Teori Asam Basa: Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis + Contoh Soalnya

Teori asam basa terdiri atas 3 teori yang dijelaskan para ahli seperti teori Arrhenius, Bronsted-Lowry dan Lewis, selengkapnya akan dibahas disini.

Asam basa merupakan larutan elektrolit dan juga memiliki ciri khas tersendiri, seperti asam memiliki rasa masam contohnya cuka dapur, vitamin C, maupun jeruk nipis.

Sedangkan basa memiliki rasa pahit dan licin jika dipegang, seperti detergen, pasta gigi, maupun kapur sirih.

Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, terdapat beberapa para ahli yang menjelaskan sifat asam dan basa melalui sebuah teori secara rinci. Setidaknya, ada 3 teori asam basa menurut para ahli antara lain Teori Arrhenius, Teori Bronsted-Lowry, Teori Asam Basa Lewis.

Teori Asam Basa Arrhenius

Teori pertama ini dikemukakan seorang ahli kimia dari Swedia yaitu Svante Arrhenius yang menghubungkan sifat keasaman dengan ion hydrogen (H⁺) pada tahun 1884. Menurut Arrhenius, definisi dari asam dan basa, yaitu:

Asam adalah senyawa yang bila dilarutkan dalam air melepaskan ion H+.

Basa adalah senyawa yang bila dilarutkan dalam air melepaskan ion OH−.

Misalnya asam klorida (HCl) dan asam asetat (CH₃COOH). Dengan persamaan reaksi dari asam klorida dan asam asetat sebagai berikut:

HCl (aq) → H⁺ (aq) + Cl (aq)

CH₃COOH (aq) → Ch₃COO^– (aq) + H⁺ (aq)

Berdasarkan persamaan reaksi tersebut maka ciri khasnya adalah dalam pelarut air zat tersebut mengion menjadi hidrogen yang bermuatan positif dengan lambing H⁺ dan ion yang bermuatan negative akan disebut dengan sisa asam.

Berbeda halnya dengan metana (CH4) yang bukan asam Arrhenius karena tidak dapat menghasilkan ion H+ dalam air meskipun memiliki atom H.

Disamping itu, basa Arrhenius adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion OH^–. Misalnya natrium hidroksida (NaOH) dan ammonium hidroksida (NH₄OH). Dimana, persamaan reaksi basa tersebut antara lain:

NaOH (aq) → Na⁺ (aq) + OH^– (aq)

NH₄OH (aq) → Nh₄⁺ (aq) + OH^– (aq)

Basa yang dalam larutan banyak menghasilkan ion OH- disebut basa kuat, sedangkan yang sedikit menghasilkan ion OH- disebut dengan basa lemah. Tidak semua senyawa yang dalam rumus kimianya terdapat gugus hidroksida termasuk golongan basa.

Teori Asam Basa Brønsted–Lowry

Pada tahun 1923, ahli kimia Johannes Nicolaus Bronsted dan Thomas Martin Lowry mengembangkan definisi asam dan basa berdasarkan kemampuan (donor) atau menerima (akseptor) proton (ion H⁺).

Menurut konsep Bronsted dan Lowry, zat yang memiliki kecenderungan untuk menyumbangkan ion H+ pada zat lain adalah asam. Sedangkan zat yang memiliki kecenderungan untuk menerima ion H+ dari zat lain adalah basa. Sehingga definisi asam basa Brønsted–Lowry sebagai berikut:

Asam adalah donor proton.

Basa adalah akseptor proton.

Senyawa yang dapat bertindak sebagai asam basa Bronsted-Lowry disebut amfoter. Seperti reaksi HCl dan NH3 berikut:

HCl (aq) + NH₃ (aq)   →        NH₄⁺ (aq)        +          Cl^–(aq)

(asam)        (basa)                   (asam konjugasi)         (basa konjugasi)

Pada reaksi tersebut, asam klorida (HCl) menyumbangkan proton (H⁺) pada ammonia (NH₃) dan membentuk ion ammonium yang bermuatan positif (NH₄⁺) dan ion klorida yang bermuatan negatif (CI^–). Sehingga NH3 merupakan basa Bronsted – Lowry karena menerima proton.

Pada bagian produk, Cl- disebut dengan basa konjugasi dari HCl dan NH₄⁺ disebut dengan asam konjugasi dari basa NH₃.

Keunggulan teori Brønsted–Lowry dibanding teori Arrhenius yaitu dapat menjelaskan reaksi-reaksi asam–basa dalam fase gas, padat, cair, larutan dengan pelarut selain air, ataupun campuran heterogen.

Sebagai contoh, reaksi antara gas NH3 (basa) dan gas HCl (asam) membentuk asap NH4Cl.

NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)

Beberapa zat dapat bertindak sebagai asam, namun juga dapat sebagai basa pada reaksi yang lain, misalnya H2O, HCO3−, dan H2PO4−. Zat demikian disebut amfiprotik.

Suatu zat amfiprotik (misalnya H2O) akan bertindak sebagai asam bila direaksikan dengan zat yang lebih basa darinya (misalnya NH3) dan bertindak sebagai basa bila direaksikan dengan zat yang lebih asam darinya (misalnya HCl).

Teori Asam Basa Lewis

Pada tahun 1923, G. N. Lewis mengemukakan teori asam basa yang lebih luas dibanding kedua teori sebelumnya yaitu dengan menekankan pada pasangan elektron yang berkaitan dengan struktur dan ikatan. Menurut definisi asam basa Lewis,

Asam adalah akseptor pasangan elektron.

Basa adalah donor pasangan elektron.

Berdasarkan teori Lewis, asam yang berperan sebagai spesi penerima pasangan elektron tidak hanya H+. Senyawa yang memiliki orbital kosong pada kulit valensi seperti BF3 juga dapat berperan sebagai asam.

Misalnya pada reaksi BF3 dan NH3 yang merupakan reaksi asam–basa, di mana BF3 sebagai asam Lewis dan NH3 sebagai basa Lewis. NH3 memberikan pasangan elektron kepada BF3 sehingga membentuk ikatan kovalen koordinasi antara keduanya.

Kelebihan teori asam basa Lewis yaitu dapat menjelaskan reaksi-reaksi asam–basa lain dalam fase padat, gas, dan medium pelarut selain air yang tidak melibatkan transfer proton.

Misalnya, reaksi-reaksi antara oksida asam (misalnya CO2 dan SO2) dengan oksida basa (misalnya MgO dan CaO), reaksi-reaksi pembentukan ion kompleks seperti [Fe(CN)6]3−, [Al(H2O)6]3+, dan [Cu(NH3)4]2+, dan sebagian reaksi dalam kimia organik.

Contoh Soal dan Pembahasan

Tentukan manakah asam dan basa dalam reaksi asam–basa berikut dengan memberikan alasan yang didasarkan pada teori asam basa Arrhenius, Brønsted–Lowry, atau Lewis.

1. HCN(aq) + H2O(l) ⇌ CN−(aq) + H3O+(aq)

2. Ni2+(aq) + 4CN−(aq) ⇌ [Ni(CN)4]2−(aq)

Jawab:

1. Teori asam basa Arrhenius, HCN adalah asam Arrhenius sebagaimana HCN akan melepaskan ion H+ jika dilarutkan dalam air.

Menurut teori Brønsted–Lowry, HCN adalah asam Brønsted–Lowry karena mendonorkan proton (H+) sehingga menjadi ion CN− sedangkan H2O adalah basa Brønsted–Lowry karena menerima proton sehingga membentuk ion H3O+.

Menurut teori Lewis, H2O adalah basa Lewis karena mendonorkan pasangan elektron kepada ion H+ yang berasal dari molekul HCN membentuk ion H3O+ sedangkan H+ dari HCN adalah asam Lewis karena menerima pasangan elektron dari atom O pada H2O.

2. Teori Arrhenius dan teori Brønsted–Lowry tidak dapat menjelaskan reaksi ini.

Berdasarkan teori Lewis, CN− adalah basa Lewis karena mendonorkan pasangan elektron kepada ion Ni2+ sehingga terbentuk ikatan kovalen koordinasi sedangkan Ni2+ adalah asam Lewis karena menerima pasangan elektron dari CN−.

Referensi:

• studiobelajar.com
• kelaspintar.id
• ilkimia.com