 1 ). Perhatikan reaksi
berikut.
NH4OH (aq) ------>
NH4+
(aq) + OH- (aq)
Dengan menggunakan prinsip penurunan yang sama seperti pada perhitungan
konsentrasi ion H+ dalam asam lemah, diperoleh persamaan berikut.
[OH-] = √Kb
x Mb (1 – α)
Pada umumnya, senyawa basa lemah memiliki harga α yang sangat kecil sehingga
dapat diabaikan. Dengan demikian, persamaan umum yang biasa digunakan untuk
menghitung konsentrasi OH- adalah
[OH-] = √Kb
x √Mb
Derajat ionisasi basa lemah dihitung menggunakan rumus berikut.
α = [OH-]
Mb
Adapun hubungan α dengan Kb dapat dituliskan sebagai berikut.
α
=√ Kb/Mb
Ion kompleks adalah senyawa ionik, di mana kation dari
logam transisi berikatan dengan dua atau lebih anion atau molekul netral. Dalam
ion kompleks, kation logam unsur transisi dinamakan atom pusat, dan anion atau
molekul netral terikat pada atom pusat dinamakan ligan (Latin: ligare, artinya
mengikat).
Menurut teori asam-basa Lewis, ion logam transisi
menyediakan orbital d yang kosong sehingga berperan sebagai asam Lewis
(akseptor pasangan elektron bebas) dan ion atau molekul netral yang memiliki
pasangan elektron bebas untuk didonorkan berperan sebagai basa Lewis.
Contoh ion kompleks adalah [Fe(H2O)6]3+.
Atom Fe bermuatan 3+ dengan konfigurasi elektron
[Ar] 3d5 4s0. Oleh karena atom Fe dapat
mengikat enam molekul H2O (netral), atom Fe harus
menyediakan enam buah orbital kosong. Hal ini dicapai melalui
hibridisasi d2sp3.
Oleh karena
memerlukan enam orbital kosong, hibridisasi yang terjadi adalah d2sp3, yakni
2 orbital dari 3d, 1 orbital dari 4s, dan 3 orbital dari 4p. Keenam
orbital d2sp3 selanjutnya dihuni oleh pasangan
elektron bebas dari atom O dalam molekul H2O.
Molekul atau ion yang bertindak sebagai ligan, yang
terikat pada atom pusat, sekurang-kurangnya harus memiliki satu pasang elektron
valensi yang tidak digunakan, misalnya Cl–, CN–, H2O,
dan NH3, seperti ditunjukkan pada struktur Lewis Gambar 1.
Pada pembentukan ion kompleks, ligan dikatakan
mengkoordinasi logam sebagai atom pusat. Ikatan yang terbentuk antara atom
pusat dan ligan adalah ikatan kovalen koordinasi. Penulisan rumus kimia untuk
ikatan koordinasi dalam senyawa kompleks digunakan tanda kurung siku. Jadi,
dalam rumus [Cu(NH3)4]SO4 terdiri
atas kation [Cu(NH3)4]2+ dan
anion SO42–, dengan kation merupakan ion
kompleks. Senyawa yang terbentuk dari ion kompleks dinamakan senya a kompleks
atau koordinasi.
Ion kompleks memiliki sifat berbeda dengan atom pusat
atau ligan pembentuknya. Misalnya, pada ion kompleks Fe(SCN)2+, ion SCN– tidak
berwarna dan ion Fe3+ berwarna cokelat. Ketika kedua spesi
itu bereaksi membentuk ion kompleks, [Fe(SCN)6]3– warnanya
menjadi merah darah.
Pembentukan kompleks juga dapat mengubah sifat-sifat
ion logam, seperti sifat reduksi atau sifat oksidasi. Contohnya, Ag+ dapat
direduksi oleh air dengan potensial reduksi standar:
Ag+(aq) + e– → Ag(s)
Eo = +0,799 V
Namun ion [Ag(CN)2]– tidak
dapat direduksi oleh air sebab ion Ag+ sudah dikoordinasi
oleh ion CN– menjadi stabil dalam bilangan oksidasi +1.
[Ag(CN)2]–(aq) + e– →
Ag(s) Eo =
–0,31 V
Kesimpulan
Asam kuat bereaksi dengan air menghasilkan larutan
yang mengandung ion hidronium (H3O+) dan anion dari asam.
Kekuatan asam basa dapat juga ditentukan dari pH larutan dengan konsentrasi
yang sama. pH asam kuat lebih kecil dibandingkan pH asam lemah, sedangkan pH
basa kuat lebih besar dibandingkan dengan pH basa lemah. Asam kuat dalam air
menghasilkan ion H+ secara sempurna sehingga memiliki harga pH kecil
(berkisar 1-2). Adapun asam lemah dalam air menghasilkan ion H+
secara tidak sempurna sehingga memiliki pH besar (berkisar (3-5).
Kekuatan asam ditentukan oleh kemampuan menghasilkan
ion H+. Semakin banyak ion H+ yang dihasilkan, semakin
kuat sifat asamnya. Begitu juga kekuatan basa, sangat ditentukan oleh kemampuan
menghasilkan ion OH-. Semakin banyak ion OH- yang dihasilkan,
semakin kuat sifat basanya. Jumlah ion H+ atau ion OH-
yang dihasilkan ditentukan oleh nilai derajat ionisasi (a).
Komentar
Posting Komentar