KI 3231 Kereaktifan asam-basa Konsep Asam-Basa
advertisement
KI 3231 Kereaktifan asam-basa Konsep Asam-Basa Bronsted & Lowry: asam adalah donor proton, basa adalah akseptor proton Lux-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 Pelarut NH4+ + asam H3+SO4+ asam NH4+ asam H3O+ + asam NH2 basa + HSO4- basa + S2 basa OHbasa 2NH3 produk netral 2H2SO4 produk netral NH3 + HSbasa 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+ Generalisasi Konsep Asam-Basa Asam: Donasi spesi positif ion hidrogen kation pelarut Basa : Donasi spesi negatif pasangan elektron ion oksida anion pelarut Generalisasi Konsep Asam-Basa KeAsaman: karakter positif yang dapat direduksi ketika bereaksi dengan basa KeBasaan : karakter negatif yang dapat direduksi ketika bereaksi dengan asam Kekuatan Asam HA(aq) + H2O A- (aq) + H3O+ K = [H3O]+ [A]-/ [HA] [H2O] Ka = [H3O]+ [A]-/ [HA] HClO4 Ka = 1010 HCl Ka = 107 H2SO4 Ka = 102 H3PO4 Ka1 = 7,5 x 10-3 H2S Ka1 = 9,1x 10-8 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 a ~1 Untuk asam lemah, [H+] dipengaruhi nilai Ka TUTORIAL-4 Hitung pH larutan berikut 1. HCl 0,1M sebanyak 100ml 2. HCl 0,1M 100mL + air 100 mL 3. HCl 0,1M 100mL + NaCl 0,1M 100mL 4. HCl 0,1M 100mL + NaOH 0,1M 100mL 5. HCl 0,1M 100mL + NH4OH 0,1M 100mL 6. HCl 0,1M 100mL + HOAc 0,1M 100mL 7. HCl 0,1M 100mL + NaOAc 0,1M100mL 8. HCL 0,1M 100mL + NH4OH 0,1M 300mL TUTORIAL-4 lanjutan Jelaskan apakah zat berikut bersifat asam atau basa 1. NaH2PO4 2. Na2HPO4 3. Na3PO4 Diketahui H3PO4, 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 (ii) E(OH2)n [H2O-E-OH2]x asam hidroksi notasi (iii) Si(OH)4 E(OH)n [HO-E-OH] asam oksi H2SO4 notasi O=E-OH hubungan ([H2O-E-OH2]x[HO-E-OH] O=E-OH asam 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 p=2 H2SO4 pKa = -2 p=3 HClO4 pKa = -10 (2)=7,4 (3)=12,7 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+ + HSO4Tahap-2 HSO4- + H2O H3O+ + SO42(0,1-x) (0,1 +x) [HSO4- ] yang terionisasi = x Pers 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 +OH0,1-x x x K =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 kompleks A(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 + RATB Drago et al: JACS 1990, 112, 8953-61; ibid. 1991, 113, 1970-77 Asam-basa keras lunak Dikemukakan oleh R.G. Pearson Dikembangkan oleh Ahrland, Chatt & Davies Pada kompleks halida, atas dasar Kf kompleks Asam keras (a) ikatan I-<Br- <Cl- < FAsam 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, lunak Atas dasar kestabilan termodinamika kompleks Urutan 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 Keras Asam lunak cenderung berikatan dengan Basa lunak. Polarisabilitas Ionik keras kovalen lunak Potensial ionik KATION Perbandingan muatan vs ukuran ion ukuran Li+ = 17 Be2+ = 64 Na+ = 10 Mg2+ = 31 K+ = 8 Ca2+ = 20 B3+ = 150 Al3+ = 60 Ga3+ = 48 muatan Anion lunak Muatan anion besar, ukuran besar I, 2Se dan 33As dan P 2Te 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 aseton benzen eter DMSO etanol piridin air DN 17 0.1 19.2 29.8 19.0 33 18 Makin tinggi nilai DN makin basa Makin tinggi nilai AN makin asam AN 12.5 8.2 3.9 19.3 37.1 14.2 54.8 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.