KEVINLUMBANGAOL: Teori Asam basa

Teori Asam – Basa

Asam dan basa (alkali) sudah dikenal sejak zaman dahulu. Hal ini dapat dilihat dari nama mereka. Istilah asam berasal dari bahasa Latin acetum yang berarti cuka. Unsur pokok cuka adalah asam asetat H3CCOOH. Istilah alkali diambil dari bahasa Arab untuk abu. Juga sudah diketahui paling tidak selama tiga abad bahwa hasil reaksi antara asam dan basa (netralisasi) adalah garam. Teori asam basa banyak dikemukakan oleh beberapa ahli.

Teori-teori yang mencoba menerangkan sifat-sifat asam basa merupakan suatu babak yang penting didalam sejarah ilmu kimia.Lavoisier (1777) menyatakan bahwa semua asam selalu mengandung suatu unsur dasar yaitu oksigen (nama oksigen diajukan oleh Lavoisier, diambil dari bahasa Yunani yang berarti “pembentuk asam”). Davy(1810) menunjukkan bahwa asam muriatat (asam hidroklorida) hanya mengandung hydrogen dan klor, tidak mengandung oksigen dan dengan itu menetapkan bahwa hidrogenlah dan bukan oksigen yang menjadi unsure dasar di dalam asam.

a. Teori Arrhenius.

Dalam teorinya tentang penguraian (disosiasi) elektrolit, Svante Arrhenius (1884) mengajukan bahwa elektrolit yang dilarutkan di dalam air terurai menjadi ion-ion; elektrolit yang kuat terurai sempurna; elektrolit yang lemah hanya terurai sebagian. Suatu jenis zat yang jika terurai menghasilkan ion hydrogen (H+) di sebut asam, misalnya HCl.

HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

Basa jika terurai menghasilkan ion hidroksida (OH-)
NaOH(aq) → Na+(aq) + OH-(aq)

Teori Arrhenius juga berhasil menerangkan aktifitas katalis dari asam dalam reaksi-reaksi tertentu. Asam yang merupakan katalis paling efektif adalah asam yang mempunyai daya konduksi yang paling aik, yaitu asam kuat. Semakin kuat asam, semakin tinggi konsentrasi H+ di dalam larutannya. Ion H+ merupakan katalis yang sesungguhnya didalam sebagai basa kecuali yang menghasilkan OH-.

b. Teori Bronsted-Lowry.

Disamping keberhasilan dan manfaatnya, teori Arrhenius mempunyai beberapa keterbatasan. Salah satu diantaranya adalah teori ini tidak mengenal senyawa lain sebagai basa kecuali yang menghasilkan OH-. Hal ini menjadi penyajian ionisasi larutan amoni dengan pelarut air sebagai berikut :

NH4OH (aq) → NH+(aq) + OH-(aq)

Tetapi zat NH4OH (ammonium hidroksida) tidak pernah ada, zat tersebut tidak dapat diisolasi dalam bentuk murni seperti natrium hidroksida (NaOH).
Selain itu, sejak zaman Arrhenius reaksi-reaksi sudah dilakukan dalam pelarut buka air seperti ammonia cair. Beberapa dari reaksi-reaksi tersebut kelihatannya mempunyai sifat-sifat reaksi asam basa. Ternyata OH- tidak ada karena tidak ada atom oksigen dalam susunan tersebut. Misalnya ammonium khlorida dan natrium amida bereaksi didalam ammonia cair, sebagai berikut :

Reaksi lengkap : NH4Cl + NaNH2 → NaCl + 2 NH3

Reaksi ion : NH4+ + Cl- + Na+ + NH2-→ Na+ + Cl- + 2NH3

Reaksi ion bersih : NH4+ + NH2- → 2 NH3

Reaksi ion bersih dapat dianggap suatu reaksi asam-basa dengan NH4+ analog dengan H+ dan NH2- dengan OH-. Reaksi tersebut dapat dijelaskan melalui teori yang diajukan secara terpisah oleh J.N. Bronsted di Denmark dan T.M Lowry di inggris tahun 1923. Menurut teori Bronsted-Lowry, suatu asam adalah donor proton suatu basa adalah akseptor (penerima) proton.(Petrucci, Ralph H.1986.Kimia Dasar Jilid 2.Halaman 260-262)

· pH

pH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH< 7 menunjukkan keasaman. pH 0 menunjukkan derajat keasaman yang tinggi, dan pH 14 menunjukkan derajat kebasaan tertinggi. Umumnya indicator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah.

Selain menggunakan kertas lakmus, indicator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit/konduktivitas suatu larutan. Sistem pengukuran pH mempunyai tiga bagian yaitu elektroda pengukuran pH, elektroda referensi dan alat pengukur impedansi tinggi. Istilah pH berasal dari "p", lambang matematika dari negative logaritma, dan "H", lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Defenisi yang formal tentang pH adalah negative logaritma dari aktivitas ion Hydrogen. pH adalah singkatan dari power of Hydrogen.

pH = -log[H+]

· Indikator

Indikator asam-basa adalah zat warnanya berubah bergantung pada pH larutan indicator asam-basa digunakan untuk menentukan sifat keasaman atau kebasaan suatu larutan. Larutan asam mempunyai pH <7, larutan netral mempunyai pH=7, dan larutan basa mempunyai pH>7. Semua indicator asam-basa merupakan asam lemah atau basa lemah yang dapat memperlihatkan perbedaan warna didalam larutan asam atau basa.

Trayek atau daerah perubahan warna adalah daerah batas pH yang merupakan daerah transisi perubahan warna. Indicator yang berbeda mempunyai traek perubahan warna yang berbeda. Sebagai contoh, larutan lakmus akan berwarna merah pada pH <5,5 dan berwrna biru pada Ph >8. Pada larutan dengan pH = 5,5 – 8, warna lakmus adalah antara pH = 5,5 dan pH=8. Sebuah indicator biasanya hanya menunjukan sebuah rentang pH tertentu dan tidak menunjukkan sebuah nilai pH yang pasti. Karenanya, diperlukan indicator lain untuk mempersempit rentang perkiraan pH sampel yang diuji.

Untuk mengetahui sifat asam atau basa suatu zat tidak dapat dilakukan langsung dengan mencicipi atau memegangnya. Mencicipi atau memegang zat secara langsung sangat bebahaya. Contohnya asam sulfat H2SO4, yang dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai accu zuur (air aki). Bila tangan atau kulit terkena asam sulfat, akan melepuh seperti luka bakar dan bila mata terkena asam sulfat akan buta. Cara yang tepat untuk menentukan sifat asam atau basa suatu zat adalah dengan menggunakan zat petunuk yang disebutindikator. Indikator asam-basa adalah zat yang dapat berbeda warna jika berada dalam lingkungan asam atau lingkungan basa.(Sukardjo. 2009 :179).

Indikator asam basa biasanya dibuat dalam bentuk larutan. Dalam titrasi asam basa, sejumlah kecil larutan indikator ditanbahkan kedalam larutan yang ditritasi dalam bentuk lain kemudian dikeringkan. Jika kertas ini dibasahi dengan larutan yang sedang diuji, terjadi warna yang dapat digunakan sebagai penentu pH larutan. Kertas ini disebut kertas pH.

Indikator asam basa umumnya digunakan jika penentuan pH yang diteliti tidak terlalu dipikirkan.Namun pengukuran pH yang paling tepat dilakukan adalah dengan alat ukur yang disebut pH meter. (Petrucci.1987 : 309)

Indikator asam basa merupakan senyawa yang warnanya dalam asam maupun basa berbeda. Tidak semua indikator berubah warnanya pada pH yang sama. Perubahan warna indikator bergantung pada [H⁺] dalam larutan keasaman atau kebasaan suatu larutan. Berikut tabel perubahan warna dengan interval pH dari berbagai indikator.

*No.*	*Indikator*	*Interval pH*	*Perubahan Warna*
1	Metil Ungu	0,2 - 3,0	Kuning -Ungu
2	Timol Biru	1,2 -2,8	Merah - Kuning
3	Metil Jingga	3,1 - 4,4	Merah - Jingga -Kuning
4	Bromfenol Biru	3,0 - 4,6	Kuning -Biru - Ungu
5	Bromkresol Hijau	3,0 - 5,0	Biru - Merah
6	Kongo merah	3,8 - 5,4	Kuning - Biru
7	Metil Merah	4,4 - 6,2	Merah - Kuning
8	Brom kresol merah hijau	5,2 - 6,8	Kuning - Merah Jambu
9	Lakmus	4,5 - 8,5	Merah- Biru
10	Brontimol Biru	6,0 - 7,6	Kuning - Biru
11	Fenol merah	6,8 - 8,2	Kuning - Merah
12	Timol Biru	8,0 - 9,6	Kuning - Biru
13	Fenolftalein	8,3 - 10,0	Tak Bewarna - Merah
14	Timolftalein	9,3 - 10,5	Kuning - Biru
15	Alizarin Kuning	10,0 - 12,0	Kuning - Merah
16	Indigokarmin	11,4 - 13,0	Biru - Kuning
17	Trinitrobenzena	12,0 - 14,0	Tak Bewarna- Jingga

· Pengukuran pH Larutan dengan indikator

a. Indikator Tunggal

Indikator kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru fungsinya hanya untuk membedakan larutan yang dituju itu bersifat asam atau basa. Indikator lainnya seperti Fenolftalein, Metil Jingga, Metil Merah, dan Brontimol Blue dapat memberikan trayek perubahan warna indikator tersebut.

b. Indikator Universal

Dengan kertas indikator universal, kita dapat mengetahui pH larutan tersebut dengan cara mencelupkan sepotong indikator universal kedalam larutan. Perubahan warna kertas indikator tersebut dicocokkan dengan tabel warna yang mempunyai trayek pH dari 0 sampai 14.

c. pH Meter

pH meter adalah suatu alat yang dapat digunakan sebagai pengukur pH larutan. pH meter memiliki elektroda jika dicelupkan ke dalam larutan dapat mengukur ion hidrogen. Nilai pH larutan terlihat pada skala pH meter. Pengukuran pH larutan dengan menggunakan pH meter lebih akurat dibandingkan dengan indikator lainnya.

(Horale, 2004 :37-39)

b. Teori Dasar pH

Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membrane gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektro kimia dari ion hydrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan elektroda pembanding. Sebagai catatan alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan.

· Asam

Asam (sering diwakili dengan rumus umum HA) secara umum merupakan senyawa kimia yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan dengan pH lebih kecil dari 7. Dalam defenisi modern, asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (ion H+) kepada zat lain (yang disebut basa), atau dapat menerima pasangan elektron bebas dari suatu basa. Suatu asam bereaksi dengan suatu basa dalam reaksi penetralan untuk membentuk garam. Contoh asam adalah asam asetat (ditemukan dalam cuka) dan asam sulfat (yang digunakan dalam baterai atau aki mobil) Asam umumnya berasa masam, walaupun demikian mencicipi rasa asam terutama asam pekat dapat berbahaya dan tidak dianjurakan.

Secara umum Asam memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

Rasa : Masam ketika dilarutkan dalam air.

Sentuhan : Asam terasa menyengat bila disentuh, terutama asam yang kuat.

Kereaktifan : Asam bereaksi hebat dengan kebanyakan logam, yaitu korosif terhadap logam.

· Basa

Definisi umum dari basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air. Basa adalah lawan dari asam, yaitu ditujukan untuk unsur/senyawa kimia yang memiliki pH lebih dari 7. Basa merupakan senyawa yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion -OH.

Secara umum Basa memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

Rasa : Tidak masam bila dilarutkan dengan air.

Sentuhan : Tidak terasa menyengat bila disentuh.

Kereaktifan : Kebanyakan tidak bereaksi terhadap logam.

Saat titrasi asam terhadap basa, larutan NaOH (basa) ditetesi indikator metil orange dan berwarna kuning, setelah titrasi warnanya menjadi merah muda yang menunjukkan larutan telah bersifat asam. Sedangkan pada titrasi basa terhadap asam, terjadi reaksi yang sebaliknya. Saat titrasi menggunakan indikator phenolptalain (PP) yang ditetesi pada HCl, tdk ada perubahan warna yang terjadi (tetap bening). Setelah dititrasi dengan larutan Na₂CO₃, larutan berubah warna menjadi merah muda.

Penentuan konsentrasi melalui titrasi, banyak digunakan dalam berbagai industri, contohnya penentuan kadar vitamin C dalm tablet vitamin C, penentuan kadar asam dalam asam cuka, dan penentuan asam oksalat menggunakan permanganate. Hal ini dikarenakan, melalui penghitungan konsentrasi dapat menghasilkan campuran dengan jumlah konsentrasi yang tepat dan tidak berlebih.

II.1. Teori Dasar pH

pH = -log[H+]

Alat untuk mengukur pH

Alat pengukur pH dinamakan pHmeter.
contoh pH meter yaitu :