Teori Asam Basa

Asam & basa yaitu dua kalangan zat kimia yg sungguh biasa didapatkan di sekitar kita. Sebagai teladan, cuka, asam sitrun, & asam dlm lambung tergolong asam, sedangkan kapur sirih & soda api tergolong basa. Asam & basa memiliki sifat-sifat yg berlainan. Pada mulanya, asam & basa dibedakan berdasarkan rasanya, di mana asam terasa masam sedangkan basa terasa pahit & licin seperti sabun. Namun, dengan-cara umum zat-zat asam maupun basa bersifat korosif & beracun — utamanya dlm bentuk larutan dgn kadar tinggi — sehingga sungguh berbahaya kalau diuji sifatnya dgn tata cara merasakannya.

Seiring kemajuan ilmu wawasan & teknologi, pembedaan asam & basa pun mampu dilaksanakan dgn menggunakan indikator mirip kertas lakmus & indikator universal ataupun instrumen pH meter. Larutan asam akan memerahkan kertas lakmus biru, sedangkan larutan basa akan membirukan kertas lakmus merah. Pada pengujian zat dgn pH meter, larutan asam akan menunjukkan pH lebih kecil dr 7, sedangkan larutan basa akan memperlihatkan pH lebih besar dr 7. Larutant dgn pH sama dgn 7 disebut netral.

Namun demikian, apakah yg menentukan sebuah senyawa bersifat asam atau basa? Definisi asam & basa pun risikonya menjadi rumusan duduk perkara bagi para mahir selama ratusan tahun. Dari berbagai teori definisi asam basa yg pernah diajukan, terdapat tiga teori yg sangat mempunyai arti, antara lain teori asam basa Arrhenius, teori asam basa Brønsted–Lowry, & teori asam basa Lewis.

Teori Asam Basa Arrhenius

Teori ini pertama kalinya dikemukakan pada tahun 1884 oleh Svante August Arrhenius. Menurut Arrhenius, definisi dr asam & basa, yaitu:

• asam yaitu senyawa yg jikalau dilarutkan dlm air melepaskan ion H⁺.
• basa adalah senyawa yg kalau dilarutkan dlm air melepaskan ion OH⁻.

Gas asam klorida (HCl) yg sungguh larut dlm air tergolong asam Arrhenius, sebagaimana HCl dapat terurai menjadi ion H⁺dan Cl⁻ di dlm air. Berbeda halnya dgn metana (CH₄) yg bukan asam Arrhenius karena tak mampu menghasilkan ion H⁺ dlm air walaupun memiliki atom H. Natrium hidroksida (NaOH) termasuk basa Arrhenius, sebagaimana NaOH merupakan senyawa ionik yg terdisosiasi menjadi ion Na⁺ & OH⁻ tatkala dilarutkan dlm air. Konsep asam & basa Arrhenius ini terbatas pada kondisi air sebagai pelarut.

Teori Asam Basa Brønsted–Lowry

Pada tahun 1923, Johannes N. Brønsted & Thomas M. Lowry dengan-cara terpisah mengajukan definisi asam & basa yg lebih luas. Konsep yg diajukan tersebut didasarkan pada fakta bahwa reaksi asam–basa melibatkan transfer proton (ion H⁺) dr satu zat ke zat yang lain. Proses transfer proton ini selalu melibatkan asam sebagai pemberi/donor proton & basa sebagai penerima/penerima proton. Makara, menurut definisi asam basa Brønsted–Lowry,

• asam adalah donor proton.
• basa adalah penerima proton.

Jika ditinjau dgn teori Brønsted–Lowry, pada reaksi ionisasi HCl tatkala dilarutkan dlm air, HCl berperan sebagai asam & H₂O sebagai basa.

HCl(aq) + H₂O(l) → Cl⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

HCl berkembang menjadi ion Cl⁻ setelah menawarkan proton (H⁺) pada H₂O. H₂O menerima proton dgn menggunakan sepasang elektron bebas pada atom O untuk berikatan dgn H⁺ sehingga terbentuk ion hidronium (H₃O⁺).

Sedangkan pada reaksi ionisasi NH₃ tatkala dilarutkan dlm air, NH₃ berperan sebagai basa & H₂O sebagai asam.

NH₃(aq) + H₂O(l) ⇌ NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)

NH₃ menerima proton (H⁺) dr H₂O dgn menggunakan sepasang elektron bebas pada atom N untuk berikatan dgn H⁺ sehingga terbentuk ion ammonium (NH₄⁺). H₂O menjelma ion OH⁻ sehabis menunjukkan proton (H⁺) pada NH₃.

Dari kedua contoh tersebut tampakbahwa (1) asam Brønsted–Lowry mesti mempunyai atom hidrogen yg dapat terlepas sebagai ion H⁺; & (2) basa Brønsted–Lowry harus mempunyai pasangan elektron bebas yg mampu berikatan dgn ion H⁺.

Kelebihan definisi oleh Brønsted–Lowry dibanding definisi oleh Arrhenius adalah dapat menjelaskan reaksi-reaksi asam–basa dlm fase gas, padat, cair, larutan dgn pelarut selain air, ataupun campuran heterogen. Sebagai pola, reaksi antara gas NH₃ (basa) & gas HCl (asam) membentuk asap NH₄Cl.

NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)

Beberapa zat mampu bertindak sebagai asam, namun pula dapat sebagai basa pada reaksi yg lain, misalnya H₂O, HCO₃⁻, & H₂PO₄⁻. Zat demikian disebut amfiprotik. Suatu zat amfiprotik (contohnya H₂O) akan bertindak sebagai asam bila direaksikan dgn zat yg lebih basa darinya (contohnya NH₃) & bertindak sebagai basa bila direaksikan dgn zat yg lebih asam darinya (contohnya HCl).

Teori Asam Basa Lewis

Pada tahun 1923, G. N. Lewis mengemukakan teori asam basa yg lebih luas dibanding kedua teori sebelumnya dgn menekankan pada pasangan elektron yg berhubungan dgn struktur & ikatan. Menurut definisi asam basa Lewis,

• asam yakni peserta pasangan elektron.
• basa yakni donor pasangan elektron.

Berdasarkan definisi Lewis, asam yg berperan selaku spesi penerima pasangan elektron tak hanya H⁺. Senyawa yg memiliki orbital kosong pada kulit valensi seperti BF₃ pula mampu berperan selaku asam. Sebagai teladan, reaksi antara BF₃ & NH₃ merupakan reaksi asam–basa, di mana BF₃ sebagai asam Lewis & NH₃ sebagai basa Lewis. NH₃ menawarkan pasangan elektron pada BF₃ sehingga membentuk ikatan kovalen kerjasama antara keduanya.

Kelebihan definisi asam basa Lewis yakni dapat menerangkan reaksi-reaksi asam–basa lain dlm fase padat, gas, & medium pelarut selain air yg tak melibatkan transfer proton. Misalnya, reaksi-reaksi antara oksida asam (contohnya CO₂ & SO₂) dgn oksida basa (contohnya MgO & CaO), reaksi-reaksi pembentukan ion kompleks seperti [Fe(CN)₆]³⁻, [Al(H₂O)₆]³⁺, & [Cu(NH₃)₄]²⁺, & sebagian reaksi dlm kimia organik.

Contoh Soal & Pembahasan

Tentukan manakah asam & basa dlm reaksi asam–basa berikut dgn menawarkan alasan yg didasarkan pada teori asam basa Arrhenius, Brønsted–Lowry, atau Lewis.

1. HCN(aq) + H₂O(l) ⇌ CN⁻(aq) + H₃O⁺(aq)

2. Ni²⁺(aq) + 4CN⁻(aq) ⇌ [Ni(CN)₄]²⁻(aq)

Jawab:

1. Berdasarkan teori asam basa Arrhenius, HCN adalah asam Arrhenius sebagaimana HCN akan melepaskan ion H⁺ jikalau dilarutkan dlm air.

Berdasarkan teori Brønsted–Lowry, HCN adalah asam Brønsted–Lowry alasannya mendonorkan proton (H⁺) sehingga menjadi ion CN⁻ sedangkan H₂O adalah basa Brønsted–Lowry alasannya adalah menerima proton sehingga membentuk ion H₃O⁺.

Berdasarkan teori Lewis, H₂O yaitu basa Lewis alasannya adalah mendonorkan pasangan elektron pada ion H⁺ yg berasal dr molekul HCN membentuk ion H₃O⁺ sedangkan H⁺ dr HCN ialah asam Lewis alasannya adalah menerima pasangan elektron dr atom O pada H₂O.

2. Teori Arrhenius & teori Brønsted–Lowry tak mampu menerangkan reaksi ini.

Berdasarkan teori Lewis, CN⁻ ialah basa Lewis alasannya mendonorkan pasangan elektron pada ion Ni²⁺ sehingga terbentuk ikatan kovalen kerjasama sedangkan Ni²⁺ yaitu asam Lewis alasannya menerima pasangan elektron dr CN⁻.

Teori Asam Basa – Referensi

Atkins, Peter & Jones, Loretta. 2010. Chemical Principles: The Quest for Insight (5^th edition). New York: W.H. Freeman & Company

Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.

Chang, Raymond & Goldsby, Kenneth A. 2016. Chemistry (12^th edition). New York: McGraw-Hill Education

Earl, Bryan & Wilford, Doug. 2014. Cambridge IGCSE^® Chemistry (3^rd edition). London: Hodder Education

McMurry, John E., Fay, Robert C., & Robinson, Jill K. 2016. Chemistry (7^th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.

Oxtoby, David W., Gillis, H.P., & Campion, Alan. 2012. Principles of Modern Chemistry (7^th edition). California: Brooks/Cole, Cengage Learning

Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11^th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.

Purba, Michael. 2006. Kimia 2B untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga

Shriver, D. et al. 2014. Inorganic Chemistry (6^th edition). New York: McGraw-Hill Education

Silberberg, Martin S. & Amateis, Patricia. 2015. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (7^th edition). New York: McGraw-Hill Education

Stacy, Angelica M. 2015. Living by Chemistry (2^nd edition). New York: W.H. Freeman and Company

Artikel: Teori Asam Basa

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.

Alumni Kimia FMIPA UI

Materi Wargamasyarakat.org lainnya:

1. Termokimia
2. Bilangan Kuantum
3. Reaksi Redoks