KI 3231

Kereaktifan asam-basa

Konsep Asam-Basa Bronsted & Lowry: asam adalah donor

proton, basa adalah akseptor protonLux-Flood: pada sitim leburan oksida.

Basa adalah donor oksida, asam adalah akseptor oksida

Sistem Pelarut: Asam adalah spesi yang meningkatkan konsentrasi kation khas pelarut tsb, basa adalah spesi yang meningkatkan anion khas pelarut tsb.

Contoh

2 H2O H3O+ + OH-

Pelarut asam basaNH4

+ + NH2- 2NH3

asam basa produk netralH3

+SO4+ + HSO4

- 2H2SO4 asam basa produk netralNH4

+ + S2- NH3 + HS- asam basa basa asam

Konsep Asam-Basa

Lewis: Basa adalah donor pasangan elektron, asam adalah akseptor pasangan elektron

R3N + :BF3 R3NBF3

4CO + Ni Ni(CO)4

2L + SnCl4 SnCl4L2

2NH3 + Ag+ Ag(NH3)2+

GeneralisasiKonsep Asam-Basa

Asam: Donasi spesi positif ion hidrogen kation pelarut

Basa : Donasi spesi negatif pasangan elektron ion oksida anion pelarut

GeneralisasiKonsep Asam-Basa

KeAsaman: karakter positif yang dapat direduksi ketika bereaksi dengan basa

KeBasaan : karakter negatif yang dapat direduksi ketika bereaksi dengan asam

Kekuatan AsamHA(aq) + H2O A- (aq) + H3O

+

K = [H3O]+ [A]-/ [HA] [H2O]

Ka = [H3O]+ [A]-/ [HA]

HClO4 Ka = 1010 H3PO4 Ka1 = 7,5 x 10-3

HCl Ka = 107 H2S Ka1 = 9,1x 10-8

H2SO4 Ka = 102 HCN Ka = 4,9 x 10-10

Untuk asam berbasa banyak terdapat beberapa harga Ka dan umumnya Ka1 >Ka2>Ka3 dst, artinya keasamannya makin menurun.

Derajat keasaman

Disebut pH = - log [H+]

Untuk asam kuat dengan Ka >>> [H+] = [asam] asumsi ~1

Untuk asam lemah, [H+] dipengaruhi nilai Ka

TUTORIAL-4 Hitung pH larutan berikut1. HCl 0,1M sebanyak 100ml2. HCl 0,1M 100mL + air 100 mL3. HCl 0,1M 100mL + NaCl 0,1M 100mL4. HCl 0,1M 100mL + NaOH 0,1M 100mL5. HCl 0,1M 100mL + NH4OH 0,1M 100mL

6. HCl 0,1M 100mL + HOAc 0,1M 100mL7. HCl 0,1M 100mL + NaOAc 0,1M100mL8. HCL 0,1M 100mL + NH4OH 0,1M

300mL

TUTORIAL-4 lanjutan Jelaskan apakah zat berikut bersifat

asam atau basa1. NaH2PO4

2. Na2HPO4

3. Na3PO4

DiketahuiH3PO4, Ka1 =7,1x10-3, Ka2 = 6,2x10-8

dan Ka3= 5,0x10-13

Jenis Asam

(i) asam aqua

[Fe(OH2)63+ + H2O [Fe(OH2)5OH]2+ + H3O+

notasi E(OH2)n [H2O-E-OH2]x

(ii) asam hidroksi Si(OH)4

notasi E(OH)n [HO-E-OH]

(iii) asam oksi H2SO4

notasi O=E-OH

hubungan

([H2O-E-OH2]x[HO-E-OH] O=E-OHasam aqua -2H+ asam hidroksi -H+

asam oksi

Asam oksi

Mengandung 1 inti:

•asam karbonat O=C(OH)2

•asam nitrat O=N(OH)

•asam fosfat O=P(OH)3

•asam sulfat O2=S(OH)2

satu inti yaitu C, N, P dan S

Asam oksi tersubstitusi

a. Substitusi gugus hidroksil oleh gugus lain

asam fluorofosfat O2SF(OH)

gugus OH dari asam sulfat diganti F

asam aminosulfat O2S(NH2)(OH)

gugus OH diganti NH2

b. Substitusi terjadi pada gugus OKSI, asam tiosulfat H2S2O3,

satu O disubstitusi oleh S.

Kekuatan Asam oksi i. Asam oksi OpE(OH)q memiliki pKa sekitar 8-5p

bila p = 0 maka pKa = 8

bila p = 1 (satu gugus oksi) maka pKa = 3 dst.

bertambahnya pKa, asam tersebut makin lemah.

ii. bila q > 1 perbedaan pKa sekitar 5 satuan

p = 0 H-O-Cl pKa = 7,2

p = 1 H3PO4 pKa(1) =2,1 (2)=7,4 (3)=12,7

p = 2 H2SO4 pKa = -2

p = 3 HClO4 pKa = -10

TUTORIAL-5.1

Hitung konsentrasi semua spesi yang mungkin ada pada asam sulfat 0,1M diketahui Ka1 = 102 dan Ka2 =1,2x10-2

[H2SO4] =

[HSO4-] =

[SO42-] =

[H3O+] =[OH-] =

Hitung pH asam sulfat 0,1M

Tahap-1 H2SO4 + H2O H3O+ + HSO4-

Tahap-2 HSO4- + H2O H3O+ + SO4

2-

(0,1-x) (0,1 +x)[HSO4

- ] yang terionisasi = xPers K2 =(0,1+x)(x)/(0,1-x) = 1,2x10-2 Pers kuadrat, x= 0,01[H2SO4] ~ 0[HSO4

-] = 0,1-0,01 =0,09M[SO42-] = 0,01M[H3O+] = 0,1+0,01 =0,11[OH-] = kw/0,11 = 9,1x10-14

pH =0,96 ~1

TUTORIAL-5.2

Hitung [OH-], pH dan %hidrolisis larutan NaCN 0,1M jika diketahui tetapan hidrolisis ion CN- = 2,5x10-5

reaksi CN- +H2O HCN +OH-

0,1-x x xK =x2/(0,1-x)= 2,5x10-5

x = [OH-]= 1,6x10-3 M pOH = 2,8 dan pH = 11,2%hidrolisis = [CN- ] terhidrolisis/ [CN- ]total

=1,6%

REAKSI Asam-basa Lewis •Kation logam dengan ligan

Cu2+ + :OH2 [Cu(OH2)n]2+

•Molekul oktet tak lengkap jadi lengkap

B(CH3)3 + :NH3 (CH3)3 B NH3

•Molekul netral dengan anion

CO2 + :OH- HCO3-

•Molekul yang tidak mengikuti aturan oktet

SiF4 + 2F- SiF6

Reaksi Asam-basa Lewis

•Pembentukan kompleks A + :B A-B

BF3 + :NH3 F3B-NH3

•Reaksi pendesakan: B-A + :B’ :B + A-B’

Et2O-BF3 + :NC5H5 Et2O + F3B-NC5H5.

•Reaksi metatesis (pertukaran)

A-B + A’-B’ A-B’ + A’-B

Et3SiI + AgBr Et3Si-Br + AgI

Parameter keasaman termodinamika

Asam + Basa menghasilkan kompleksA(g)+ :B(g) A-B(g)

Entalpi reaksi pembentukan A-B -H = EAEB + CACB

E =parameter interaksi elektrostatis (ionik) C = parameter interaksi kovalen

koreksi adanya transfer muatan menjadi

-H = EAEB + CACB + RATBDrago et al: JACS 1990, 112, 8953-61; ibid. 1991, 113, 1970-77

Asam-basa keras lunak

Dikemukakan oleh R.G. PearsonDikembangkan oleh Ahrland, Chatt & Davies Pada kompleks halida, atas dasar Kf kompleks

Asam keras (a) ikatan I-<Br- <Cl- < F-

Asam lunak (b) ikatan I->Br- >Cl- > F-.

Kelas (a) interaksi ion > dari kovalen Al3+ kelas (a) karena lebih ionik Hg2+ kelas (b) karena lebih kovalen

Asam-keras, lunakAtas dasar kestabilan termodinamika kompleksUrutan ikatan asam keras :

•F->>Cl->Br->I-

•R2O >> R2S

•R3N >> R3P Urutan ikatan asam lunak :

•F-<<Cl-<Br-<I- •R2O << R2S

•R3N << R3P Aturannya: Asam Keras cenderung berikatan dengan Basa KerasAsam lunak cenderung berikatan dengan Basa lunak.

Polarisabilitas

Ionik

kovalenkeras

lunak

Potensial ionik KATION

ukuran

muatan

Perbandingan muatan vs ukuran ion

Li+ = 17 Be2+ = 64 B3+ = 150Na+ = 10 Mg2+ = 31 Al3+ =

60K+ = 8 Ca2+ = 20 Ga3+

= 48

Anion lunak

Muatan anion besar, ukuran besar

I-, Se2- dan Te2- As3- dan P3-

Asam-basa pelarut

Umumnya pelarut bersifat Basa Lewis seperti air, alkohol, eter, DMSO, DMF .Kebasaan pelarut secara kuantitatif diukur dengan konsep entalpi pembentukan standar(H) kompleks Gutmann :

SbCl5 + :B Cl5Sb-B DONOR NUMBER (DN)= - H

Acceptor number(AN)

Adalah parameter keasaman pelarut.Basa standar yang digunakan: trietilfosfin oksida (C2H5)3P Yang diamati pergeseran kimia NMR 31P untuk berbagai pelarut. Skala 0 dipakai pelarut hexana dan skala 100 pada SbCl5.

DN dan AN berbagai pelarut

DN ANaseton 17 12.5benzen 0.1 8.2eter 19.2 3.9DMSO 29.8 19.3etanol 19.0 37.1piridin 33 14.2air 18 54.8

Makin tinggi nilai DN makin basaMakin tinggi nilai AN makin asam

Tutorial 6.1

1.Hitung parameter keasaman dari data yang diperoleh pada JACS

2.Buat tabel asam-basa keras dan lunak, mana yang ada pada perbatasan?

Tutorial 6.2

Molekul (CH3)2N-PF2 memiliki dua atom donor, mana yang akan berikatan dengan BH3 dan mana yang akan berikatan dengan BF3, jelaskan

Dari tabel E dan C, mana yang lebih basa (a) aseton atau DMSO(b) Dimetil sulfida atau DMSO

Mengapa sumber merkuri hanya Cinnabar HgS sedangkan sumber seng berupa sulfida, silikat, karbonat dan oksida.