TINJAUAN
ULANG TENTANG ATOM DAN MOLEKUL DALAM KIMIA ORGANIK
STRUKTUR
ELEKTRON DARI ATOM
Dalam Kimia Organik ada 4 unsur yang harus dimengerti atau
dipahami diantaranaya adalah C (carbon), H (Hidrogen), O (Oksigen) dan N
(Nitrogen). Keempat unsur ini ada di kedua periode pertama dari susunan dan
elektronnya terdapat dalam dua kulit elektron yang paling dekat dengan inti.
Setiap kulit elektron berhubungan dengan sejumlah
energi tertentu. Elektron yang paling dekat dengan inti lebih tertarik oleh
proton dalam inti daripada elektron yang lebih jauh kedudukannya. Karena itu,
semakin dekat elektron terdapat ke inti, semakin rendah energinya, dan elektron
ini sukar berpindah dalam reaksi kimia. Kulit elektron yang terdekat ke inti
adalah kulit yang terendah energinya, dan elektron dalam kulit ini dikatakan
berada pada tingkatan energi pertama. Elektron dalam kulit kedua, yaitupada
tingkat energi kedua mempunyai energi yang lebih tinggi daripada elektron dalam
tingkat pertama, dan elektron dalam tingkat ketiga atau pada tingkat energi
ketiga, mempunyai energi yang lebih tinggi lagi.
Orbital Atom
Orbital atom merupakan bagian dari ruang di mana
kebolehjadian ditemukannya sebuah elektron dengan kadar energi yang khas (90% -
95%). Rapat elektron adalah istilah lain yang digunakan untuk menggambarkan
kebolehjadian ditemukannya sebuah elektron pada titik tertentu; rapat elektron
yang lebih tinggi, berarti kebolehjadiannya lebih tinggi, sedangkan rapat
elektron yang lebih rendah berarti kebolehjadiannya juga rendah.
Kulit elektron pertama hanya mengandung orbital
bulat 1s. Kebolehjadian untuk menemukan elektron 1s adalah tertinggi dalam
bulatan ini. Kulit kedua, yang agak berjauhan dari inti daripadakulit pertama,
mengandung satu orbital 2s dan tiga orbital 2p. Orbital 2s seperti orbital 1s,
adalah bulat.
JARI-JARI ATOM DAN KEELEKTRONEGATIFAN
1. Sifat Keperiodikan Jari-Jari Atom
Jari-jari atom adalah jarak yang dihitung dari inti
atom hingga lintasan paling luar suatu atom. Dalam satu golongan, jari-jari
atom meningkat dari atas ke bawah. Adapun dalam satu periode, jari-jari atom
meningkat dari kanan ke kiri. Dalam satu periode, semakin ke kanan jumlah
proton dan neutron semakin banyak sehingga gaya tarik inti terhadap elektron
terluar semakin kuat sehingga jari-jari atom semakin kecil.
2. Sifat Keperiodikan Energi Ionisasi
Energi ionisasi adalah energi yang diperlukan suatu
atom untuk melepaskan satu elektron valensi membentuk ion positif.
Perhatikanlah Gambar 1.10, dalam satu golongan, dari atas ke bawah jumlah kulit
bertambah sehingga jarak elektron valensi ke inti atom bertambah dan elektron
lebih mudah lepas. Akibatnya, energi ionisasi dalam satu golongan meningkat
dari bawah ke atas. Adapun dalam satu periode, semakin ke kanan jumlah proton
dan neutron semakin banyak sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar
semakin kuat. Akibatnya diperlukan energi yang lebih besar untuk melepaskan
elektron terluar. Dengan kata lain, dalam satu periode energi ionisasi
meningkat dari kiri ke kanan.
3. Sifat Keperiodikan Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah energi yang dibebaskan
suatu atom dalam wujud gas untuk membentuk ion negatif. Dalam satu golongan,
afinitas elektron meningkat dari bawah ke atas. Adapun dalam satu periode,
afinitas elektron meningkat dari kiri ke kanan.
4. Sifat Keperiodikan Keelektronegatifan
Keelektronegatifan adalah nilai kecenderungan suatu
atom untuk menarik elektron dalam pembentukan ikatan kimia. Dalam satu
golongan, keelektronegatifan meningkat dari bawah ke atas. Adapun dalam satu
periode, keelektronegatifan meningkat dari kiri ke kanan. Sifat
keelektronegatifan sangat penting dalam pembentukan ikatan antaratom.
PANJANG
IKATAN DAN DAN SUDUT IKATAN
Benzen Sudut 120 derajat
C6H12
Sudut 109,471 derajat
C6 pada C yang berikatan biasa bentuknya berbeda
dengan bentuk C yang saling berikatan pada benzene
Panjang ikatan rangkap
tiga (C dengan C) : 1,2Panjang ikatan rangkap dua (C dengan C): 1,34Panjang
ikatan tunggal (C dengan C): 1,52
Panjang iktan antara C dengan H : 1,08
Dari data panjang ikatan diatas, dapat disimpulkan
panjang ikatan rangkap tiga lebih pendek bila dibandingkan dengan ikatan
rangkap dua dan ikatan tunggal, ikatan rangkap dua lebih pendek dari ikatan
tunggal. Dan ikatan C dengan H lebih pendek dari ikatan tunggal antara C dengan
C.
Panjang dan kekuatan suatu ikatan tergantung dari hibridisasi dari atom yang
saling berikatan. Semakin besar karakter s dalam orbital yang digunakan
atom-atom untuk membentuk ikatan, semakin pendek dan kuat ikatan
tersebut.
Hibridisasi orbital
·
Hibrid
sp3
Hibridisasi menjelaskan atom-atom yang berikatan
dari sudut pandang sebuah atom. Untuk sebuah karbon yang berkoordinasi secara
tetrahedal (seperti metana, CH4), maka karbon haruslah memiliki orbital-orbital
yang memiliki simetri yang tepat dengan 4 atom hidrogen. Konfigurasi keadaan
dasar karbon adalah 1s2 2s22px1 2py1
atau lebih mudah dilihat:
(Perhatikan bahwa orbital 1s memiliki energi lebih rendah dari orbital 2s, dan
orbital 2s berenergi sedikit lebih rendah dari orbital-orbital 2p)
Teori ikatan valensi memprediksikan, berdasarkan
pada keberadaan dua orbital p yang terisi setengah, bahwa C akan membentuk dua
ikatan kovalen, yaitu CH2. Namun, metilena adalah molekul yang sangat reaktif
(lihat pula: karbena), sehingga teori ikatan valensi saja tidak cukup untuk
menjelaskan keberadaan CH4.
Lebih lanjut lagi, orbital-orbital keadaan dasar
tidak bisa digunakan untuk berikatan dalam CH4. Walaupun eksitasi elektron 2s
ke orbital 2p secara teori mengijinkan empat ikatan dan sesuai dengan teori
ikatan valensi (adalah benar untuk O2), hal ini berarti akan ada beberapa
ikatan CH4 yang memiliki energi ikat yang berbeda oleh karena perbedaan aras
tumpang tindih orbital. Gagasan ini telah dibuktikan salah secara eksperimen,
setiap hidrogen pada CH4 dapat dilepaskan dari karbon dengan energi yang sama.
Untuk menjelaskan keberadaan molekul CH4 ini, maka teori hibridisasi digunakan.
Langkah awal hibridisasi adalah eksitasi dari satu (atau lebih) elektron:
Proton yang membentuk inti atom hidrogen akan
menarik salah satu elektron valensi karbon. Hal ini menyebabkan eksitasi,
memindahkan elektron 2s ke orbital 2p. Hal ini meningkatkan pengaruh inti atom
terhadap elektron-elektron valensi dengan meningkatkan potensial inti efektif.
Kombinasi gaya-gaya ini membentuk fungsi-fungsi
matematika yang baru yang dikenal sebagai orbital hibrid. Dalam kasus atom
karbon yang berikatan dengan empat hidrogen, orbital 2s (orbital inti hampir
tidak pernah terlibat dalam ikatan) "bergabung" dengan tiga orbital
2p membentuk hibrid sp3 (dibaca s-p-tiga) menjadi
Pada CH4, empat orbital hibrid sp3 bertumpang
tindih dengan orbital 1s hidrogen, menghasilkan empat ikatan sigma. Empat
ikatan ini memiliki panjang dan kuat ikat yang sama, sehingga sesuai dengan
pengamatan. samadengan
Sebuah pandangan alternatifnya adalah dengan
memandang karbon sebagai anion C4−. Dalam kasus ini, semua orbital karbon
terisi:
Jika kita menrekombinasi orbital-orbital ini dengan
orbital-s 4 hidrogen (4 proton, H+) dan mengijinkan pemisahan maksimum antara 4
hidrogen (yakni tetrahedal), maka kita bisa melihat bahwa pada setiap orientasi
orbital-orbital p, sebuah hidrogen tunggal akan bertumpang tindih sebesar 25%
dengan orbital-s C dan 75% dengan tiga orbital-p C. HaL ini sama dengan
persentase relatif antara s dan p dari orbital hibrid sp3 (25% s dan 75% p).
Menurut teori hibridisasi orbital, elektron-elektron valensi metana seharusnya
memiliki tingkat energi yang sama, namun spektrum fotoelekronnya [3] menunjukkan
bahwa terdapat dua pita, satu pada 12,7 eV (satu pasangan elektron) dan saty
pada 23 eV (tiga pasangan elektron). Ketidakkonsistenan ini dapat dijelaskan
apabila kita menganggap adanya penggabungan orbital tambahan yang terjadi
ketika orbital-orbital sp3 bergabung dengan 4 orbital hidrogen.Hibrid sp2 Senyawa
karbon ataupun molekul lainnya dapat dijelaskan seperti yang dijelaskan pada
metana. Misalnya etilena (C2H4) yang memiliki ikatan rangkap dua di antara
karbon-karbonnya. Struktur Kekule metilena akan tampak seperti:
Ethene Lewis Structure. Each C bonded to two hydrogens and one double bond
between them.
Karbon akan melakukan hibridisasi sp2 karena orbtial-orbital hibrid hanya akan
membentuk ikatan sigma dan satu ikatan pi seperti yang disyaratkan untuk ikatan
rangkap dua di antara karbon-karbon. Ikatan hidrogen-karbon memiliki panjang
dan kuat ikat yang sama. Hal ini sesuai dengan data percobaan.Dalam hibridisasi
sp2, orbital 2s hanya bergabung dengandua orbital2p:
membentuk 3 orbital sp2 dengan satu orbital p
tersisa. Dalam etilena, dua atom karbon membentuk sebuah ikatan sigma dengan
bertumpang tindih dengan dua orbital sp2 karbon lainnya dan setiap karbon
membentuk dua ikatan kovalen dengan hidrogen dengan tumpang tindih s-sp2 yang
bersudut 120°. Ikatan pi antara atom karbon tegak lurus dengan bidang molekul
dan dibentuk oleh tumpang tindih 2p-2p (namun, ikatan pi boleh terjadi maupun
tidak).
Jumlah huruf p tidaklah seperlunya terbatas pada bilangan bulat, yakni
hibridisasi seperti sp2.5 juga dapat terjadi. Dalam kasus ini, geometri orbital
terdistorsi dari yang seharusnya. Sebagai contoh, seperti yang dinyatakan dalam
kaidah Bent, sebuah ikatan cenderung untuk memiliki huruf-p yang lebih banyak
ketika ditujukan ke substituen yang lebih elektronegatif.
Hibrid sp Ikatan kimia dalam senyawa seperti alkuna dengan ikatan rangkap tiga
dijelaskan dengan
hibridisasi sp.
Dalam model ini, orbital 2s hanya bergabung dengan
satu orbital-p, menghasilkan dua orbital sp dan menyisakan dua orbital p.
Ikatan kimia dalam asetilena (etuna) terdiri dari tumpang tindih sp-sp antara
dua atom karbon membentuk ikatan sigma, dan dua ikatan pi tambahan yang
dibentuk oleh tumpang tindih p-p. Setiap karbon juga berikatan dengan hidrogen
dengan tumpang tindih s-sp bersudut 180°.
Hibridisasi dan bentuk molekul
Hibridisasi, bersama dengan teori VSEPR, membantuk kita dalam menjelaskan
bentuk molekul:
• AX1 (contoh: LiH): tidak ada hibridisasi; berbentuk linear
• AX2 (contoh: BeCl2): hibridisasi sp; berbentuk Linear atau
diagonal; sudut ikatan cos−1(−1)= 180° o AX2E (contoh:
GeF2): berbentuk V, < 120°
• AX3 (contoh: BCl3): hibridisasi
sp2; berbentuk datar trigonal; sudut ikat cos−1(−1/2) =
120° o AX3E (contoh: NH3): piramida trigonal, 107°•
AX4 (contoh: CCl4): hibridisasi sp3; berbentuk tetrahedral; sudut ikat
cos−1(−1/3) ≈109.5°
• AX5 (contoh: PCl5): hibridisasi
sp3d; berbentuk Bipiramida trigonal
• AX6 (contoh: SF6): hibridisasi sp3d2; berbentuk oktahedral
(atau bipiramida persegi)
Hal ini berlaku apabila tidak terdapat pasangan elektron menyendiri (lone pair
electron) pada atom pusat. Jika terdapat pasangan elektron menyendiri, maka
elektron tersebut harus dihitung pada bagian Xi, namun sudut ikat akan menjadi
lebih kecil karena gaya tolak menolak. Sebagai contoh, air (H2O) memiliki atom
oksigen yang berikatan dengan dua H dan dua pasangan elektron menyendiri, hal
ini berarti terdapat 4 'elemen' pada O. Sehingga termasuk dalam kategori AX4
dan terdapat hibridisasi sp3.
D. ENERGI DISOSIASI
Energi disosiasi ikatan (BDE atau D0)
adalah ukuran kekuatan dari suatu ikatan kimia. Hal ini dapat didefinisikan sebagai perub ahan entalpi standar ketika suatu ikatan terbelah secara homolisis dengan reaktan dan produk reaksi homolisis
pada k(konstanta standar) Misalnya, energi disosiasi ikatan untuk satu
ikatan C–H dalam etana (C2H6)
didefinisikan dari reaksi:
CH3CH2–H → CH3' + H•
D0 = ΔH = 101.1 kkal/mol =
423.0 KJ/mol= 4.40eV (per
ikatan)
Energi disosiasi ikatan terkadang disebut sebagai entalvi disosiasi ikatan (atau entalvi ikatan ) , namun istilah ini mungkin tidak sepenuhnya setara. entalvi disosiasi ikatan biasanya merujukn pada entalvi reaksi di atas pada 298 K (kondisi standar ) dan bukan pada k serta berbeda dengan sekitar 1.5 kkal/mol (6KJ/mol ) dalam hal satu iaktan pada hidrogen dalam suatu molekul organik besar. namun demikian , namun istilah energi disosiasi ikatan dan simbol D' telah di gunakan untuk entalvi reaksi pada 298 K pula.
PERHITUNGAN YANG MELIBATKAN ENERGI
DISOSIASI Reaksi-reaksi yang melibatkan fasa gas dapat diguankan suatu hipotesis
yakni semua ikatan dalam dalam pereaksi diputuskan dan kemudian dibentuk lagi
pada hasil reaksi. Jumlah perubahan energi pemutusan ikatan dan pembentukan
ikatan menghasilkan perubahan entalpi reaksi (ΔHreaksi).
Contoh SoalHitunglah perubahan entalpi reaksi (ΔHreaksi) untuk reaksiCH4(g) +
4Cl2(g) → CCl4(g) + 4HCl(g)PenyelesaianΔH
pemutusan ikatan4 mol ikatan C-H = 4 x (+414 kJ/mol) = 1656 kJ4 mol ikatan
Cl-Cl = 4 x (+243 kJ/mol)= +972 kJΔH pembentukan ikatan4 mol ikatan C-Cl = 4
mol x (-326 kJ/mol)=-1304 kJ4 mol ikatan H-Cl = 4 mol x (-431 kJ/mol) = -1724
kJMaka entalpi reaksi (ΔHreaksi)ΔHreaksi = ΔHpemutusan
ikatan + ΔHpembentukan ikatan= +1656 kJ + 972 kJ – 1304
kJ – 1724 kJ = -400 kJ
an ikatan + ΔHpembentukan ikatan= +1656 kJ + 972 kJ – 1304 kJ –
1724 kJ = -400 kJ
Disosiasi homolitik versus
heterolitikIkatan dapat dipecah simetris atau asimetris. Yang pertama disebut
homolisis dan merupakan dasar bagi BDEs yang umum. Skema asimetris suatu ikatan
disebut heterolisis. Untuk hidrogen molekuler, alternatifnya adalah:H2 →
2 H• ΔH =
104 kkal/mol (lihat tabel di bawah)H2 → H+ +
H− ΔH =
66 kkal/mol (dalam air)
| ikatan |
Energi disosiasi ikatan pada 298 K
|
Keterangan
|
|
(kkal/mol)
|
(kJ/mol)
|
(eV/Ikatan)
|
|
C–C
|
karbon
|
83–85
|
347–356
|
3.60–3.69
|
Kuat, namun lebih lemah dari ikatan C–H
|
|
Cl–Cl
|
klorin
|
58
|
242
|
2.51
|
Diindikasikan dengan warna kekuningan dari
gas ini
|
|
Br–Br
|
bromin
|
46
|
192
|
1.99
|
Diindikasikan dengan warna kecoklatan dari
Br2
Sumber radikal Br•
|
|
I–I
|
iodin
|
36
|
151
|
1.57
|
Diindikasikan dengan warna keunguan dari I2
Sumber radikal I•
|
|
H–H
|
hidrogen
|
104
|
436
|
4.52
|
Kuat, ikatan takterpolarisasi
Dibelah hanya oleh logam dan oleh oksidan kuat
|
|
O–H
|
hidroksida
|
110
|
460
|
4.77
|
Agak kuat dibanding ikatan C–H
|
|
OH–H
|
hidroksida-h
|
64
|
268
|
2.78
|
jauh lebih lemah DARI IKATAN C-H
|
|
|
|
C–O
|
monoksida
|
257
|
1077
|
11.16
|
Jauh lebih kuat dari ikatan C–H
|
|
|
|
|
O–CO
|
dioksida
|
127
|
532
|
5.51
|
Agak lebih kuat dari ikatan C–H
|
|
|
|
|
O=O
|
oksigen
|
119
|
498
|
5.15
|
Lebih kuat dari ikatan tunggal
Lebih lemah dari banyak ikatan rangkap dua lainnya
|
|
|
|
|
N≡N
|
nitrogen
|
226
|
945
|
9.79
|
Salah satu ikatan terkuat
Energi aktivasi besar dalam produksi amonia
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Data yang ditabulasikan di atas menunjukkan
bagaimana kekuatan ikatan bervariasi di atas tabel periodik. Terdapat minat
yang besar, terutama pada kimia anorganik mengenai kekuatan relatif ikatan
dalam kelompok senyawa tertentu.
Ikatan
|
Ikatan
|
Energi disosiasi ikatan pada 298 K
|
Keterangan
|
(kkal/mol)
|
(kJ/mol)
|
(eV/Ikatan)
|
H3C–H
|
Ikatan metil C–H
|
105
|
439
|
4.550
|
Salah satu ikatan alifatik C–H terkuat
|
C2H5–H
|
Ikatan etil C–H
|
101
|
423
|
4.384
|
Agak lemah dibanding H3C–H
|
(CH3)3C–H
|
Ikatan C–H tersier
|
96.5
|
404
|
4.187
|
Radikal tersier terstabilkan
|
(CH3)2NCH2–H
|
Ikatan C–H α pada amina
|
|
380.7
|
|
Heteroatom dengan pasangan elektron
sunyi-melemahkan ikatan C-H
|
(CH2)3OCH–H
|
Ikatan C–H α pada eter
|
|
385.3
|
|
Heteroatom dengan pasangan elektron
sunyi-melemahkan ikatan C-H
THF cenderung membentuk hidroperoksida
|
CH2CH–H
|
Ikatan C–H vinil
|
111
|
464
|
4.809
|
Radikal vinil jarang
|
HC2–H
|
Ikatan C–H asetilenik
|
133
|
556
|
5.763
|
Radikal asetilenik sangat jarang
|
C6H5–H
|
Ikatan C–Hfenil
|
113
|
473
|
4.902
|
Dapat dibandingkan dengan radikal vinil,
jarang
|
CH2CHCH2–H
|
Ikatan C–Halinik
|
89
|
372
|
3.856
|
Ikatan tersebut menunjukkan kenaikan
reaktivitas
|
C6H5CH2–H
|
Ikatan C–Hbenzilik
|
90
|
377
|
3.907
|
Ikatan C–H akin hingga alilik
Ikatan tersebut menunjukkan kenaikan reaktivitas
|
H3C–CH3
|
Ikatan C–Calkana
|
83–85
|
347–356
|
3.596-3.690
|
Lebih lemah dari ikatan C–H
|
H2C=CH2
|
Ikatan C=Calkena
|
146–151
|
611–632
|
6.333-6.550
|
Sekitar 2× lebih kuat dari ikatan tunggal
C–C
|
HC≡CH
|
Ikatan rangkap tiga C≡Calkuna
|
200
|
837
|
8.675
|
Sekitar 2.5× lebih kuat dari ikatan
tunggal C–C
|
KONSEP
ASAM BASA DALAM KIMIA ORGANIK
1. ASAM
Svantae Archenius(1887) mengemukakan bahwa asam adalah
suatu zat yang apabila dilarutkan kedalam airakan menghasilkan ion hidronum (H+).
Asam yang hanya menghasilkan sebuah ion H+ disebut asam
monoprotik atau asam berbasa satu, asam yang menghasilkan dua ion H+ setiap
molekulnya disebut asam diprotik atau asam berbasa dua.
Dipandang dari jumlah ion yang dihasilkan, asam
dibedakan menjadi asam kuat, yaitu asam mudah terionisasi dan
banyak menghasilkan H+ dalam larutannya, sedangkan asam lemahmerupakan
asam yang sedikit terionisasindan menghasilkan sedikit ion H+ dalam
larutannya. Yang termasuk asam kuat antara lain; HCl, HBr, HI, H2SO4,
HNO3. DAN HCLO4.
Sifat-sifat asam:
Rasanya masam ketika dilarutkan dalam air
Asam terasa menyengat saat disentuh, terutama bila
asam tersebut adalah asam kuat
Dari segi reaktivitasnya, asam bereaksi kuat dengan
kebanyakan logam, atau bersifat korosif terhadap logam
Dari segi daya hantar listriknya, asam walaupun
tidak selalu ionik, ia bersifat elektrolit atau dapat menghantarkan arus
listrik.
2. BASA
Menurut Archenius basa adalah
suatu senyawa yang didalam air(larutan) dapat menghasilkan ion OH- .
Umumnya basa terbentukdari senyawa ion yang mengandung gugus hidroksida (OH-)
didalamnya. Berdasarkan daya hantar listriknya, basa ada yang terionisasi
sempurna dan disebut sebagai basa kuat, misalnya KOH, NaOH, Ba(OH)2 ,
dan lain-ain. Dan ada yang sedikit terionisasi dalam air yang disebut
sebagai basa lemah, misalnya NH3 dan Al(OH)3.
Sifat-sifat basa:
Rasanya pahit
1. Terasa licin seperti sabun saat disentuh
2. Dari segi reaktivitasnya, senyawa basa bersifat
kaustik yaitu dapat merusak kulit jika senyawa basa
3. tersebut berkadar tinggi
4. Basa juga merupakan senyawa elektrolit atau dapat
menghantarkan arus listrik
Jumlah molekul air yang terionisasu sangat sedikit,
maka dianggap bahwa konsentrasi H2O tetap, sehingga K [H2O] akan
memberikan harga yang tetap. K [H2O] dilambangkan dengan
Kw, atau tetapan kesetimbangan air, maka Kw = [H+] [OH-].
Harga Kw akan berubah jika suhunya berubah. Reaksi ionisasi air merupakan
reaksi endoterm, sehingga bila suhu di naikkan, maka harga Kw akan semakin
besar. Pada suhu 25 derajat celcius harga Kw adalah 10-14.
Konsentrasi ion hidronium dalam suatu larutan encer
umumnya sangat rendah, tetapi sangat menentukan sifat-sifat dari larutan,
terutama larutan dalam air. Menurut Soresen, pH merupakan fungsi negatif
logaritma dari konsentrasi ion H+ dalam suatu larutan,
dan dirumuskan sebagai
pH= -log [H+] . Dengan
analogi yang sama, untuk menentukan harga konsentrasi OH- dalam
larutan dapat digunakan rumus harga POH= - log [OH-] dan dalam
kesetimbangan air terdapat tetapan
Kw= [H+] [OH-] jadi dengan
menggunakan konsep –log = p, maka PKw=PH + POH, oleh karena pada suhu kamar Kw=
10-14, maka dapat disimpulkan PH + POH = 14
REAKSI ASAM DENGAN BASA
Adapun reaksi antara asam dan basa yang biasa
disebut reaksi netralisasi. Reaksi netralisasi adalah reaksi
antara sebuah ion H+ dan sebuah ion OH- membentuk
sebuah molekul H2O dan akan membentuk garam apabila di uapkan.
Reaksi tersebut dapat dituliskan dalam berbagai bentuk, yaitu:
a) Reaksi molekuler: HCl(aq) + NaOH(aq) --àNaCl(aq) +
H2O(l)
b) Reaksi ion, pada reaksi ini ditunjukkan keadaan
masing-masing molekul dalam larutan yang sebenarnya mengalami ionisasi.
H+ + Cl- + Na+ +
OH- -à Na+ + Cl- + H2O
Konsep Asam-Basa Bronsted dan Lowry
Menurut teori Bronsted-Lowry, asam adalah zat yang
dapat menghasilkan dan mendonorkan proton (H+) pada zat lain, sedangkan basa
adalah zat yang dapat menerima proton dari zat lain. Menurut teori ini, setiap
zat dapat berperan sebagai asam maupun basa. Bila zat tertentu lebih mudah
melepas proton, maka zat ini akan berperan sebagai asam, dan zat lainnya akan
berperan sebagai basa, dan demikin pula sebaliknya. Dalam suatu larutan asam,
air berepran sebagai basa.
HCl
+ H2O
-> Cl-
+ H3O+
Asam
basa
basa
konjugat asam
konjugat
Dalam reaksi diatas HCl dan Cl- adalah pasangan
asam-basa konjugasi yang dapat bersifat reversibel, dan dalam reaksi tersebut
air berperan sebagai basa. Namun berbeda halnya, dengan saat air bereaksi
dengan ion CO3 , ion tersebut berperan sebagai basa sehingga air berperan sebagai asam.
H2O
+ CO32-
-> OH-
+ HCO3-
Asam
basa
basa
konjugat
asam konjugat
Zat seperti air yang dapat berperan sebagai asam
atau basa disebut sebagai zat amfoter. Air adalah zat amfoter yang khas. Reaksi
antara dua molekul air akan menghasilkan ion hidronium dan ion hidroksida.
H2O
+ H2O
-> OH-
+ H3O+
Asam
basa basa
konjugat asam konjugat
Konsep asam-basa dari Bronsted-Lowry ini lebih luas daripada konsep asam-basa
Arrhenius karena hal-hal berikut :
Konsep asam-basa Bronsted-Lowry tidak terbatas
dalam pelarut air, tetapi juga menjelaskan reaksi asam-basa dalam pelarut lain
atau bahkan reaksi tanpa pelarut.
Asam-basa Bronsted-Lowry tidak hanya berupa
molekul, tetapi juga dapat berupa kation atau anion. Konsep asam-basa
ronsted-Lowry dapat menjelaskan sifat asam dari NH4Cl. Dalam NH4Cl, yang
bersifat asam adalah ion NH4+ karena dalam air dapat melepas proton.
Pasangan asam-basa setelah terjadi serah-terima
proton dinamakan asam-basa konjugasi.
Konsep Asam-Basa LEWIS
Teori asam basa Lewis
Asam menurut Lewis adalah zat yang dapat menerima
pasangan electron (akseptor pasangan electron)
Basa menurut Lewis adalah zat yang dapat memberikan
pasangan electron (donor pasangan electron).
Contoh: reaksi asam basa antara larutan HCl dan
NaOH menurut teori Arhenius dapat dijelaskan dengan menggunakan teori Lewis
Reaksi antara larutan HCl dan NaOH ;
HCl(aq) + NaOH(aq)
↔ NaCl(aq) + H2O(l)
Untuk menjelaskan reaksi ini menggunakan teori
Lewis, nyatakan reaksi sebagai reaksi ion:
HCl ↔ H+ + Cl-
NaOH ↔ Na+ + OH-
NaCl ↔ Na+ + Cl-
H2O
Reaksi ion bersihnya adalah :
H+ + OH-↔ H2O(l)
Ikatan kovalen koordinasi antara H dan O yang
terbentuk akibat transfer sepasang elektron dari OH- ke H+
Sebagai contoh lain; reaksi yang terjadi pada NH3
dan BF3 yang dapat ditulus dengan persamaan:
NH3 + BF3 → F3B-NH3
pada reaksi diatas NH3 dapat di katakan basa karna memiliki sepasang elektron bebas. sedangkan BF3 kekurangan elektron sehingga kedua senyawa tersebut saling bereaksi melalui sepasang bebas yang di gunakan bersama. berdasarkan kemampuan mengion nya baik asam maupun basa dapat di bedakan kekuatannya, yaitu asam kuat dan asam lemah serta asam kuat dan basa lemah
Membandingkan efek struktur terhadap keasaman
Umumnya muatan negatif akan stabil
apabila muatan terdelokalisir pada ruangan
yang lebih besar atau atom yang lebih banyak.
Artinya, molekul dengan atom yang mengikat
muatan negatif lebih banyak akan lebih stabil
daripada satu atom yang mengikat muatan
negatif. Hall-hal pokok dalam menentukan kestabilan
muatan negatif adalah:
9• Elektronegatifitas atom yang bermuatan negatif
Muatan negatif lebih memilih berikatan unsur yang
elektonegatif daripada unsur
elektropositif. Itulah sebabnya mengapa air lebih
asam daripada amonia, karena oksigen
lebih elektronegatif dibandingkan nitrogen.
• Ukuran atom yang bermuatan negatif
Muatan negatif lebih suka berikatan dengan atom
yang berukuran besar, karena ruangan
yang tersedia lebih besar, sehingga akan lebih
stabil. HI lebih asam dibandingkan dengan
HF, walaupun F
lebih
elektronegatif dibandingkan I
. Ion I
jauh lebih
besar
dibandingkan F
, sehingga muatan negatifnya lebih stabil. Maka
pada golongan halida,
kekuatan asam bertambah dari HF, HCl. HBr dan HI
yang terkuat.
• Kestabilan resonansi
Kestabilan basa konjugasi dari fenol terjadi karena
anion dapat mendelokalisir muatan
negatif ke sepanjang cincin dengan cara resonansi.
Pada sikloheksanol, tidak terjadi
resonansi, sehingga kekuatan asamnya jauh
lebih kecil dibandingkan fenol.
• Kestabilan muatan negatif karena berdekatan
dengan atom yang elektronegatif.
Keberadaan
grup elektronegatif di dekat atom
hidrogen juga akan meningkatkan
keasaman, karena
akan menstabilkan muatan negatif. Misalkan pada substitusi hidrogen
pada asam
asaetat dengan klor, membuat molekul ini lebih asam 100 kali lipat. Hal ini
disebabkan
oleh atom klor yang elektronegatif akan mendorong kerapatan elektron ke
arah oksigen,
sehingga oksigen tidak menanggung semua muatan negatif sendirian.
REAKSI ASAM BASA PADA SENYAWA KARBON
Reaksi
–reaksi yang terjadi dalam kimia organik ada yang merupakan reaksi asam – basa.
Mekanisme reaksi ini juga merupakan cara yang baik untuk melihat hubungan
antara struktur molekul dan kereaktifannya, reaksi asam – basa juga dapat
menggambarkan peran pelarut yang sangat penting dalam reaksi kimia. Beberapa
konsep asam – basa yang paling banyak dikenal adalah konsep dari Bronsteed
–Lowrey dan Lewis.
Menurut
teori Bronsted – Lowry,
asam adalah
suatu zat yang dapat memberikan H+ (proton) dan
basa adalah
suatu zat yang dapat menerima proton.
Contohnya,
perhatikan reaksi yang terjadi pada gas klorida yang dilarutkan dalam air.
Molekul
atau ion yang terbentuk dari asam yang kehilangan proton disebut basa
konjugasi. Kebanyakan asam adalah netral, maka basa konjugasi dari sebagian
besar asam bermuatan negatif, karena asam tersebut kehilangan proton.
Sedangkan
molekul atau ion yang terbentuk dari basa yang menerima proton disebut asam
konjugasi.
Menurut
Teori Lewis
asam adalah
suatu zat yang dapat menerima pasangan elektron (akseptor elektron). Contoh assam lewis adalah H+,B2H6,BF3,ALF3, ION logam transisi yang bisa membentuk ion kompleks seperti FE2+,CU2+,ZN2+, dan sebagainya.
Sedangkan basa adalah
suatu senyawa yang dapat memberikan pasangan elekron (donor elektron). contoh basa lewis adalah ion halida (cl-,f,br dan i- ) ammonia, ion hidroksida. molekul air , senyawa yang mengandung air, senyawa yang mengandung N,O,atau S. senyawa golongan eter, ketone, molekul, CO2 dan lain-lain.
elektron adalah partikel subatom yang bermuatan negatif dan umumnya di tulis sebagai e-.
Menurut
teori Lewis, asam bukan hanya proton, tetapi banyak spesies lain yang dapat
bersifat sebagai asam, seperti alumunium klorida dan boron trifluorida.
permasalahan : cara menentukan panjang ikatan dan sudut ikatan ? terimakasih
DAFTAR PUSTAKA