Larutan Asam Basa

A.      Teori Asam Basa Menurut Arrhenius

1.      Asam

Pada tahun 1887, Svante Arrhenius mengatakan bahwa apabila molekul-molekul elektrolit dilarutkan ke dalam air, maka akan terbentuklah ion-ion positif dan ion-ion negatif. Menurut Arrhenius, asam adalah suatu zat yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion hidronium (H⁺)

Sifat Asam:

-          Mempunyai rasa asam,

-          Korosit dapat merusak logam,

-          Dapat memerahkan kertas lakmus biru, serta

-          Dapat menetralkan larutan basa.

Asam yang hanya menghasilkan sebuah ion H⁺ disebut asam monoprotik (asam berbasa satu), sedangkan asam yang menghasilkan dua ion H⁺ setiap molekulnya disebut asam diprotik (asam berbasa dua).

Berdasarkan jumlah ion yang dihasilkan, asam dibedakan menjadi:

a.       Asam kuat, yaitu asam yang mudah terionisasi dan banyak menghasilkan ion H⁺ dalam larutannya.

Contoh: HCl, HBr, HI, H₂SO₄,HNO₃, dan HClO₄.

b.      Asam lemah, yaitu asam yang sedikit terionisasi dan menghasilkan sedikit ion H⁺ dalam larutannya.

Contoh: CH₃COOH

B.       Kesetimbangan Ion dalam Larutan

1.      Keseimbangan Air

Kohirausch dan Heidweller (1894) menemukan bahwa air murni berdaya hantar kecil. Hal ini disebabkan air sedikit terionisasi membentuk ion H⁺ dan ion OH. Reaksi kesetimbangan air adalah:

H₂O_(r) = H⁺ _(aq) + OH_(aq)

K_c =

K_c[H₂O] = [H⁺][OH^-]

K_w = K[H₂O]

Pada keadaan standar suhu 25^oC, harga K_w = 10^-14

2.      Basa

Basa adalah suatu senyawa yang di dalam air dapat menghasilkan ion hidroksida (OH^-).

Contoh:

-          NaOH_(aq)           Na⁺_(aq) + OH^-_(aq)

-          Ca(OH)_2(aq)               Ca²⁺_(aq)+2OH_(aq)

-          KOH_(aq)            K⁺_(aq) + OH^-_(aq)

Sifat Basa:

-          Mempunyai rasa pahit, licin;

-          Merusak kulit, bersifat kaustik;

-          Dapat membirukan kertas lakmus merah; serta

-          Dapat menetralkan larutan asam.

Berdasarkan daya hantar listriknya, basa dibedakan menjadi:

a.       Basa kuat, yaitu basa yang terionisasi sempurna.

Contoh: KOH, NaOH, Ba(OH)₂, dan Ca(OH)₂

b.      Basa lemah, yaitu basa yang sedikit terionisasi dalam air.

Contoh: NH₃ dan Al(OH)₃

Pada konsentrasi yang sama, makin kuat suatu asam makin besar konsentrasi ion H⁺ dalam larutan sehingga harga pH-nya makin kecil. Sebaliknya, makin kuat suatu basa makin besar konsentrasi ion OH dalam larutan. Makin besar konsentrasi OH berarti makin kecil konsentrasi ion H⁺ dalam larutan. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa makin kuat suatu basa makin besar harga pH-nya.

C.      Indikator Asam Basa

Untuk mengetahui harga pH suatu larutan asam atau basa dilakukan dengan menggunakan indicator kertas lakmus, indicator universal (pH-meter), atau dengan indicator lain yang telah diketahui trayek pH-nya. Trayek perubahan warna adalah batas-batas pH ketika indikator mengalami perubahan warna. Contoh indicator yang sering digunakan adalah kertas lakmus, dimana dalam asam, kertas lakmus berwarna merah sedangkan dalam basa, kertas lakmus berwarna biru.

Trayek perubahan warna pada beberapa indikator

No	Indikator	Trayek pH	Perubahan Warna
1	Metil merah	4,4 – 6,2	Merah – Kuning
2	Brom timol biru	6,0 – 7,6	Kuning – Biru
3	Lakmus	6,0 – 8,0	Merah - Biru
4	Fenolftalein (pp)	8,0 – 10,0	Tak berwarna - merah
5	Alizarin kuning	10,0 – 11,1	Kuning - ungu

D.      Reaksi Asam Basa (Reaksi Penetralan)

Reaksi penetralan adalah reaksi antara sebuah ion H⁺ dan sebuah ion OH membentuk sebuah molekul H₂O. Reaksi penetralan disebut juga reaksi pembentukan garam atau reaksi penggaraman.

Asam + Basa        Garam + Air

Meski disebut reaksi penetralan, namun campuran ekivalen asam dan basa belum tentu bersifat netral, kecuali pada asam kuat dan basa kuat.

Reaksi antara asam kuat dan basa kuat dapat dituliskan:

H⁺_(aq) + OH^-_(aq)              H₂O_(l)

H⁺ Mewakili asam, sedangkan OH^- mewakili basa

-          Jika mol H⁺ = mol OH^-, maka campuran bersifat netral

-          Jika mol H⁺ > mol OH^-, maka campuran bersifat asam dan konsentrasi H⁺ dalam campuran ditentukan oleh jumlah H⁺ yang tersisa (asam)

-          Jika mol H⁺ < mol OH^-, maka campuran bersifat basa dan konsentrasi OH^- dalam campuran ditentukan oleh jumlah OH^- yang tersisa (basa)

E.       Titrasi Asam Basa

Titrasi merupakan suatu langkah yang bertujuanuntuk menentukan banyaknya suatu larutan dengan konsentrasi yang telah diketahui agar tepat bereaksi dengan sejumlah larutan yang dianalisis (ingin diketahui kadarnya).

Jika molaritas salah satu larutan asam atau basa diketahui maka disebut dengan titrasi volumetric. Untuk mengetahui titik ekuivalen, dapat digunakan suatu indicator. Indicator ini harus berubah warna di sekitar titik ekivalen. Titrasi (penetesan harus dihentikan tepat pada saat indicator menunjukkan perubahan warna. Saat perubahan warna indikator ini disebut titik akhir titrasi.

F.       Asam Basa Bronted-Lowry dan Lewis

-          Asam adalah gugus (spesi) yang cenderung member atau melepaskan proton (donor proton).

-          Basa adalah gugus (spesi ) yang cenderung menerima proton (akseptor proton).

G.      Asam Basa Lewis

Asam basa Lewis merupakan perluasan dari konsep asam-basa Bronsted Lowry.

-          Asam adalah senyawa yang menerima pasangan elektron (akseptor pasangan elektron).

-          Basa adalah senyawa yang mampu memberikan pasangan elektron (donor pasangan elektron).

H.      Stokiometri Larutan

Selain reaksi asam dan basa yang menghasilkan air yang bersifat netral, ada beberapa reaksi yang terjasi di dalam larutan elektrolut, yaitu sebagai berikut:

1.      Reaksi Pembentukan Endapan (Reaksi Pengendapan)

Terjadinya endapan karena bertemunya (bereaksinya) ion-ion yang membentuk senyawa yang sukar larut (mengendap).

2.      Reaksi Pembentukan Gas

Terjadinya suatu gas disebabkan terurainya zat lain menjadi gas.

I.         pH Asam Kuat

Asam kuat adalah asam yang bila dalam air seluruh molekulnya dapat terionisasi menghasilkan ion positif H⁺ dan ion negatif, dengan reaksi ion searah.

Misal:

HCl, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄

Besarnya konsentrasi H⁺ asam kuat dapat dirumuskan:

[H+] = a.Ma

 

a               : banyaknya H yang diikat

M_{a                 :} molaritas asam          

J.        pH Asam Lemah

Asam lemah adalah asam yang dalam air terionisasi sebagian atau tidak seluruhnya.

Misal:

CH₃COOH, H₃PO₄, H₂SO₃, H₂S, HCN, H₂CO₃

Karena tidak semua molekulnya terionisasi, maka nilai derajat ionisasi (α) asam lemah antara 0 < α < 1, tergantung harga K_a –nya.

Sehingga dirumuskan:

[H+]=

 

K_a : tetapan ionisasi asam

K_a : konsentrasi asam

K.      pH Basa Kuat

Basa kuat adalah basa yang seluruh molekulnya terionisasi menjadi ion positif dan ion OH^-. Konsentrasi OH^- dirumuskan:

[OH] = b.Mb

 

b   : banyaknya OH^- yang diikat

M_b            : konsentrasi basa

L.       pH Basa Lemah

Basa lemah dalam air akan terionisasi sebagian, sehingga derajat ionisasinya 0 < α < 1. Konsentrasi OH dirumuskan:

[OH-] =

 

K_b : tetapan ionisasi basa lemah

M_b                : molaritas basa

M.     Kurva Titrasi

Kurva titrasi adalah grafik yang menyatakan perubahan pH pada titrasi asam dengan basa (atau sebaliknya). Bentuk kurva titrasi tergantung pada kekuatan asam dan basa yang direaksikan. Jenis-jenis titrasi antara lain:

1.      Titrasi Asam Kuat dengan Basa Kuat

Dari kurva di samping dapat disimpulkan:

a.       Mula-mula pH naik, larutan naik sedikit demi sedikit, tetapi perubahan yang cukup drastic terjadi sekitar titik ekivalen yaitu dari pH= 4 hingga pH=10

b.      Titik ekivalen, pH larutan saat asam dan basa tepat habis bereaksi= 7 (netral).

c.       Indikator yang sering digunakan phenolftalein (PP).

2.      Titrasi Asam Lemah dengan Basa Kuat

Dari kurva di samping dapat disimpulkan:

a.       Titik ekivalen berada di atas 7, yaitu antara 8-9.

b.      Kenaikan perubahan pH pada sekitar titik ekivalen lebih sempit, yaitu dari pH 7 hingga pH 10.

c.       Indikator yang digunakan adalah phenolftalein (PP)

3.      Titrasi Basa Lemah dengan Asam Kuat

Dari kurva di samping dapat disimpulkan:

a.       Titik ekivalen pH larutan pada penetralan basa lemah oleh asam kuat berada di bawah 7

b.      Kenaikan pH sekitar titik ekivalen juga lebih sempit, yaitu dari pH 7 hingga pH 4.

c.       Indikator yang sering digunakan adalah metal merah. 

N.      Pengaruh Asam dan Basa Terhadap Kesetimbangan Air

Apabila suatu asam atau basa dilarutkan dalam air, maka asam akan menghasilkan ion OH⁺ sedangkan basa menghasilkan ion OH^-. Adanya ion OH⁺ menyebabkan terjadinya pergeseran kesetimbangan air sehingga mempengaruhi jumlah ion [OH⁺] dan [OH^-] air.

Pergeseran kesetimbangan yang terjadi sangat dipengaruhi oleh kekuatan asam atau basa yang ditambahkan.

Reaksi Pembatas

Jika zat-zat yang direaksikan tidak ekivalen maka salah satu dari zat itu akan habis terlebih dahulu. Zat yang habis terlebih dahulu disebut pereaksi pembatas. Banyaknya hasil reaksi tergantung pada jumlah mol pereaksi pembatas.