Keasaman dan Kebasaan Senyawa Organiki

Derajat Keasaman dan kebasaan (pH dan pOH)

Berdasarkan teori asam basa Arhenius, suatu larutan dapat bersifat asam, basa atau netral tergantung pada konsentrasi ion H+ atau ion OH– dalam larutan tersebut. Larutan akan bersifat asam apabila konsentrasi H+ lebih dominan dari konsentrasi ion-ion yang lain, larutan bersifat basa jika konsentrasi ion OH– lebih dominan dari konsentrasi ion yang lainnya dan suatu larutan memiliki sifat netral jika konsentrasi H+ dan konsentrasi OH– dalam larutan sama banyak (Linsley,1995).

Derajat Keasaman dan Kebasaan (pH) merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa sesuatu larutan yang juga merupakan satu cara untuk menyatakan konsentrasi ion H⁺. Dalam penyediaan air, pH merupakan satu faktor yang harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat keasaman dari air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan dilakukan, misalnya dalam melakukan koagulasi kimiawi, pelunakan air (water softening) dan pencegahan korosi (Asdak, 1995).  

Konsentrasi ion H⁺ dan ion OH^– umumnya dalam sauatu larutan sangat keci. Untuk menghindari penggunaan bilangan yang sangat kecil digunakan skala pH atau derajat keasaman untuk menyatakan konsentrasi ion H⁺ dan OH^– dalam larutan. Harga pH berkisar antara 0 sampai 14. Skala pH (pH = potenz Hydrogen) dikenalkan oleh Sorensen ahli kimia Denmark pada tahun 1909. pH menyatakan konsentrasi H+ yang ada di dalam larutan, yang dirumuskan sebagai berikut:

𝐩𝐇=𝐥𝐨𝐠 𝟏[𝐇⁺]𝐚𝐭𝐚𝐮 𝐩𝐇=−𝐥𝐨𝐠𝐇⁺

Sesuai dengan cara di atas, maka banyaknya OH– dalam suatu larutan dapat diukur

𝐩𝐎𝐇=𝐥𝐨𝐠 𝟏[𝐎𝐇‾] 𝐚𝐭𝐚𝐮 𝐩𝐎𝐇=−𝐥𝐨𝐠 [𝐎𝐇‾]

mengingat pada suhu 25 °C, Kw = [H⁺][OH^–] dan harga Kw =1,0 x 10^-14 maka pada suhu 25 °C

pKw             = 14.

pKw             = pH + pOH

– log Kw       = - log [H+] + - log [OH–]

– log 10-14   = - log [H+] + [OH–]

14 = pH + pOH atau pH = 14 – pOH atau pOH = 14 – pH

Seperti yang telah disinggung suatu larutan bersifat netral bila jumlah H⁺ dan OH^– yang sama. Air murni pada suhu 25 °C [H⁺] = [OH^-] = 1,0 x 10^-7, maka

pH atau pOH = - log 10^-7 = 7 – log 1,0 = 7

Karena konsentrasi H⁺ dan OH^– yang sama air dikatakan bersifat netral dan memiliki pH=7. Secara ringkas keasaman atau kebasaan suatu larutan dapat dinyatakan sebagai berikut.

·         Jika pH 7 larutan bersifat netral

·         Jika pH lebih kecil dari 7 lartuan bersifat asam

·         Jika pH lebih besar dari 7 larutan bersifat basa

Harga pOH hanya ada dalam hitungan, jarang orang menyebut harga pOH dibanding pH meskipun larutan tersebut bersifat basa. Hubungan antara [H3O⁺], [OH^–]. pH dan pOH untuk larutan asam, basa dan netral pada suhu 25 °C, dapat diringkas seperti yang tertera pada Tabel.1

Tabel 1. Keasaman dan Kebasaan

Di dalam laboratorium, selain dengan cara menghitung konsentrasi H⁺, pH suatu larutan dapat ditentukan secara langsung menggunakan pH meter dan indikator universal. Indikator universal menyerupai kertas lakmus tetapi perubahan warna yang terjadi dapat dicocokkan dengan pita warna yang tertera pada kotaknya, sehingga pH larutan yang diukur langsung diketahui.

Menentukan pH Asam dan Basa Kuat

Untuk asam dan basa kuat, dalam air akan terionisasi sempurna menjadi ion-ionya sehingga α = 1. Jika diketahui konsentrasinya, pH suatu larutan asam atau basa kuat dapat ditentukan.

Menentukan pH asam dan bassa lemah

Untuk asam dan basa lemah, dalam air hanya sebagian yang terionisasi menjadi ion-ionya sehingga α ≠ 1. Untuk menentukan pH asam dan basa lemah dapat digunakan persamaan ionisasi untuk asam dan basa lemah monovalen, yakni

H⁺ = Ka . HA atau [H⁺]= Ka .Ca

dan

OH‾ = Kb .[LOH] atau OH‾ = Kb .Cb

Pada tahun 1887 S. Arrhenius mengajukan suatu teori yang menyatakan bahwa apabila suatu elektrolit melarut, sebagian dari elektrolit ini terurai menjadi partikel negative yang disebut ion. Teori ini berhasil menjelaskan beberapa hal misalnya elektrolisis dan hantaran elektrolit.

Menurut Arrhenius, asam merupakan zat yang dalam air melepaskan ion H⁺, sedangkan basa merupakan zat yang dalam air melepaskan ion OH^-. Jadi, menurut Arrhenius, pembawa sifat asam adalah ion H⁺, sedangkan pembawa sifat basa adalah ion OH^-. Jika asam Arrhenius dirumuskan denga HxA, di dalam air asam itu akan mengalami ionisasi sebagai berikut.

HxA_(aq) → xH⁺ _(aq)+ AX- _(aq)

Basa Arrhenius merupakan hidroksida logam, M(OH)x, yang di dalam air membebaskan ion hidroksida (OH-) sesuai dengan persamaan reaksi berikut

M(OH)x_(aq) → Mx⁺_(aq) + x OH^-_(aq)

Deybe dan Huckel (1923) dan onsager (1927) merevisi teori ion yang telah disajikan Arrhenius. Menurut mereka elektrolit kuat selalu terurai sempurna menjadi ion. Sebelum W. Ostwald dan Arrhenius menjelaskan penguraian elektrolit, orang telah berusaha mendefenisikan asam dan basa. Rasa masam dan pengauh terhadap zat warna tumbuh-tumbuhan, merupakan sifat asam. Sifat yang dimiliki sabun adalah alkali. Akhirnya orang menggunakan istilah basa sebagai pengganti alkali yang sifatnya berlawanan dengan asam. Basa didefenisikan sebagai zat yang dapat bereaksi dengan asam membentuk garam (Achmad, 1996).

Asam dan basa didefenisikan oleh ahli kimia berabad-abad yang lalu dalam sifat-sifat larutan air mereka. Dalam pengertian ini suatu zat yang larutan airnya berasa asam, memerahkan lakmus biru, bereaksi dengan logam aktif untuk membentuk hidrogen, dan menetralkan basa. Dengan mengikuti pola yang serupa, suatu basa didefenisikan sebagai zat yang larutan airnya berasa pahit, melarutkan lakmus merah trasa licin sabun, dan menetralkan (Achmad, 1996).

Setiap zat atau senyawa mempunyai sifat asam, basa, atau netral. Kita dapat menentukan apakah zat atau senyawa tersebut asam, basa atau netral dengan menggunakan indikator. Indikator ini dapat berupa indikator universal atau lakmus biru, lakmus merah yang dimuat di laboratorium, atau juga dapat menggunakan indikator asam basa dengan bahan dari alam, seperti bunga kembang sepatu, bunga bogenuil, bunga mawar, kunyit dan sebagainya. Zat warna dari bahan – bahan tersebut memberi warna yang berbeda dalam larutan asam, basa, maupun netral.(Ripani, 2009)

Teori asam basa menurut Archenius

Asam adalah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion H⁺. Dan basa adalah senyawa yang dalam larutannya menghasilkan ion OH^-.

Menurut Brousted-Lowry, asam adalah proton donor, sedangkan basa adalah proton acceptor. Contoh :

1) HAc_(aq) + H₂O_(l) ¬ H₃O_(aq) + Ac_(aq)

     Asam 1     Basa 2     Asam -2   Basa -1

HAc dengan Ac merupakan pasangan asam basa konjugasi.

H₃O dengan H₂O ¬ NH_4(aq) + OH_(aq)

  Asam -1    Basa -2      Asam -2      Basa -1

H₂O dengan OHmerupakan pasangan asam basa konyugasi.

NH₄ dengan NH₃ merupakan pasangan asam basa konyugasi.

Pada kedua contoh diatas, terlihat bahwa air dapat bersifat sebagai asam (proton donor), dan zat/ion/spesi dapat bersifat amfiprotik (basa).

Indikator alami hanya bisa menunjukkan apakah zat atau senyawa tersebut bersifat asam atau basa, tetapi tidak dapat menunjukkan nilai pH-nya (Brandy, TE-Putjamaka & Sumina.1994.Kimia Universitas Asas dan Struktur.Jakarta)

Indikator buatan untuk mengidentifikasi asam, basa, dan garam, antara lain kertas lakmus, kertas indikator, bahan indikator, dan pH meter. Bagaimana kertas lakmus dapat digunakan untuk menentukan sifat asam, basa, dan garam? Kertas lakmus ada dua jenis yaitu kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru. Kertas lakmus merah jika dicelupkan dalam larutan asam maka akan tetap berwarna merah begitu juga jika dicelupkan dalam larutan netral atau garam. Akan tetapi kertas lakmus merah akan berwarna biru jika dicelupkan dalam larutan basa. Adapun kertas lakmus biru akan berwarna merah jika celupkan dalam larutan asam, tetapi akan tetap berwarna biru jika dicelupkan dalam larutan basa atau netral.

Hubungan Tingkat keasaman dengan pH

Tingkat keasaman suatu larutan berbanding terbalik dengan nilai pH. Artinya, semakin asam larutan, maka semakin kecil nilai pH nya, dan sebaliknya. Hal itu terjadi karena pH dan konsentrasi ion H⁺ dihubungkan dengan tanda negative. Selanjutnya, karena bilangan dasar logaritma adalah 10, maka larutan yang nilai pHnya berbeda sebesar n mempunyai n perbedaan konsentrasi ion H⁺ sebesar 10 pangkat n. Semakin besar konsentrasi ion H⁺, semakin kecil nilai pH. Larutan dengan pH = 1 adalah 10 kali lebih asam daripada larutan dengan pH=2.

pOH

Konsentrasi ion OH^- dapat dinyatakan dengan cara yang sama,yaitu pOH.

pOH = -log [OH^-]

Meskipun nilai [OH^-] dapat dinyatakan dengan pOH, tingkat kebasaan lazimnya juga dinyatakan dengan pH.Larutan basa mempunyai pH > 7. Semakin tinggi pH, semakin bertambah sifat basa. Larutan dengan pH = 13 ( pOH = 1 ) adalah 10 kali lebih basa dari larutan dengan pH = 12 ( pOH = 2 ).


Pertanyaan: 
1. Hukum apa saja yang berkaitan dengan asam dan basa ?
2. Apa pengaruh kosentrasi dengan pH atau pOH ?

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia. 1996. Kimia Larutan. Bandung: PT. Citra Aditya Bakti.

Keenan, dkk. 1977. Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Pudjaatmaka, Aloysius Hadyana.1980. Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Brandy, T.E, Putjamaka dan Sumiha.1994.Kimia Universitas Asas dan Struktur.Jakarta : Erlangga.

Khaerunisa. 2013. Makalah Laporan Hasil Praktikum Asam-Basa. Jakarta : Erlangga

Raymond Chang.2004. Kimia Dasar. Jakarta : Erlangga.