Asam Basa dalam Kimia

Halo semua, kali ini bisakimia akan membahas tentang asam basa. tentu tak sama seperti artikel sebelumnya tentang asam basa.

Asam dan basa merupakan konsep yang ada dalam pelajaran kimia. Ada banyak definisi asam basa yang terkenal dalam dunia kimia. diantaranya asam basa menurut arhenius, bronsted-lowry dan lewis.

Asam Basa Arhenius

Definisi asam dan basa Arrhenius adalah salah satu yang tertua. Asam Arrhenius adalah zat yang ketika ditambahkan ke air akan meningkatkan konsentrasi ion H+ ion . Rumus kimia dari asam Arrhenius ditulis dengan hidrogen yang bersifat asam diawalnya. Sedangkan basa Arrhenius adalah zat yang bila ditambahkan ke dalam air akan meningkatkan konsentrasi ion OH-. HCl adalah contoh dari asam Arrhenius dan NaOH adalah contoh dari basis Arrhenius.

 

ion H+ yang dihasilkan oleh asam Arrhenius selalu berinteraksi dengan molekul air membentuk ion hidronium, H3O+ (aq). Asam Arrhenius sering disebut sebagai donor proton, donor ion hidrogen, atau donor ion hidronium, tergantung pada apakah kita menekankan spesi  yang dibebaskan oleh asam (proton atau ion hidrogen) atau spesies yang ada dalam larutan (ion hidronium). Untuk mewakili transfer ion H+ pada air untuk membentuk ion hidronium, kita harus menyertakan H2O dalam persamaan kimia untuk ionisasi asam.

Asam Bronsted Lowry

Menurut Bronsted Lowry ,Asam adalah spesies yang menyumbangkan proton (H +) dan basa adalah spesies yang menerima proton.

contoh asam:
HNO3 (aq) + H2O <-> NO3-(aq) + H3O + (aq)

Keq = jumlah yang sangat besar

Dalam contoh ini, HNO3 adalah asam dan H2O bertindak sebagai basa
NO3- disebut basa konjugasi dari asam HNO3, dan H3O+ adalah asam konjugasi dari basa H2O.

Contoh Basa:
NH3 (aq) + H2O <-> NH4 + (aq) + OH-(aq)

K = 1.8×10-5

Dalam contoh ini, NH3 adalah basa dan H2O bertindak sebagai asam. NH4+ adalah asam konjugasi dari basa NH3, dan OH-adalah basa konjugat dari asam H2O.

Suatu senyawa yang dapat bertindak baik sebagai asam atau basa, seperti H2O pada contoh di atas, disebut senyawa amphiprotic.

Asam Basa Lewis

Pada tahun 1923 G.N. Lewis menyarankan cara lain untuk melihat reaksi antara ion H+ dan OH-. Dalam model Bronsted, OH-ion adalah spesies yang aktif dalam reaksi ini menerima sebuah ion H + untuk membentuk ikatan kovalen. Dalam model Lewis, H + ion adalah spesi aktif menerima sepasang elektron dari ion OH- untuk membentuk ikatan kovalen.

Dalam teori asam basa Lewis , basa menyumbangkan pasangan elektron dan asam menerima pasangan elektron. Oleh karena itu Suatu asam Lewis adalah substansi, seperti ion H +, yang dapat menerima pasangan elektron nonbonding. Dengan kata lain, asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. Sebuah basa Lewis adalah substansi, seperti ion OH-, yang dapat menyumbangkan sepasang nonbonding elektron. Dengan demikian, basa Lewis adalah donor pasangan elektron.

Salah satu keuntungan dari teori Lewis adalah bisa melengkapi model reaksi oksidasi-reduksi. Reaksi oksidasi-reduksi melibatkan transfer elektron dari satu atom ke yang lain, dengan perubahan  dalam jumlah oksidasi satu atau lebih atom.

CO₂(g) + H₂O(l) H₂CO₃(aq)

Teori Lewis menunjukkan bahwa asam bereaksi dengan basa untuk berbagi pasangan elektron, tanpa ada perubahan dalam jumlah oksidasi setiap atom. Banyak reaksi kimia yang dapat diurutkan ke dalam kelas ini. Entah elektron ditransfer dari satu atom ke yang lain, atau atom-atom berkumpul untuk berbagi pasangan elektron.

Keuntungan utama dari teori Lewis adalah caranya memperbanyak jumlah asam . Dalam teori Lewis, asam adalah setiap ion atau molekul yang dapat menerima pasangan elektron bebas. Pada persamaan berikut, kita menyimpulkan bahwa ion Al3+ membentuk ikatan dengan enam molekul air menghasilkan ion kompleks.

Al³⁺(aq) + 6 H₂O(l) Al(H₂O)₆³⁺(aq)

Ini adalah contoh dari reaksi asam-basa Lewis.  struktur lewis air menunjukkan bahwa molekul ini telah menyumbangkan pasangan elektron bebas dan karena itu dapat bertindak sebagai basa Lewis. Konfigurasi elektron dari ion Al3 +  menunjukkan bahwa ion ini memiliki orbital kosong 3s, 3p, dan orbital 3d yang dapat digunakan untuk menahan pasangan elektron bebas yang disumbangkan oleh molekul air.

Al³⁺ = [Ne] 3s⁰ 3p⁰ 3d⁰

Dengan demikian, ion Al (H2O)6 3+ terbentuk ketika sebuah ion Al3+ yang bertindak sebagai asam Lewis mengambil enam pasang elektron dari molekul air dan bertindak sebagai pangkalan Lewis untuk memberikan kompleks asam-basa, atau ion kompleks.

Teori asam-basa Lewis menjelaskan mengapa BF3 bereaksi dengan amonia. BF3 adalah molekul trigonal planar,karena elektron dapat ditemukan di tiga tempat di kulit valensi dari atom boron. Akibatnya, atom boron berhibridisasi sp2, yang memiliki  2pz orbital kosong pada atom boron. BF3 karena itu dapat bertindak sebagai akseptor pasangan elektron, atau asam Lewis. Hal ini dapat menggunakan 2pz orbital kosong untuk mengambil sepasang nonbonding elektron dari basa Lewis untuk membentuk ikatan kovalen. BF3 karena bereaksi dengan basa Lewis seperti NH3 membentuk kompleks asam-basa di mana semua atom memiliki cangkang penuh valensi elektron, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah.

The Lewis teori asam-basa juga dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa oksida bukan logam seperti CO2 larut dalam air untuk membentuk asam, seperti asam karbonat H2CO3.

CO₂(g) + H₂O(l) H₂CO₃(aq)

Dalam reaksi ini, molekul air bertindak sebagai donor pasangan elektron, atau basa Lewis. Para akseptor pasangan elektron adalah atom karbon dalam CO2. Ketika atom karbon mengambil sepasang elektron dari molekul air, tidak lagi perlu membentuk ikatan rangkap dengan kedua atom oksigen lainnya seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah

Salah satu atom oksigen terbentuk ketika air ditambahkan ke CO2 membawa muatan positif, yang lain membawa muatan negatif. Setelah ion H+ telah dialihkan dari salah satu atom oksigen ke yang lain, semua atom oksigen dalam senyawa bermuatan netral. Oleh karena itu, hasil  dari reaksi antara CO2 dan air adalah asam karbonat, H2CO3.

sumber

http://facultyfp.salisbury.edu

http://www.files.chem.vt.edu

http://chemed.chem.purdue.edu