kimia

ASAM BASA

teori Brønsted-Lowry adalah teori mengenai asam basa yang digagaskan oleh Johannes Nicolaus Brønsted dan Thomas Martin Lowry pada tahun 1923 secara terpisah.^[1][2] Dalam teori ini, asam Brønsted didefinisikan sebagai sebuah molekul atau ion yang mampu melepaskan atau "mendonorkan" kation hidrogen (proton, H⁺), dan basa Brønsted sebagai spesi kimia yang mampu menarik atau "menerima" kation hidrogen (proton).

Air sebagai asam maupun basa. Satu molekul H₂O berperan sebagai basa dan menerima H⁺ menjadi H₃O⁺; H₂O yang lainnya berperan sebagai asam dan melepaskan H⁺ menjadi OH^-.

Ciri-ciri asam dan basa Brønsted–Lowry

Ketika sebuah senyawa yang berperilaku seperti asam mendonorkan proton, haruslah terdapat basa yang menerima proton tersebut. Sehingga konsep asam basa Brønsted–Lowry dapat didefinisikan sebagai reaksi:

Asam + Basa basa konjugat + asam konjugat.

Basa konjugat adalah ion atau molekul yang dihasilkan setelah asam kehilangan protonnya, sedangkan asam konjugat adalah spesi yang dihasilkan ketika basa menerima proton. Reaksi ini bersifat reversibel dan dapat berjalan terbalik maupun ke depan.

Air bersifat amfoterik dan berperilaku sebagai asam maupun basa. Dalam reaksi asam asetat (CH₃CO₂H) dengan air (H₂O), air berperan sebagai basa.

CH₃COOH + H₂O CH₃COO^- + H₃O⁺

Ion asetat, CH₃CO₂^-, adalah basa konjugat dari asam asetat, dan ion hidronium, H₃O⁺, adalah asam konjugat dari air.

Air juga dapat berperan sebagai asam. Ketika bereaksi dengan amonia:

H₂O + NH₃ OH^- + NH₄⁺

H₂O mendonorkan proton kepada NH₃. Ion hidroksida adalah basa konjugat dari air yang berperan sebagai asam, sedangkan ion amonium adalah asam konjugat dari basa amonia.

BASA

Definisi umum dari basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air.Basa adalah lawan (dual) dari asam, yaitu ditujukan untuk unsur/senyawa kimia yang memiliki pH lebih dari 7. Kostik merupakan istilah yang digunakan untuk basa kuat. jadi kita menggunakan nama kostik soda untuk natrium hidroksida (NaOH) dan kostik postas untuk kalium hidroksida (KOH). Basa dapat dibagi menjadi basa kuat dan basa lemah. Kekuatan basa sangat tergantung pada kemampuan basa tersebut melepaskan ion OH dalam larutan dan konsentrasi larutan basa tersebut.

Beberapa Contoh Basa

Contoh basa	Terdapat di
Alumunium hidroksida (AI[OH]3)	Deodorant dan antasida
Kalsium Hidroksida	Plester
Magnesium Hidroksida	Antasida
Natrium Hidroksida (NaOH)	Pembersih saluran pipa
Kalium Hidroksida	Pembuatan sabun
Ammonium Hidroksida (NH3[aq]/NH4OH)	Pelarut desinfektan

Sifat-sifat Basa

1. Kaustik
2. Rasanya pahit
3. Licin seperti sabun
4. Nilai pH lebih dari sabun
5. Mengubah warna lakmus merah menjadi biru
6. Dapat menghantarkan arus listrik

Reaksi: Kalsium Hidroksida + Asam Sulfat ————> Kalsium Sulfat + Air

    Ca(OH)₂ (aq)   + H₂SO₄ ————> CaSO₄(aq) + 2H₂O (l)

Basa kuat adalah basa yang dapat terionisasi 100% dalam air. Umumnya basa ini merupakan senyawa yang tersusun dari ion golongan IA dan IIA dengan ion hidroksida (OH^-). Contoh basa kuat adalah: NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, KOH, dan sebagainya.

STOIKIOMETRI LARUTAN

STOIKIOMETRI LARUTAN

PERSAMAAN ION

Suatu cara pemaparan reaksi kimia yang melibatkan larutan elektrolit disebut persamaan ion. Dalam persamaan ion, zat elektrolit kuat dituliskan sebagai ion-ionnya yang terpisah, sedangkan elektrolit lemah, gas, dan zat padat tetap ditulis sebagai molekul atau senyawa netral tak terionkan.

contoh soal

Tulislah reaksi rumus dan reaksi ion untuk reaksi ;

karbon dioksida dengan larutan natrium hidroksida membentuk larutan natrium karbonat dan air.

jawab :

CO_2(g) + NaOH_(aq) Na₂CO_3(aq) + H₂O_{(l) (belum setara)}

CO_2(g) + 2NaOH_(aq) Na₂CO_3(aq) + H₂O_{(l) (setara)}

Keterangan : NaOH dan Na2CO3 tergolong elektrolit kuat, maka ;

Persamaan ion lengkap :

CO_2(g) + 2Na⁺_(aq) + 2OH^-_(aq) 2Na⁺_(aq) +CO₃^2-_(aq) + H₂O_(l)

Persamaan ion bersih :

CO_2(g) + 2OH^-_(aq) CO₃^2-_(aq) + H₂O_(l)

SIFAT BERBAGAI MACAM ZAT

Ada tidaknya reaksi dapat diketahui melalui pengamatan. Namun demikian, jika mengetahui sifat-sifat zat yang dicampurkan, kita dapat menentukan terjadi-tidaknya reaksi. Untuk dapat meramalkan reaksi dalam larutan elektrolit, perlu pemahaman tentang berbagai hal berikut :

Jenis zat yang direaksikan

Kelarutan elektrolit

Kekuatan elektrolit

Senyawa-senyawa hipotesis

Deret keaktifan logam

Jenis Zat Pereaksi

Asam

Asam adalah zat-zat yang dalam air menghasilkan ion H+ dan ion sisa asam.

contoh :

HCl dan H₂SO₄ yang mengion sebagai berikut :

HCl_(aq) H⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

H₂SO_4(aq) 2H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

Basa

Basa adalah zat-zat yang dalam air menghasilkan ion OH- dan suatu kation logam.

contoh :

NaOH dan Ca(OH)₂

NaOH_(aq) Na⁺_(aq) + OH^-_(aq)

Ca(OH)_2(aq) Ca²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq)

Garam

Garam adalah suatu senyawa ion yang terdiri dari kation basa dan anion asam.

contoh :

NaCl, Ca(NO₃)₂, dan Al2(SO₄)₃

NaCl(aq) Na⁺(aq) + Cl^-(aq)

Ca(NO₃)₂(aq) Ca²⁺(aq) + 2NO₃^-(aq)

Al₂(SO₄)₃(aq) 2Al³⁺(aq) + 3SO4^2-(aq)

Oksida Basa dan Oksida Asam

Senyawa yang tersusun dari suatu unsur dengan oksigen disebut oksida. Bergantung pada jenis unsurnya (logam atau nonlogam), oksida dapat dibedakan atas oksida logam dan oksida nonlogam. Oksida logam yang bersifat basa disebut oksida basa. Oksida nonlogam yang bersifat asam disebut oksida asam.

Oksida Basa

Oksida basa tergolong senyawa ion, terdiri dari kation logam dan anion oksida (O2-).

contoh :

Na₂O dan CaO

Na₂O mengandung ion Na⁺ dan O^2-, sedangkan CaO terdiri dari ion Ca²⁺

dan O^2-

Oksida Asam

Oksida asam merupakan senyawa molekul dan dapat bereaksi dengan air membentuk asam.

contoh :

Oksida Asam	Rumus Asam
SO2	H2SO3
SO3	H2SO4
N2O3	HNO2
N2O5	HNO3

Logam

Logam bertindak sebagai spesi yang melepas elektron. Pelepasan elektron akan menghasilkan ion logam. Jumlah elektron yang dilepaskan bergantung pada bilangan oksidasi logam tersebut.

contoh :

Natrium melepas 1 elektron membentuk ion Na⁺

Kalsium melepas 2 elektron membentuk ion Ca2⁺

Kelarutan Elektrolit

Semua asam mudah larut dalam air. Adapun basa dan garam ada yang mudah larut dan ada pula yang sukar larut.

Kekuatan Elektrolit

Asam basa yang tergolong elektrolit kuat adalah :

Asam kuat : HCl, H₂SO₄, HNO₃, HBr, HI, dan HClO₄

Basa kuat : NaOH, KOH, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂

(semua basa dari golongan IA dan IIA, kecuali Be(OH)₂).

Senyawa-senyawa Hipotesis

Beberapa senyawa yang tidak stabil dan peruraiannya adalah :

Asam

Asam karbonat (H₂CO₃) H₂O_(l) + CO_2(g)

Asam nitrit (HNO₂) H₂O_(l) + NO_(g) + NO_2(g)

Basa

Amonium hidroksida (NH₄OH) H₂O_(l) + NH_3(g)

Perak hidroksida (2AgOH) Ag₂O_(s) + H₂O_(l)

Garam

Besi (III) iodida (2FeI₃) 2FeI_2(aq) + I_2(s)

Tembaga iodida (2CuI₂) 2CuI_2(s) + I_2(s)

Deret Keaktifan Logam

Logam mempunyai kereaktifan yang berbeda-beda. Urutan kereaktifan dari beberapa logam, dimulai dari yang paling reaktif adalah sebagai berikut :

Li–K-Ba-Ca-Na-Mg-Al-Zn-Cr-Fe-Ni-Sn-Pb-(H)-Cu-Hg-Ag-Pt-Au

Sebelah kiri (H) lebih aktif dibandingkan sebelah kanan (H)

BERBAGAI JENIS REAKSI DALAM LARUTAN ELEKTROLIT

Reaksi-Reaksi Asam-Basa

Reaksi Asam dengan Basa

ASAM + BASA GARAM + AIR

Reaksi Oksida Basa dengan Asam

OKSIDA BASA + ASAM GARAM + AIR

Reaksi Oksida Asam dengan Basa

OKSIDA ASAM + BASA GARAM + AIR

Reaksi Amonia dengan Asam

NH3 + ASAM GARAM AMONIUM

Reaksi Pergantian (Dekomposisi) Rangkap

Reaksi pergantian (dekomposisi) rangkap dapat dirumuskan sebagai berikut :

AB + CD AD + CB

Senyawa AB dan CD dapat berupa asam, basa atau garam. Reaksi dapat berlangsung apabila AD atau CB atau keduanya memenuhi paling tidak satu dari kriteria berikut :

sukar larut dalam air

merupakan senyawa yang tidak stabil

merupakan elektrolit yang lebih lemah dari AB atau CD

Reaksi Redoks

Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi.

Reaksi Logam dengan Asam Kuat Encer (ex : HCl dan H₂SO₄)

LOGAM + ASAM KUAT ENCER GARAM + GAS H₂

Reaksi Logam dengan Garam

LOGAM L + GARAM MA GARAM LA + LOGAM M

Reaksi hanya akan berlangsung jika logam L terletak di sebelah kiri logam M dalam deret keaktifan logam (logam L lebih aktif daripada logam M).

STOIKIOMETRI REAKSI DALAM LARUTAN

Hitungan Stoikiometri Sederhana

mol = massa (gram) M = mol

Mr v (liter)

Hitungan Stoikiometri dengan Pereaksi Pembatas

Jika zat-zat yang direaksikan tidak ekivalen, maka salah satu dari zat itu akan habis lebih dahulu. Zat yang habis lebih dahulu itu kita sebut pereaksi pembatas.

contoh soal :

Hitunglah massa endapan yang terbentuk dari reaksi 50ml timbel(II) nitrat 0.1M dengan 50ml KI 0.1M (Pb = 207 ; I = 127)

jawab :

Pb(NO₃)₂(aq) + 2KI(aq) PbI₂(s) + 2KNO₃(aq)

menentukan pereaksi pembatas

jumlah mol Pb(NO₃)₂ = 50ml x 0.1M

= 5 mmol

jumlah mol KI = 50ml x 0.1M

= 5 mmol

mol Pb(NO₃)₂ = 5/1 = 5

koefisien Pb(NO₃)₂

mol KI = 5/2 = 2.5

koefisien KI

pereaksi pembatas adalah KI karena hasil pembagi KI lebih kecil

Jumlah mol PbI₂ (endapan) yang terbentuk dibandingkan dengan jumlah mol pereaksi pembatas.

Mol PbI₂ = ½ x mol KI

= ½ x 5 mmol

= 2.5 mmol

massa PbI₂ = 2.5 mmol x 461 gr/mol

= 1152.5 mg

= 1.1525 gram

Hitungan Stoikiometri yang Melibatkan Campuran

Jika suatu campuran direaksikan, maka masing-masing komponen mempunyai persamaan reaksi sendiri. Pada umumnya hitungan yang melibatkan campuran diselesaikan dengan pemisalan.

contoh soal :

Sebanyak 5.1 gram campuran CaO – Ca(OH)₂ memerlukan 150ml HCl 1M. Tentukanlah susunan campuran tersebut.

jawab :

CaO_(s) + 2HCl_(aq) CaCl_2(aq) + H₂O_{(l) …………………………………………... (1)}

Ca(OH)_2(s) + 2HCl_(aq) CaCl_2(aq) + 2H₂O_{(l) …………………………………… (2)}

misalkan massa CaO = x gram

dan massa Ca(OH)₂ = (5.1 – x), maka

mol CaO = x gr

56 gr/mol

mol Ca(OH)₂ = (5.1 – x)

74 gr/mol

mol HCl = 0.15 liter x 1M

= 0.15 mol

mol HCl untuk reaksi (1) = 2 x mol CaO

= 2 x x/56 mol

= x/28 mol

mol HCl untuk reaksi (2) = 2 x mol Ca(OH)₂

= 2 x (5.1 – x) mol

74

= (5.1 – x) mol

37

Persamaan : x + (5.1 – x) = 0.15

28 37

37x + 142.8 -28x = 155.4

9x = 12.6

x = 1.4

Jadi, susunan campuran adalah :

CaO = x gram = 1.4 gram

Ca(OH)₂ = (5.1 – x) gram = 3.7 gram

TITRASI ASAM BASA

Reaksi penetralan asam-basa dapat digunakan untuk menentukan kadar (konsentrasi) berbagai jenis larutan, khususnya yang terkait dengan reaksi asam-basa. Proses penetapan kadar larutan dengan cara ini disebut titrasi asam-basa.

Sejumlah tertentu larutan asam dengan volume trtentu dititrasi dengan larutan basa yang telah diketahui konsentrasinya menggunakan indikator sebagai penunjuk titik akhir titrasi. Titik ekivalen dapat diketahui dengan bantuan indikator (tepat habis bereaksi). Titrasi dihentikan tepat pada saat indikator menunjukkan perubahan warna, saat indikator menunjukkan perubahan warna disebut titik akhir titrasi.

LARUTAN PENYANGGA

Larutan penyangga, larutan dapar, atau buffer adalah larutan yang digunakan untuk mempertahankan nilai pH tertentu agar tidak banyak berubah selama reaksi kimia berlangsung. Sifat yang khas dari larutan penyangga ini adalah pH-nya hanya berubah sedikit dengan pemberian sedikit asam kuat atau basa kuat.

Larutan penyangga tersusun dari asam lemah dengan basa konjugatnya atau oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi di antara kedua komponen penyusun ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi.

Komponen Larutan Penyangga

Secara umum, larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

1. Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.
2. Basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH+), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa.

Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:

1. Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.

2. Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.

Cara kerja larutan penyangga

Larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikatbaik ion H+ maupun ion OH-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:

1. Larutan penyangga asam

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH3COOH dan CH3COO- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

Pada penambahan asam Penambahan asam (H+) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH3COO- membentuk molekul CH3COOH.

CH3COO-(aq) + H+(aq) → CH3COOH(aq)

Pada penambahan basa Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H+ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH3COOH), bukan ion H+. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH3COOH membentuk ion CH3COO- dan air.

CH3COOH(aq) + OH-(aq) → CH3COO-(aq) + H2O(l)

2. Larutan penyangga basa

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

Pada penambahan asam Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H+ dari asam akan mengikat ion OH-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH3), bukannya ion OH-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH3 membentuk ion NH4+.

NH3 (aq) + H+(aq) → NH4+ (aq)

Pada penambahan basa Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH4+), membentuk komponen basa (NH3) dan air. NH4+ (aq) + OH-(aq) → NH3 (aq) + H2O(l)

Perhitungan pH Larutan Penyangga

1. Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H+] = Ka x a/g

atau

pH = p Ka - log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah

              a  = jumlah mol asam lemah

              g  = jumlah mol basa konjugasi

2. Larutan penyangga basa

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH-] = Kb x b/g

atau

pH = p Kb - log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah

              b  = jumlah mol basa lemah

              g  = jumlah mol asam konjugasi

Fungsi Larutan Penyangga

Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh. Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H2PO4- dan HPO42- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4. Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.