Teori Asam - Basa

Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari kita cukup sering menjumpai senyawa asam basa baik dari makanan maupun barang yang digunakan. Salah satunya adalah detergen yang digunakan untuk mencuci pakaian, merupakan zat yang bersifat basa.

Asam basa merupakan larutan elektrolit. Larutan tersebut dapat pula dikenal dengan ciri khas, seperti asam mempunyai rasa masam contohnya cuka dapur, vitamin C, maupun jeruk nipis. Sedangkan basa mempunyai rasa pahit dan licin bila dipegang, seperti detergen, pasta gigi, maupun kapur sirih.

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, ada beberapa para ahli menjelaskan sifat asam dan basa melalui sebuah teori secara rinci. Setidaknya, ada 3 teori asam basa menurut para ahli antara lain:

1. Teori Arrhenius
2. Teori Bronsted-Lowry
3. Teori Asam Basa Lewis

Teori Arrhenius

Ahli kimia yang berasal dari Swedia yaitu Svante Arrhenius menghubungkan sifat keasaman dengan ion Hidrogen (H⁺) pada tahun 1884.

Asam Menurut Arrhenius

Asam adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion H⁺ dalam larutan.

Misalnya: asam sulfat (H₂SO₄, asam kuat) dan asam karbonik (H₂CO₃, asam lemah). Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

Berdasarkan persamaan reaksi tersebut maka ciri khasnya adalah: "Dalam pelarut air, zat tersebut mengion menjadi hidrogen yang bermuatan positif dan ion yang bermuatan negatif akan disebut dengan sisa asam."

Pada reaksi di atas:

• H₂SO₄ terionisasi sempurna menjadi ion-ion dan ditandai dengan panah satu arah. Asam yang terionisasi sempurna disebut asam kuat. Semua asam kuat merupakan elektrolit kuat (larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan sangat baik).
• Sedangkan asam yang tidak terionisasi sempurna menjadi ion-ion dalam larutanya yang ditandai dengan panah dua arah disebut asam lemah. Contohnya asam karbonik (H₂CO₃) dilarutkan dalam air.

Basa Menurut Arrhenius

Basa adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion OH^– dalam larutan

Misalnya: Kalsium Hidroksida (Ca(OH)₂) dan Tembaga (II) Hidroksida (Cu(OH)₂). Dimana, persamaan reaksi basa tersebut antara lain:

Berdasarkan persamaan reaksi tersebut maka ciri khasnya adalah: "Dalam pelarut air, zat tersebut mengion menjadi ion hidroksida yang bermuatan negatif dan ion yang bermuatan positif akan disebut dengan sisa basa."

Pada reaksi di atas:

• Ca(OH)₂ terionisasi sempurna menjadi ion-ion dan ditandai dengan panah satu arah. Basa yang terionisasi sempurna disebut basa kuat. Semua basa kuat merupakan elektrolit kuat (larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan sangat baik).
• Sedangkan basa yang tidak terionisasi sempurna menjadi ion-ion dalam larutanya yang ditandai dengan panah dua arah disebut basa lemah. Contohnya Tembaga (II) Hidroksida (Cu(OH)₂) dilarutkan dalam air.

Teori Bronsted-Lowry

Pada tahun 1923, ahli kimia Johannes Nicolaus Bronsted dan Thomas Martin Lowry mengembangkan definisi asam dan basa berdasarkan kemampuan (donor) atau menerima (akseptor) proton (ion H⁺).

Menurut konsep Bronsted dan Lowry:

• Asam adalah zat yang memiliki kecenderungan untuk menyumbangkan ion H+ pada zat lain.
• Basa adalah zat yang memiliki kecenderungan untuk menerima ion H⁺ dari zat lain adalah basa.

Senyawa yang bertindak sebagai asam-basa Bronsted-Lowry disebut amfoter.

Perhatikan reaksi berikut ini:

Pada reaksi tersebut, Asam Klorida (HCl) menyumbangkan proton (H⁺) pada ammonia (NH₃) dan membentuk ion Ammonium yang bermuatan positif (NH₄⁺) dan ion Klorida yang bermuatan negatif (CI^–). Sehingga NH₃ merupakan basa Bronsted-Lowry karena menerima proton. Pada bagian produk, Cl^- disebut dengan basa konjugasi dari HCl dan NH₄⁺ disebut dengan asam konjugasi dari basa NH₃.

Contoh lainnya adalah reaksi antara HCl dengan air. Pada larutan berair, HCl disebut asam karena mendonorkan proton ke H₂O kemudian H₂O berubah menjadi ion hidronium (H₃O⁺) dan HCl menjadi Cl^-. Molekul H₂O merupakan basa karena menerima ion H⁺ (akseptor proton).

Selain merupakan sebuah contoh basa Arrhenius karena dapat menghasilkan ion OH^- ketika dilarutkan dalam air, amonia juga merupakan basa Bronsted-Lowry karena menerima proton dari H₂O. Molekul H₂O merupakan asam Bronsted-Lowry karena menyumbangkan proton ke NH₃. Perhatikan reaksi berikut ini:

Molekul H₂O bersifat basa jika bereaksi dengan HCl karena menerima proton dari HCl.  Molekul H₂O disebut juga zat amfoter karena sifatnya yang dapat bertindak sebagai asam dan basa.

Teori Asam-Basa Lewis

Pada tahun 1923, Gilbert Newton Lewis seorang ahli kimia dari UC Berkeley mengusulkan teori alternative untuk menggambarkan asam dan basa. Teorinya menjelaskan tentang asam dan basa berdasarkan struktur dan ikatan.

• Asam menurut Lewis adalah suatu zat yang mempunyai kecenderungan menerima pasangan electron dari basa. Contoh beberapa asam Lewis adalah SO₃, BF₃, maupun AlF₃.
• Basa menurut Lewis adalah zat yang dapat memberikan pasangan elektron. Basa lewis memiliki pasangan electron bebas, contohnya adalah NH₃, Cl–, maupuan ROH.

Lewis menjelaskan lebih lanjut bahwa reaksi asam basa merupakan reaksi serah terima pasangan elektron, sehingga terbentuk suatu ikatan kovalen koordinasi.

Sebagai contoh adalah reaksi antara BF₃ dan N(CH₃)₃:

Berdasarkan definisi Lewis, BF₃ merupakan asam karena mampu menerima sepasang elektron sedangkan NH₃ merupakan basa karena menyumbangkan sepasang elektron.

Berdasarkan contoh reaksi asam basa ini, Lewis menyatakan bahwa: "Asam adalah suatu molekul atau ion yang dapat menerima pasangan electron, sedangkan basa adalah suatu molekul atau ion yang dapat memberikan pasangan elektronnya."

Contoh lainnya adalah reaksi antara Na₂O dan SO₃ yang menghasilkan Na₂SO₄ tanpa terbentuk air seperti reaksi di bawah ini:

Basa lewis dari reaksi di atas adalah ion oksida sedangkan sulfur trioksida adalah asam Lewis. Reaksi di atas menggambarkan keterbatasan teori Bronsted-Lowry yaitu proton tidak diikutsertakan (tidak ada H⁺).

Beberapa keunggulan asam basa Lewis

1. Sama dengan teori Bronsted dan Lowry, dapat menjelaskan sifat asam, basa dalam pelarut lain atau pun tidak mempunyai pelarut.
2. Teori asam basa Lewis dapat menjelaskan sifat asam basa molekul atau ion yang mempunyai pasangan elektron bebas atau yang dapat menerima pasangan elektron bebas. Contohnya pada pembentukan senyawa komplek.
3. Dapat menerangkan sifat basa dari zat-zat organik seperti DNA dan RNA yang mengandung atom nitrogen yang memiliki pasangan elektron bebas.

Perbedaan Sifat Asam dan Basa

Sifat Asam	Sifat Basa
Cenderung memiliki rasa yang masam atau asam.	Cenderung memiliki rasa yang pahit.
Memiliki sifat yang merusak atau korosif.	Memiliki sifat kaustik serta dapat merusak kulit.
Mampu mengubah warna kertas lakmus biru menjadi berwarna merah.	Basa memiliki tekstur licin serta bersabun.
Memiliki sifat elektrolit serta mampu menghantarkan arus listrik.	Senyawa basa mampu mengubah warna kertas lakmus merah menjadi warna biru.
Asam mampu menghasilkan gas hidrogen ketika bereaksi dengan unsur maupun senyawa logam.	Senyawa basa memiliki sifat elektrolit atau mampu menghantarkan arus listrik.
Senyawa asam dapat menghasilkan ion H+ apabila dilarutkan dalam air.	Basa akan menghasilkan ion OH- apabila dilarutkan dalam air.

Soal Latihan

1. Tentukanlah spesi yang akan bertindak sebagai asam, basa, serta asam dan basa konjugasi dari reaksi menyeluruh antara asam asetat dan NaOH: CH₃COOH + NaOH  → CH₃COONa + H₂O

2. Zat-zat berikut ini: CH₃NH₂, HNO₃, NH₄OH, KOH, NaCl, CO(NH₂)₂
3. Manakah yang menghasilkan ion H⁺
4. Manakah yang menhhasilkan ion OH^-