Teori Asam dan Basa Arrhenius

Teor i Asam -Basa 1 4 7 D alam kehidupan sehari-hari dikenal senyawa asam seperti asam cuka untuk memasak, asam sitrat dalam buah jeruk, dan asam sulfat yang digunakan dalam aki. Selain asam ada juga senyawa basa seperti aluminium hidroksida dan magnesium hidroksida yang terdapat pada obat maag dan kalsium hidroksida atau air kapur. Asam-basa juga dikenal di bidang pertanian dan lingkungan hidup yaitu berkaitan dengan keasaman tanah atau air. Sifat asam basa suatu larutan dapat ditentukan dengan menggunakan kertas lakmus merah dan lakmus biru. Ada beberapa teori yang membahas tentang asam-basa yaitu teori asam- basa Arrhenius, Bronsted Lowry, dan Lewis. Untuk mempelajarinya, pada bab ini akan diuraikan tentang teori asam-basa Arrhenius, Bronsted-Lowry, dan Lewis serta keunggulan masing-masing teori tersebut.

A. Teori Asam dan Basa Arrhenius

Apa saja sifat senyawa asam dan basa yang kamu kenal? Di SMP telah dipelajari bahwa asam merupakan zat yang berasa asam, sedangkan basa berasa pahit dan licin. Asam dan basa dapat mengubah warna lakmus merah dan lakmus biru. Untuk melihat perubahan warna lakmus oleh asam dan basa lakukan kegiatan berikut ini. KEGIATAN 6.1 Pengujian Larutan Asam-Basa dengan Lakmus Ujilah larutan HCl, CH 3 COOH, MgOH 2 , NH 3 , NaOH, dan H 2 SO 4 dengan kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru. Catat hasil pengamatanmu. Pertanyaan: 1. Bagaimana perubahan warna lakmus merah dan biru pada larutan asam dan basa? 2. Jelaskan sifat asam dan basa berdasarkan perubahan warna lakmus Asam akan mengubah warna lakmus biru menjadi merah, sedangkan basa mengubah warna lakmus merah menjadi biru. Berdasarkan daya hantar listriknya senyawa asam dan basa termasuk elektrolit karena pada larutannya terurai menjadi ion-ion. Ion apa yang merupakan ciri khas asam dan basa? Menurut Arrhenius apa yang disebut asam dan basa? Berikut ini akan diuraikan tentang asam dan basa menurut Arrhenius. Di unduh dari : Bukupaket.com 1 4 8 Kim ia Kelas XI SM A dan M A 1 . Asam Menurut Arrhenius, jika asam dilarutkan dalam air akan terjadi reaksi ionisasi sebagai berikut. H x Z aq ฀ ฀ x H + aq + Z x- aq atau H x Z aq + H 2 O l ฀ ฀ x H 3 O + aq + Z x- aq Asam melepaskan ion H + atau ion H 3 O + . Ion H 3 O + terjadi karena ion H + diikat oleh air. Reaksi ionisasi asam biasanya ditulis dengan melepaskan ion H + . Ion H + inilah yang merupakan pembawa sifat asam. Contoh reaksi ionisasi beberapa asam. a. HCl aq ฀ ฀ H + aq + Cl – aq b. H 2 SO 4 aq ฀ ฀ 2 H + aq + SO 4 2- aq c. CH 3 COOH aq ฀ ฀ H + aq + CH 3 COO – aq Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan: Asam merupakan suatu senyawa yang dapat menghasilkan ion hidrogen H + atau ion hidronium H 3 O + bila dilarutkan dalam air. Asam dapat dikelompokkan berdasarkan jumlah ion H + yang dilepaskannya, rumusnya, dan kekuatan asamnya. Berdasarkan jumlah ion H + yang dilepaskan asam dikelompokkan menjadi asam monoprotik, diprotik, dan triprotik. a. Asam monoprotik yaitu asam yang melepaskan satu ion H + dalam pelarut air, misalnya: HCl aq ฀ ฀ H + aq + Cl – aq HNO 3 aq ฀ ฀ H + aq + NO 3 – aq b. Asam diprotik yaitu asam yang melepaskan dua ion H + dalam pelarut air, misalnya: H 2 SO 4 aq ฀ ฀ 2 H + aq + SO 4 2– aq c. Asam triprotik yaitu asam yang melepaskan tiga ion H + dalam pelarut air, misalnya: H 3 PO 4 aq ฀ ฀ 3 H + aq + PO 4 3– aq Berdasarkan rumus kimianya asam dibedakan sebagai asam nonoksi, asam oksi, dan asam organik. a. Asam nonoksi yaitu asam yang tidak mengandung oksigen. Contoh beberapa asam nonoksi dan reaksi ionisasinya dapat dilihat pada Tabel 6.1. Di unduh dari : Bukupaket.com Teor i Asam -Basa 1 4 9 Tabel 6.1 Contoh beberapa asam nonoksi Rumus Senyawa Nama Reaksi Ionisasi HF Asam florida HF H + + F – HCl Asam klorida HCl ฀ ฀ H + + Cl – HBr Asam bromida HBr ฀ ฀ H + + Br – HCN Asam sianida HCN H + + CN – H 2 S Asam sufida H 2 S 2H + + S 2– b. Asam oksi yaitu asam yang mengandung oksigen. Contoh beberapa asam oksi dan reaksi ionisasinya dapat dilihat pada Tabel 6.2. Tabel 6.2 Contoh beberapa asam oksi Rumus Senyawa Nama Reaksi Ionisasi HClO Asam hipoklorit HClO ฀ ฀ H + + ClO – HClO 3 Asam klorit HClO 3 ฀ ฀ H + + ClO 3 – HNO 3 Asam nitrat HNO 3 ฀ ฀ H + + NO 3 – H 2 SO 4 Asam sulfat H 2 SO 4 ฀ ฀ 2 H + + SO 4 2– H 2 CO 3 Asam karbonat H 2 CO 3 2 H + + CO 3 2– H 3 PO 3 Asam fosfit H 3 PO 3 3 H + + PO 3 3– H 3 PO 4 Asam fosfat H 3 PO 4 3 H + + PO 4 3– c. Asam organik yaitu asam oksi yang umumnya terdapat pada senyawa organik. Contoh asam organik dapat dilihat pada Tabel 6.3. Tabel 6.3 Contoh beberapa asam organik Rumus Senyawa Nama Reaksi Ionisasi HCOOH Asam formiat HCOOH H + + HCOO – CH 3 COOH Asam asetat CH 3 COOH H + + CH 3 COO – C 2 H 5 COOH Asam propionat C 2 H 5 COOH H + + C 2 H 5 COO – C 6 H 5 COOH Asam benzoat C 6 H 5 COOH H + + C 6 H 5 COO – Berdasarkan kekuatannya asam terdiri dari asam kuat dan asam lemah yang ditentukan oleh besarnya derajat ionisasi asam di dalam larutan air. Sumber: Ebbing, General Chemistry Sumber: Ebbing, General Chemistry Sumber: Ebbing, General Chemistry Di unduh dari : Bukupaket.com 1 5 0 Kim ia Kelas XI SM A dan M A a. Asam kuat yaitu asam yang derajat ionisasinya mendekati 1 atau mengalami ionisasi sempurna, misalnya: HCl, HBr, HNO 3 , HClO 3 , HClO 4 , HIO 4 , dan H 2 SO 4 . b. Asam lemah yaitu asam yang derajat ionisasinya kecil atau mengalami ionisasi sebagian seperti: HCOOH, CH 3 COOH, H 2 CO 3 , HCN, dan H 2 S. Asam dapat dihasilkan dari reaksi antara senyawa oksida nonlogam dengan air. Perhatikan contoh berikut. Contoh: CO 2 + H 2 O ฀ ฀ H 2 CO 3 Cl 2 O 5 + H 2 O ฀ ฀ 2 HClO 3 N 2 O 3 + H 2 O ฀ ฀ 2 HNO 2 Cl 2 O 7 + H 2 O ฀ ฀ 2 HClO 4 N 2 O 5 + H 2 O ฀ ฀ 2 HNO 3 SiO 2 + H 2 O ฀ ฀ H 2 SiO 3 SO 2 + H 2 O ฀ ฀ H 2 SO 3 P 2 O 5 + 3 H 2 O ฀ ฀ 2 H 3 PO 4 SO 3 + H 2 O ฀ ฀ H 2 SO 4 2 . Basa Basa yang banyak digunakan adalah NaOH, CaOH 2 , dan MgOH 2 . Menurut Arrhenius jika basa dilarutkan dalam air akan terjadi reaksi ionisasi sebagai berikut. NaOH aq ฀ ฀ Na + aq + OH – aq CaOH 2 aq ฀ ฀ Ca 2+ aq + 2 OH – aq MgOH 2 aq ฀ ฀ Mg 2+ aq + 2 OH – aq Setiap basa menghasilkan ion OH – , karena itu ion OH – merupakan pembawa sifat basa. Ionisasi basa secara umum dapat ditulis: LOH x aq ฀ ฀ L + aq + x OH – aq Basa dapat digolongkan berdasarkan jumlah ion OH – yang dilepaskannya dan kekuatannya. Berdasarkan ion OH – yang dilepaskan pada reaksi ionisasi, basa terdiri dari basa monohidroksi dan basa polihidroksi. Basa monohidroksi yaitu basa yang melepaskan satu ion OH – , sedangkan basa polihidroksi yaitu basa yang melepaskan ion OH – lebih dari satu. Contoh beberapa senyawa basa dan reaksi ionisasinya tertera pada Tabel 6.4 dan 6.5 . Tabel 6.4 Contoh beberapa senyawa basa monohidroksi Rumus Senyawa Nama Reaksi Ionisasi LiOH Litium hidroksida LiOH ฀ Li + + OH – NaOH Natrium hidroksida NaOH ฀ Na + + OH – KOH Kalium hidroksida KOH ฀ K + + OH – Sumber: Ebbing, General Chemistry Di unduh dari : Bukupaket.com Teor i Asam -Basa 1 5 1 Tabel 6.5 Contoh beberapa senyawa basa polihidroksi Rumus Senyawa Nama Reaksi Ionisasi MgOH 2 Magnesium hidroksida MgOH 2 ฀ Mg 2+ + 2 OH – SrOH 2 Sronsium hidroksida SrOH 2 ฀ Sr 2+ + 2 OH – BaOH 2 Barium hidroksida BaOH 2 ฀ Ba 2+ + 2 OH – ZnOH 2 SengII hidroksida ZnOH 2 ฀ Zn 2+ + 2 OH – AlOH 3 AluminiumIII hidroksida AlOH 3 ฀ Al 3+ + 3 OH – FeOH 2 BesiII hidroksida FeOH 2 ฀ Fe 2+ + 2 OH – FeOH 3 BesiIII hidroksida FeOH 3 ฀ Fe 3+ + 3 OH – Basa dapat dihasilkan dari reaksi antara senyawa oksida logam dengan air. Contoh: Na 2 O + H 2 O ฀ ฀ 2 NaOH K 2 O + H 2 O ฀ ฀ 2 KOH CaO + H 2 O ฀ ฀ CaOH 2 MgO + H 2 O ฀ ฀ MgOH 2 Asam dan basa banyak kegunaannya tetapi ada sifat-sifat yang membahayakan terutama yang larutannya pekat. Asam bersifat korosif, jika kena logam dan marmer akan bereaksi. Basa juga ada yang menyebabkan rasa panas dan kulit melepuh. Sifat basa ini disebut sifat kaustik basa. Beberapa asam dan basa yang ada di sekitar kita serta keberadaannya dapat dilihat pada Tabel 6.6. dan 6.7. Tabel 6.6 Beberapa asam yang ada di sekitar kita Nama Keberadaan Asam askorbat Dalam buah-buahan dikenal sebagai vitamin C Asam karbonat Dalam minuman ringan bersoda Asam sitrat Dalam jeruk atau buah-buahan Asam asetat Dalam cuka Asam klorida Dalam asam lambung Asam laktat Dalam susu asam Asam nitrat Dalam pupuk dan bahan peledak Asam fosfat Dalam pupuk Asam sulfat Dalam aki mobil dan bahan pupuk Sumber: Ebbing, General Chemistry Sumber: Ebbing, General Chemistry Di unduh dari : Bukupaket.com 1 5 2 Kim ia Kelas XI SM A dan M A H Cl N H H H + + Cl H N H + – H H Tabel 6.7 Beberapa basa yang ada di sekitar kita Nama Keberadaan Amonia atau amonium hidroksida Dalam pupuk dan bahan pembersih Kalsium hidroksida Dalam air kapur Magnesium hidroksida Dalam obat antacid Natrium hidroksida Dalam sabun dan pembersih Lat ihan 6 .1 Selesaikan soal-soal berikut 1. Tulis reaksi ionisasi zat-zat berikut di dalam pelarut air menurut teori Arrhenius. a. HCOOH, HClO 2 , H 2 S, H 2 CO 3 , HNO 2 . b. NH 4 OH, BeOH 2 , AlOH 3 . 2. Berikan contoh asam monoprotik, poliprotik serta basa monohidroksi dan polihidroksi. Tulis reaksi ionisasinya. 3. Tulis reaksi zat-zat berikut jika direaksikan dengan air dan nama zat yang dihasilkan; N 2 O 3 , P 2 O 5 , CO 2 , SO 3 , K 2 O, CaO, Na 2 O.

B. Teori Asam-Basa Bronsted dan Lowry