TEORI ASAM, BASA DAN GARAM

Teori Asam, Basa dan Garam

Irshadi BAGASputro

DAFTAR ISI

Pembahasan	Halaman
Daftar Isi Teori Asam	i 1
Asam Asetat	6
Asam Sulfat	21
Teori Basa Teori Garam pH Kelarutan Asam & Basa	16 18 22
Kembang Sepatu sebagai Penentu Asam Basa	28
Daftar Pustaka	30

Teori Asam

Pengertian

Asam (yang sering diwakili dengan rumus umum HA) secara umum merupakan senyawa kimia yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan dengan pH lebih kecil dari 7. Dalam definisi modern, asam adalah suatu zat yang dapat memberi proton (ion H⁺) kepada zat lain (yang disebut basa), atau dapat menerima pasangan elektron bebas dari suatu basa. Suatu asam bereaksi dengan suatu basa dalam reaksi penetralan untuk membentuk garam. Contoh asam adalah asam asetat (ditemukan dalam cuka) dan asam sulfat (digunakan dalam baterai atau aki mobil). Asam umumnya berasa masam; walaupun demikian, mencicipi rasa asam, terutama asam pekat, dapat berbahaya dan tidak dianjurkan.

Berbagai definisi asam

Istilah "asam" merupakan terjemahan dari istilah yang digunakan untuk hal yang sama dalam bahasa-bahasa Eropa seperti acid (bahasa Inggris), zuur (bahasa Belanda), atau Säure (bahasa Jerman) yang secara harfiah berhubungan dengan rasa masam. Dalam kimia, istilah asam memiliki arti yang lebih khusus. Terdapat tiga definisi asam yang umum diterima dalam kimia, yaitu definisi Arrhenius, Bronsted-Lowry dan Lewis.

Arrhenius: Menurut definisi ini, asam adalah suatu zat yang meningkatkan konsentrasi ion hidronium (H₃O⁺) ketika dilarutkan dalam air. Definisi yang pertama kali dikemukakan oleh Svante Arrhenius ini membatasi asam dan basa untuk zat-zat yang dapat larut dalam air. Menurut Svante Arrhenius : asam adalah zat yang dalam air dapat melepaskan ion [H⁺]. Asam merupakan senyawa yang dapat menghasilkan ion Hidrogen [H⁺], larutan asam mempunyai rasa asam dan bersifat korosif.

Teori Dasar

Svante August Arrhenius pada tahun 1887 menyatakan bahwa : “ Molekul-molekul elektrolit selalu menghasilkan ion-ion negatif dan positif jika dilarutkan dalam air “

Selanjutnya pada tahun 1900 Svante Arrhenius mengemukakan teori yang dikenal samapi sekarang yaitu Teori Asam Basa Arrhenius. “ asam merupakan suatu senyawa yagn dapat menghasilkan ion Hidrogen [H⁺] bila dilarutkan dalam air dan Basa merupakan suatu senyawa yang dapat memberikan ion Hidroksida (OH) bila dilarutkan dalam air.

Asam

1. Asam Nitrat dalam air

HNO₃ H⁺ + NO₃

2. Asam Klorida dalam air

HCl H⁺ + Cl^-

Setiap molekul HNO₃ dan HCl hanya dapat menghasilkan 1 ion H⁺ disebut Valensi Asam. Asam semacam ini disebut juga asam monoprotik.

Asam yang setiap molekul cairnya menghasilkan 2 ion H⁺ disebut asam diprotik.

Asam yang setiap molekul cairnya menghasilkan 3 ion H⁺ disebut asam triprotik.

Asam diprotik dan asam triprotik dikelompokkan kedalam asam poliprotik.

Brønsted-Lowry: Menurut definisi ini, asam adalah pemberi proton kepada basa. Asam dan basa bersangkutan disebut sebagai pasangan asam-basa konjugat. Brønsted dan Lowry secara terpisah mengemukakan definisi ini, yang mencakup zat-zat yang tak larut dalam air (tidak seperti pada definisi Arrhenius).

Lewis: Menurut definisi ini, asam adalah penerima pasangan elektron dari basa. Definisi yang dikemukakan oleh Gilbert N. Lewis ini dapat mencakup asam yang tak mengandung hidrogen atau proton yang dapat dipindahkan, seperti besi(III) klorida. Definisi Lewis dapat pula dijelaskan dengan teori orbital molekul. Secara umum, suatu asam dapat menerima pasangan elektron pada orbital kosongnya yang paling rendah (LUMO) dari orbital terisi yang tertinggi (HOMO) dari suatu basa. Jadi, HOMO dari basa dan LUMO dari asam bergabung membentuk orbital molekul ikatan.

Walaupun bukan merupakan teori yang paling luas cakupannya, definisi Brønsted-Lowry merupakan definisi yang paling umum digunakan. Dalam definisi ini, keasaman suatu senyawa ditentukan oleh kestabilan ion hidronium dan basa konjugat terlarutnya ketika senyawa tersebut telah memberi proton ke dalam larutan tempat asam itu berada. Stabilitas basa konjugat yang lebih tinggi menunjukkan keasaman senyawa bersangkutan yang lebih tinggi.

Sistem asam/basa; tak ada perubahan bilangan oksidasi dalam reaksi asam-basa.

Sifat-sifat

Secara umum, asam memiliki sifat sebagai berikut:

1. Rasa: masam ketika dilarutkan dalam air.

2. Sentuhan: asam terasa menyengat bila disentuh, terutama bila asamnya asam kuat.

3. Kereaktifan: asam bereaksi hebat dengan kebanyakan logam, yaitu korosif terhadap logam.

4. Hantaran listrik: asam, walaupun tidak selalu ionik, merupakan elektrolit.

Sifat kimia

Dalam air, reaksi kesetimbangan berikut terjadi antara suatu asam (HA) dan air, yang berperan sebagai basa,

HA + H₂O ↔ A^- + H₃O⁺

Tetapan asam adalah tetapan kesetimbangan untuk reaksi HA dengan air:

Asam kuat mempunyai nilai K_a yang besar (yaitu, kesetimbangan reaksi berada jauh di kanan, terdapat banyak H₃O⁺; hampir seluruh asam terurai). Misalnya, nilai K_a untuk asam klorida (HCl) adalah 10⁷.

Asam lemah mempunyai nilai K_a yang kecil (yaitu, sejumlah cukup banyak HA dan A^- terdapat bersama-sama dalam larutan; sejumlah kecil H₃O⁺ ada dalam larutan; asam hanya terurai sebagian). Misalnya, nilai K_a untuk asam asetat adalah 1,8 × 10^-5.

Asam kuat mencakup asam halida - HCl, HBr, dan HI. (Tetapi, asam fluorida, HF, relatif lemah.) Asam-asam okso, yang umumnya mengandung atom pusat ber-bilangan oksidasi tinggi yang dikelilingi oksigen, juga cukup kuat; mencakup HNO₃, H₂SO₄, dan HClO₄. Kebanyakan asam organik merupakan asam lemah.

Larutan asam lemah dan garam dari basa konjugatnya membentuk larutan penyangga.

Contoh Asam

RUMUS ASAM	NAMA ASAM	REAKSI IONISASI			Keterangan	Valensi Asam
HF	Asam Flurida	HF		H+ + F-	Monoprotik
HCl	Asam Clorida	HCl		H+ + Cl-	Monoprotik	1
HBr	Asam Bromida	HBr		H+ + Br	Monoprotik	1
HI	Asam Iodida	HI		H+ + I-	Monoprotik	1
HCN	Asam Sianida	HCN		H+ + CN-	Monoprotik	1
H2S	Asam Sulfida	H2S		H+ + S2+	Diprotik	2
HNO3	Asam Nitrat	HNO3		H+ + NO3	Monoprotik	1
H2SO4	Asam Sulfat	H2SO4		H+ + SO42+	Diprotik	2
H3PO3	Asam Pospit	H2PO3		H+ + PO33-	Triprotik	3
H3PO4	Asam Pospat	H2PO4		H+ + PO43-	Triprotik	3
H2CO3	Asam Karbonat	H2CO2		H+ + CO32-	Diprotik	2
H2C2O4	Asam Oksalat	H2C2O4		H+ + C2O4	-	2

Sejarah

Sekitar tahun 1800, banyak kimiawan Prancis, termasuk Antoine Lavoisier, secara keliru berkeyakinan bahwa semua asam mengandung oksigen. Lavoisier mendefinisikan asam sebagai zat mengandung oksigen karena pengetahuannya akan asam kuat hanya terbatas pada asam-asam okso dan karena ia tidak mengetahui komposisi sesungguhnya dari asam-asam halida, HCl, HBr, dan HI. Lavoisier-lah yang memberi nama oksigen dari kata bahasa Yunani yang berarti "pembentuk asam". Setelah unsur klorin, bromin, dan iodin teridentifikasi dan ketiadaan oksigen dalam asam-asam halida ditemukan oleh Sir Humphry Davy pada tahun 1810, definisi oleh Lavoisier tersebut harus ditinggalkan.

Kimiawan Inggris pada waktu itu, termasuk Humphry Davy, berkeyakinan bahwa semua asam mengandung hidrogen. Kimiawan Swedia Svante Arrhenius lalu menggunakan landasan ini untuk mengembangkan definisinya tentang asam. Ia mengemukakan teorinya pada tahun 1884.

Pada tahun 1923, Johannes Nicolaus Bronsted dari Denmark dan Martin Lowry dari Inggris masing-masing mengemukakan definisi protonik asam-basa yang kemudian dikenal dengan nama kedua ilmuwan ini. Definisi yang lebih umum diajukan oleh Lewis pada tahun yang sama, menjelaskan reaksi asam-basa sebagai proses transfer pasangan elektron.

Asam Asetat

Pengertian

Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah senyawa kimia asam organik yang dikenal sebagai pemberi rasa asam dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C₂H₄O₂. Rumus ini seringkali ditulis dalam bentuk CH₃-COOH, CH₃COOH, atau CH₃CO₂H. Asam asetat murni (disebut asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna, dan memiliki titik beku 16.7°C.

Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H⁺ dan CH₃COO^-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman. Di rumah tangga, asam asetat encer juga sering digunakan sebagai pelunak air. Dalam setahun, kebutuhan dunia akan asam asetat mencapai 6,5 juta ton per tahun. 1.5 juta ton per tahun diperoleh dari hasil daur ulang, sisanya diperoleh dari industri petrokimia maupun dari sumber hayati.

Asam asetat
Informasi
Nama sistematis	Asam etanoat Asam asetat
Nama alternatif	Asam metanakarboksilat Asetil hidroksida (AcOH) Hidrogen asetat (HAc) Asam cuka
Rumus molekul	CH3COOH
Massa molar	60.05 g/mol
Densitas dan fase	1.049 g cm−3, cairan 1.266 g cm−3, padatan
Titik lebur	16.5 °C (289.6 ± 0.5 K) (61.6 °F)[1]
Titik didih	118.1 °C (391.2 ± 0.6 K) (244.5 °F)[1]
Penampilan	Cairan tak berwarna atau kristal
Keasaman (pKa)	4.76 pada 25°C

Penamaan

Asam asetat merupakan nama trivial atau nama dagang dari senyawa ini, dan merupakan nama yang paling dianjurkan oleh IUPAC. Nama ini berasal dari kata Latin acetum, yang berarti cuka. Nama sistematis dari senyawa ini adalah asam etanoat. Asam asetat glasial merupakan nama trivial yang merujuk pada asam asetat yang tidak bercampur air. Disebut demikian karena asam asetat bebas-air membentuk kristal mirip es pada 16.7°C, sedikit di bawah suhu ruang.

Singkatan yang paling sering digunakan, dan merupakat singkatan resmi bagi asam asetat adalah AcOH atau HOAc dimana Ac berarti gugus asetil, CH₃−C(=O)−.

Pada konteks asam-basa, asam asetat juga sering disingkat HAc, meskipun banyak yang menganggap singkatan ini tidak benar. Ac juga tidak boleh disalahartikan dengan lambang unsur Aktinium (Ac).

Sejarah

Cuka telah dikenal manusia sejak dahulu kala. Cuka dihasilkan oleh berbagai bakteria penghasil asam asetat, dan asam asetat merupakan hasil samping dari pembuatan bir atau anggur.

Penggunaan asam asetat sebagai pereaksi kimia juga sudah dimulai sejak lama. Pada abat ke-3 Sebelum Masehi, Filsuf Yunani kuno Theophrastos menjelaskan bahwa cuka bereaksi dengan logam-logam membentuk berbagai zat warna, misalnya timbal putih (timbal karbonat), dan verdigris, yaitu suatu zat hijau campuran dari garam-garam tembaga dan mengandung tembaga (II) asetat. Bangsa Romawi menghasilkan sapa, sebuah sirup yang amat manis, dengan mendidihkan anggur yang sudah asam. Sapa mengandung timbal asetat, suatu zat manis yang disebut juga gula timbal dan gula Saturnus. Akhirnya hal ini berlanjut kepada peracunan dengan timbal yang dilakukan oleh para pejabat Romawi.

Pada abad ke-8, ilmuwan Persia Jabir ibn Hayyan menghasilkan asam asetat pekat dari cuka melalui distilasi. Pada masa renaisans, asam asetat glasial dihasilkan dari distilasi kering logam asetat. Pada abad ke-16 ahli alkimia Jerman Andreas Libavius menjelaskan prosedur tersebut, dan membandingkan asam asetat glasial yang dihasilkan terhadap cuka. Ternyata asam asetat glasial memiliki banyak perbedaan sifat dengan larutan asam asetat dalam air, sehingga banyak ahli kimia yang mempercayai bahwa keduanya sebenarnya adalah dua zat yang berbeda. Ahli kimia Prancis Pierre Adet akhirnya membuktikan bahwa kedua zat ini sebenarnya sama.

Pada 1847 kimiawan Jerman Hermann Kolbe mensintesis asam asetat dari zat anorganik untuk pertama kalinya. Reaksi kimia yang dilakukan adalah klorinasi karbon disulfida menjadi karbon tetraklorida, diikuti dengan pirolisis menjadi tetrakloroetilena dan klorinasi dalam air menjadi asam trikloroasetat, dan akhirnya reduksi melalui elektrolisis menjadi asam asetat.

Sejak 1910 kebanyakan asam asetat dihasilkan dari cairan piroligneous yang diperoleh dari distilasi kayu. Cairan ini direaksikan dengan kalsium hidroksida menghasilkan kalsium asetat yang kemudian diasamkan dengan asam sulfat menghasilkan asam asetat.

Sifat-sifat kimia

Keasaman

Atom hidrogen (H) pada gugus karboksil (−COOH) dalam asam karboksilat seperti asam asetat dapat dilepaskan sebagai ion H⁺ (proton), sehingga memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lemah monoprotik dengan nilai pK_a=4.8. Basa konjugasinya adalah asetat (CH₃COO⁻). Sebuah larutan 1.0 M asam asetat (kira-kira sama dengan konsentrasi pada cuka rumah) memiliki pH sekitar 2.4.

Dimer siklis

Dimer siklis dari asam asetat, garis putus-putus melambangkan ikatan hidrogen.

Struktur kristal asam asetat menunjukkan bahwa molekul-molekul asam asetat berpasangan membentuk dimer yang dihubungkan oleh ikatan hidrogen.

Dimer juga dapat dideteksi pada uap bersuhu 120 °C. Dimer juga terjadi pada larutan encer di dalam pelarut tak-berikatan-hidrogen, dan kadang-kadang pada cairan asam asetat murni.

Dimer dirusak dengan adanya pelarut berikatan hidrogen (misalnya air). Entalpi disosiasi dimer tersebut diperkirakan 65.0–66.0 kJ/mol, entropi disosiasi sekitar 154–157 J mol^–1 K^–1.

Sifat dimerisasi ini juga dimiliki oleh asam karboksilat sederhana lainnya.

Sebagai Pelarut

Asam asetat cair adalah pelarut protik hidrofilik (polar), mirip seperti air dan etanol. Asam asetat memiliki konstanta dielektrik yang sedang yaitu 6.2, sehingga ia bisa melarutkan baik senyawa polar seperi garam anorganik dan gula maupun senyawa non-polar seperti minyak dan unsur-unsur seperti sulfur dan iodin. Asam asetat bercambur dengan mudah dengan pelarut polar atau nonpolar lainnya seperti air, kloroform dan heksana. Sifat kelarutan dan kemudahan bercampur dari asam asetat ini membuatnya digunakan secara luas dalam industri kimia.

Reaksi-reaksi kimia

Asam asetat bersifat korosif terhadap banyak logam seperti besi, magnesium, dan seng, membentuk gas hidrogen dan garam-garam asetat (disebut logam asetat). Logam asetat juga dapat diperoleh dengan reaksi asam asetat dengan suatu basa yang cocok. Contoh yang terkenal adalah reaksi soda kue (Natrium bikarbonat) bereaksi dengan cuka. Hapir semua garam asetat larut dengan baik dalam air. Salah satu pengecualian adalah kromium (II) asetat. Contoh reaksi pembentukan garam asetat:

Mg(s) + 2 CH₃COOH(aq) → (CH₃COO)₂Mg(aq) + H₂(g)

NaHCO₃(s) + CH₃COOH(aq) → CH₃COONa(aq) + CO₂(g) + H₂O

Aluminium merupakan logam yang tahan terhadap korosi karena dapat membentuk lapisan aluminium oksida yang melindungi permukaannya. Karena itu, biasanya asam asetat diangkut dengan tangki-tangki aluminium.

Dua reaksi organik tipikal dari asam asetat

Asam asetat mengalami reaksi-reaksi asam karboksilat, misalnya menghasilkan garam asetat bila bereaksi dengan alkali, menghasilkan logam etanoat bila bereaksi dengan logam, dan menghasilkan logam etanoat, air dan karbondioksida bila bereaksi dengan garam karbonat atau bikarbonat. Reaksi organik yang paling terkenal dari asam asetat adalah pembentukan etanol melalui reduksi, pembentukan turunan asam karboksilat seperti asetil klorida atau anhidrida asetat melalui substitusi nukleofilik. Anhidrida asetat dibentuk melalui kondensasi dua molekul asam asetat. Ester dari asam asetat dapat diperoleh melalui reaksi esterifikasi Fischer, dan juga pembentukan amida. Pada suhu 440 °C, asam asetat terurai menjadi metana dan karbon dioksida, atau ketena dan air.

Deteksi

Asam asetat dapat dikenali dengan baunya yang khas. Selain itu, garam-garam dari asam asetat bereaksi dengan larutan besi(III) klorida, yang menghasilkan warna merah pekat yang hilang bila larutan diasamkan. Garam-garam asetat bila dipanaskan dengan arsenik trioksida (AsO₃) membentuk kakodil oksida ((CH₃)₂As-O-As(CH₃)₂), yang mudah dikenali dengan baunya yang tidak menyenangkan.

Biokimia

Gugus asetil yang terdapat pada asam asetat merupakan gugus yang penting bagi biokimia pada hampir seluruh makhluk hidup. Gugus asetil yang terikat pada koenzim A (Asetil-KoA), merupakan enzim utama bagi metabolisme karbohidrat dan lemak. Namun demikian, asam asetat bebas memiliki konsentrasi yang kecil dalam sel, karena asam asetat bebas dapat menyebabkan gangguan pada mekanisme pengaturan pH sel. Berbeda dengan asam karboksilat berantai panjang (disebut juga asam lemak), asam asetat tidak ditemukan pada trigliserida dalam tubuh makhluk hidup. Sekalipun demikian, trigliserida buatan yang memiliki gugus asetat, triasetin (trigliserin asetat), adalah zat aditif yang umum pada makanan, dan juga digunakan dalam kosmetika dan obat-obatan.

Asam asetat diproduksi dan diekskresikan oleh bakteri-bakteri tertentu, misalnya dari genus Acetobacter dan spesies Clostridium acetobutylicum. Bakteri-bakteri ini terdapat pada makanan, air, dan juga tanah, sehingga asam asetat secara alami diproduksi pada buah-buahan/makanan yang telah basi. Asam asetat juga terdapat pelumas vagina manusia dan primata lainnya, berperan sebagai agen anti-bakteri.^[5]

Biosintesis asam asetat

Asam asetat merupakan produk katabolisme aerob dalam jalur glikolisis atau perombakan glukosa. Asam piruvat sebagai produk oksidasi glukosa dioksidasi oleh NAD⁺ terion lalu segera diikat oleh Koenzim-A. Pada prokariota proses ini terjadi di sitoplasma sementara pada eukariota berlangsung pada mitokondria.

Produksi

Pabrik pemurnian asam asetat di tahun 1884

Asam asetat diproduksi secara sintetis maupun secara alami melalui fermentasi bakteri. Sekarang hanya 10% dari produksi asam asetat dihasilkan melalui jalur alami, namun kebanyakan hukum yang mengatur bahwa asam asetat yang terdapat dalam cuka haruslah berasal dari proses biologis. Dari asam asetat yang diproduksi oleh industri kimia, 75% diantaranya diproduksi melalui karbonilasi metanol. Sisanya dihasilkan melalui metode-metode alternatif.^[6]

Produksi total asam asetat dunia diperkirakan 5 Mt/a (juta ton per tahun), setengahnya diproduksi di Amerika Serikat. Eropa memproduksi sekitar 1 Mt/a dan terus menurun, sedangkan Jepang memproduksi sekitar 0.7 Mt/a. 1.51 Mt/a dihasilkan melalui daur ulang, sehingga total pasar asam asetat mencapai 6.51 Mt/a.^[7][8] Perusahan produser asam asetat terbesar adalah Celanese dan BP Chemicals. Produsen lainnya adalah Millenium Chemicals, Sterling Chemicals, Samsung, Eastman, dan Svensk Etanolkemi.

Karbonilasi metanol

Kebanyakan asam asetat murni dihasilkan melalui karbonilasi. Dalam reaksi ini, metanol dan karbon monoksida bereaksi menghasilkan asam asetat

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Proses ini melibatkan iodometana sebagai zat antara, dimana reaksi itu sendiri terjadi dalam tiga tahap dengan katalis logam kompleks pada tahap kedua.

(1) CH₃OH + HI → CH₃I + H₂O

(2) CH₃I + CO → CH₃COI

(3) CH₃COI + H₂O → CH₃COOH + HI

Jika kondisi reaksi diatas diatur sedemikian rupa, proses tersebut juga dapat menghasilkan anhidrida asetat sebagai hasil tambahan. Karbonilasi metanol sejak lama merupakan metode paling menjanjikan dalam produksi asam asetat karena baik metanol maupun karbon monoksida merupakan bahan mentah komoditi. Henry Dreyfus mengembangkan cikal bakal pabrik karbonilasi metanol pada perusahaan Celanese di tahun 1925. Namun, kurangnya bahan-bahan praktis yang dapat diisi bahan-bahan korosif dari reaksi ini pada tekanan yang dibutuhkan yaitu 200 atm menyebabkan metoda ini ditinggalkan untuk tujuan komersial. Baru pada 1963 pabrik komersial pertama yang menggunakan karbonilasi metanol didirikan oleh perusahaan kimia Jerman, BASF dengan katalis kobalt (Co). Pada 1968, ditemukan katalis kompleks Rhodium, cis−[Rh(CO)₂I₂]⁻ yang dapat beroperasi dengan optimal pada tekanan rendah tanpa produk sampingan. Pabrik pertama yang menggunakan katalis tersebut adalah perusahan kimia AS Monsanto pada 1970, dan metode karbonilasi metanol berkatalis Rhodium dinamakan proses Monsanto dan menjadi metode produksi asam asetat paling dominan. Pada akhir 1990'an, perusahan petrokimia British Petroleum mengkomersialisasi katalis Cativa ([Ir(CO)₂I₂]⁻) yang didukung oleh ruthenium. Proses berbasis iridium ini lebih efisien dan lebih "hijau" dari metode sebelumnya, sehingga menggantikan proses Monsanto.

Oksidasi asetaldehida

Sebelum komersialisasi proses Monsanto, kebanyakan asam asetat diproduksi melalui oksidasi asetaldehida. Sekarang oksidasi asetaldehida merupakan metoda produksi asam asetat kedua terpenting, sekalipun tidak kompetitif bila dibandingkan dengan metode karbonilasi metanol. Asetaldehida yang digunakan dihasilkan melalui oksidasi butana atau nafta ringan, atau hidrasi dari etilena. Saat butena atau nafta ringan dipanaskan bersama udara disertai dengan beberapa ion logam, termasuk ion mangan, kobalt dan kromium, terbentuk peroksida yang selanjutnya terurai menjadi asam asetat sesuai dengan persamaan reaksi dibawah ini.

2 C₄H₁₀ + 5 O₂ → 4 CH₃COOH + 2 H₂O

Umumnya reaksi ini dijalankan pada temperatur dan tekanan sedemikian rupa sehingga tercapai suhu setinggi mungkin namut butana masih berwujud cair. Kondisi reaksi pada umumnya sekitar 150 °C and 55 atm. Produk sampingan seperti butanon, etil asetat, asam format dan asam propionat juga mungkin terbentuk. Produk sampingan ini juga bernilai komersial dan jika diinginkan kondisi reaksi dapat diubah untuk menghasilkan lebih banyak produk samping, namun pemisahannya dari asam asetat menjadi kendala karena membutuhkan biaya lebih banyak lagi.

Melalui kondisi dan katalis yang sama asetaldehida dapat dioksidasi oleh oksigen udara menghasilkan asam asetat.

2 CH₃CHO + O₂ → 2 CH₃COOH

Dengan menggunakan katalis modern, reaksi ini dapat memiliki rasio hasil (yield) lebih besar dari 95%. Produk samping utamanya adalah etil asetat, asam format dan formaldehida, semuanya memiliki titik didih yang lebih rendah daripada asam asetat sehingga dapat dipisahkan dengan mudah melalui distilasi.

Penggunaan

Asam asetat digunakan sebagai pereaksi kimia untuk menghasilkan berbagai senyawa kimia. Sebagian besar (40-45%) dari asam asetat dunia digunakan sebagai bahan untuk memproduksi monomer vinil asetat (vinyl acetate monomer, VAM). Selain itu asam asetat juga digunakan dalam produksi anhidrida asetat dan juga ester. Penggunaan asam asetat lainnya, termasuk penggunaan dalam cuka relatif kecil.

Keamanan

Asam asetat pekat bersifat korosif dan karena itu harus digunakan dengan penuh hati-hati. Asam asetat dapat menyebabkan luka bakar, kerusakan mata permanen, serta iritasi pada membran mukosa. Luka bakar atau lepuhan bisa jadi tidak terlihat hingga beberapa jam setelah kontak. Sarung tangan latex tidak melindungi dari asam asetat, sehingga dalam menangani senyawa ini perlu digunakan sarung tangan berbahan karet nitril. Asam asetat pekat juga dapat terbakar di laboratorium, namun dengan sulit. Ia menjadi mudah terbakar jika suhu ruang melebihi 39 °C (102 °F), dan dapat membentuk campuran yang mudah meledak di udara (ambang ledakan: 5.4%-16%).

Asam asetat adalah senyawa korosif

Konsentrasi berdasar berat	Molaritas	Klasifikasi	Frase-R
10%–25%	1.67–4.16 mol/L	Iritan (Xi)	R36/38
25%–90%	4.16–14.99 mol/L	Korosif (C)	R34
>90%	>14.99 mol/L	Korosif (C)	R10, R35

Larutan asam asetat dengan konsentrasi lebih dari 25% harus ditangani di sungkup asap (fume hood) karena uapnya yang korosif dan berbau. Asam asetat encer, seperti pada cuka, tidak berbahaya. Namun konsumsi asam asetat yang lebih pekat adalah berbahaya bagi manusia maupun hewan. Hal itu dapat menyebabkan kerusakan pada sistem pencernaan, dan perubahan yang mematikan pada keasaman darah.

Teori Basa

Pengertian

Definisi umum dari basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air.

Menurut Svante Arrhenius : Basa merupakan suatu senyawa yang dapat menghasilkan ion Hidroksida [OH], bila dilarutkan dalam air mempunyai rasa pahit dan bersifat kaustik.

Basa adalah lawan (dual) dari asam, yaitu ditujukan untuk unsur/senyawa kimia yang memiliki pH lebih dari 7. Kostik merupakan istilah yang digunakan untuk basa kuat. jadi kita menggunakan nama kostik soda untuk natrium hidroksida (NaOH) dan kostik postas untuk kalium hidroksida (KOH). Basa dapat dibagi menjadi basa kuat dan basa lemah. Kekuatan basa sangat tergantung pada kemampuan basa tersebut melepaskan ion OH dalam larutan dan konsentrasi larutan basa tersebut.

Reaksi: Kalsium Hidroksida + Asam Sulfat ————> Kalsium Sulfat + Air

Ca(OH)₂ (aq) + H₂SO₄ ————> CaSO₄(aq) + 2H₂O

Teori Dasar

Svante August Arrhenius pada tahun 1887 menyatakan bahwa : “ Molekul-molekul elektrolit selalu menghasilkan ion-ion negatif dan positif jika dilarutkan dalam air “

Selanjutnya pada tahun 1900 Svante Arrhenius mengemukakan teori yang dikenal samapi sekarang yaitu Teori Asam Basa Arrhenius. “Basa merupakan suatu senyawa yang dapat memberikan ion Hidroksida (OH) bila dilarutkan dalam air.

Pada kimia modern basa dapat menghasilkan ion Hidroksida (OH^-) dengan 2 cara :

1. Senyawa Basa dalam pelarut air menghasilkan ion Hidroksida (OH^-) secara langsung.

NaOH Na⁺ + OH^-

2. Senyawa Basa yang bereaksi dengan air menghasilkan ion Hidroksida (OH^-).

NH₃ + H₂O NH⁴⁺ + OH^-

Untuk menunjukan sifat basa, larutan NH₃ sering ditulis NH₄OH.

Jumlah ion (OH^-) yang dapat menghasilkan oleh suatu molekul basa disebut Valensi Biasa.

Contoh Basa

RUMUS BASA	NAMA BASA	Reaksi Ionisasi	Valensi Asam
NH3	Amoniak
NH3OH	Amonium Hidroksida
NHOH	Natrium Hidroksida	NHOH Na+ + OH-	1
KOH	Kalium Hidroksida	KOH K+ + OH-	1
Mg (OH)2	Magnesium Hidroksida	Mg (OH)2 Mg2+ + 2OH-	2
Ca (OH)2	Kalsium Hidroksida	Ca (OH)2 Ca2+ + 2OH-	2
Sr (OH)2	Stronsium Hidroksida	Sr (OH)2 Sr2+ + 2OH-	2
Ba (OH)2	Barium Hidroksida	Ba (OH)2 Ba 2+ + 2OH-	2
Al (OH)2	AlumuniumHidroksida	Al (OH)2 Al 2+ + 3OH-	3
Fe (OH)2	Besi (II) Hidroksida	Fe (OH)2 Fe 2+ + 2OH-	2
Fe (OH)3	Besi (III) Hidroksida	Fe (OH)3 Fe2+ + 3OH-	3

Teori Garam

Pengertian

Dalam kimia, garam ialah senyawa netral yang terdiri atas ion-ion.

Garam juga bisa berarti:

ý Garam dapur, digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan

ý Natrium klorida, bahan baku utama garam dapur

ý Garam (kriptografi), vektor inisialisasi sandi rahasia blok

ý Bisa juga merujuk pada tiap arti ganda penggaraman

Garam (kimia)

Natrium klorida (NaCl) adalah bahan utama garam dapur

Dalam ilmu kimia, garam adalah senyawa ionik yang terdiri dari ion positif (kation) dan ion negatif (anion), sehingga membentuk senyawa netral (tanpa bermuatan). Garam terbentuk dari hasil reaksi asam dan basa. Natrium klorida (NaCl), bahan utama garam dapur adalah suatu garam.

Larutan garam dalam air merupakan larutan elektrolit, yaitu larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Cairan dalam tubuh makhluk hidup mengandung larutan garam, misalnya sitoplasma dan darah.

Reaksi kimia untuk menghasilkan garam antara lain

1. Reaksi antara asam dan basa, misalnya HCl + NH₃ → NH₄Cl.

2. Reaksi antara logam dan asam kuat encer, misalnya Mg + 2 HCl → MgCl₂ + H₂

Keterangan: logam mulia umumnya tidak bereaksi dengan cara ini.

Pendahuluan

Garam dapat melalui reaksi antara asam dan basa. Produk reaksi yang lain adalah air. Reaksi asam dengan basa membentuk garam dan air, reaksi ini disebut Reaksi Netralisasi. Akan tetapi kenyataannya larutan garam tidak selalu bersifar netral.

ý NaCl º bersifat netral

ý NH₄Cl º bersifat asam

ý NaCH₃COO º bersifat basa

Mengapa larutan garam ada yang bersifat asam, basa dan netral? Hal ini dapat dijelaskan dengan konsep HIDROLIS.

Asam Klorida + Natrium Hidroksida Natrium Klorida + Air

Asam + Basa Garam + Air

Garam dipisahkan dari air dengan metode evaporasi.

Beberapa garam yang dihasilkan melalui reaksi netralisasi antara lain :

Asam Klorida + Kalsium Hidroksida Kalsium Klorida + Air

Asam Sulfat + Kalium Hidroksida Kalium Sulfat + Air

Asam Nitrat + Lithium Hidroksida Lithium Nitrat + Air

Pengertian Hidrolis

Garam adalah termasuk elektrolit kuat, maka jika garam dilarutkan didalam air akan mengalami penguraian menjadi komponen-komponennya yaitu kation dan anionnya. Untuk beberapa kasus, ion-ion tersebut merupakan asam atau baa yang lemah. Reaksi antara ion-ion tersebut dengan air membentuk H₃O⁺ atau OH disebut

Reaksi Hidrolisis (hidro = air dan lisis = penguraian)

Penentuan pH

Larutan garam yang berasal dari asam kuat dan basa lemah bersifat asam.

Larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa kuat bersifat basa.

Larutan garam yang berasal dari asam lemah dan basa lemah dapat bersifat asam, basa dan netral. Ini tergantung pada bergantung pada kekuatan relatif asam atau basa dari garam yang terbentuk. Untuk jenis garam ini baik kation maupun anion dapat bereaksi dengan air (ter hidrolis), maka dapat dikatakan bahwa garam jenis ini mengalami hidrolis total.

Untuk menentukan pH larutan garam yang bersal dari Asam lemah dan Basa lemah, secara kuantitaif sukar dikaitkan dengan harga Ka dan Kb maupun dengan konsentrat garamnya. pH yang tepat hanya dapat ditentukan dengan cara pengukuran. Namun pH garam dapat diperkirakan dengan menggunakan rumus :

Asam sulfat

Asam sulfat mempunyai rumus kimia H₂SO₄, merupakan asam mineral yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua kepekatan.

Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan, termasuk dalam kebanyakan reaksi kimia dan proses pembuatan. Ia digunakan secara meluas sebagai bahan kimia pengilangan. Kegunaan utama termasuk produksi baja, memproses bijih mineral, sistesis kimia, pemrosesan air limbah dan penapisan minyak.

Reaksi hidrasi asam sulfat adalah reaksi eksoterm yang kuat. Jika air ditambah kepada asam sulfat pekat, ia mampu mendidih. Senantiasa tambah asam kepada air dan bukan sebaliknya. Sebagian dari masalah ini disebabkan perbedaan isipadu kedua cairan. Air kurang padu berbanding asam sulfat dan cenderung untuk terapung di atas asam. Reaksi terhasil boleh dianggap sebagai membentuk ion hidronium, seperti:

H₂SO₄ + H₂O → H₃O⁺ + HSO₄^-.

Disebabkan asam sulfat bersifat mengeringkan, asam sulfat merupakan agen pengeringan yang baik, dan digunakan dalam pengolahan kebanyakan buah-buahan kering.

Apabila gas SO₃ pekat ditambah kepada asam sulfat, ia membentuk H₂S₂O₇. Ini dikenali sebagai asam sulfat fuming atau oleum atau, jarang-jarang sekali, asam Nordhausen.

Di atmosfer, zat ini termasuk salah satu bahan kimia yang menyebabkan hujan asam

Asam sulfat dipercayai pertama kali ditemukan di Iran oleh Al-Razi pada abad ke-9.

pH KELARUTAN

ASAM & BASA

Indikator Universal
Ungu tua	pH 14
Ungu kurang tua	pH 13
Ungu muda	pH 12
Ungu lebih muda	pH 11
Ungu sangat muda	pH 10
Indigo	pH 9
Biru	pH 8
Hijau	pH 7
Kuning	pH 6
Jingga	pH 5
Merah sangat muda	pH 4
Merah lebih muda	pH 3
Merah	pH 2
Merah agak tua	pH 1

Dalam air murni harga [H⁺] sama dengan [OH^-] yaitu 10^-7, harga pH asam dan basa mulai dari 1 sampai 14.

Untuk meyederhanakan penulisan seorang ahli kimia Denmark, S.P.L Sorensen (1868 – 1939) pada tahun 1909 menggunakan skala untuk menyatakan konsentrasi H+ suatu larutan. Skala tersebut diberi nama skala pH. Nilai pH sama dengan negatif Logaritma konsentrasi ion H⁺. dituliskan sebagai berikut :

Jika [H⁺] = x kali 10^-n maka pH = n – log x

Jika [H⁺] = 1 x 10^-n maka pH = n

Sebaliknya Jika pH = n maka [H⁺] = x kali 10^-n maka

pH merupakan suatu parameter untuk menyatakan tingkat keasaman larutan.

Larutan asam memiliki pH kurang dari 7

Larutan basa memiliki pH lebih dari 7

Larutan Netral pH = 7

pH dapat ditentukan dengan menggunakan indicator universal atau dengan pH meter.

Batas-batas pH ketika indicator mengalami perubahan warna disebut Trayek Perubahan Warna. Trayek Perubahan Warna warna lakmus adalah 5,5 – 8,8.

Trayek Perubahan Warna Beberapa Indikator

INDIKATOR	Trayek Perubahan Warna	Perubahan Warna
Metil Jingga	2.9 – 4.0	Merah º Kuning
Meril Merah	4.2 – 6.3	Merah º Kuning
Bromtimol biru	6.0 – 7.6	Kuning º Biru
Fenolftalein	8.3 – 10.0	Tidak berwarna º Merah

Kertas Lakmus

Kertas Lakmus merah menjadi biru dalam larutan basa dan lakmus biru menjadi merah dalam larutan asam.

Lakmus berwarna merah dalam larutan dengan rentang pH sampai 5,5.

lakmus berwarna biru dalam larutan mulai pada pH = 8,8.

Pada larutan dengan pH 5,5 sampai 8,8 warna lakmus merupakan kombinasi warna merah dan biru.

Menghitung pH Larutan Asam dan Basa

Asam Kuat

Asam Kuat mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [H⁺] diketahui :

Asam Lemah

Asam Lemah tidak mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [H⁺] diketahui :

Dimana :

Ka = Tetapan ionisasi asam

M = Konsentrasi asam

a = Derajat ionisasi

Basa Kuat

Basa Kuat mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [OH⁺] diketahui :

Basa Lemah

Basa Lemah tidak mengion sempurna dalam air, pH larutan dapat ditemukan jika [OH⁺] diketahui :

Kb = Tetapan ionisasi basa

M = Konsentrasi basa

a = Derajat ionisasi

Jika tetapan Ionisasi asam (Ka) terdiri dari dua yaitu Ka₁ dan Ka₂, maka harga Ka merupakan hasil perkalian dari Ka₁ dan Ka₂ seperti :

Tetapan Ionisasi Asam (Ka) dan Basa (Kb) Monoprotik

Nama	Rumus Kimia	Tetapan Ionisasi
Asam Benzoat	C6H5COOH	6.7 x 10-6
Asam Florida	HF	6.7 x 10-10
Asam Sianida	HCN	6.7 x 10-8
Asam Nitrit	HNO2	6.7 x 10-4
Asam Asetat	CH3COOH	6.7 x 10-5
Asam Laktat	HC3H5O3	6.7 x 10-4
Asam Format	HCOOH	6.7 x 10-4
Amonia	NH3	6.7 x 10-5
Hidrasin	H2H4	6.7 x 10-6
Hidroksiamin	NH2OH	6.7 x 10-6
Anilin	C6H6NH2	6.7 x 10-10

Tetapan Ionisasi Asam (Ka) dan Basa (Kb) Monoprotik

Nama	Rumus Kimia	Tetapan Ionisasi
		Ka1	Ka2
Asam Sulfat	H2SO4	Sangat Besar	1.2 x 10-2
Asam Karbonat	H2CO3	4.3 x 10-7	5.6 x 10-11
Asam Sulfit	H2SO3	1.5 x 10-2	1.0 x 10-7
Asam Askorbat	H2C6H3O3	7. 9 x 10-5	1.6 x 10-12

Indikator Asam Basa

Zat yang bersifat asam basa banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari. Yaitu :

ý Asam Sitrat

ý Vitamin C tidak lain dari asam Askorbat

ý Asam Asesat yaitu cuka

ý Asam karonat memberikan rasa segar dalam minuman ringan.

ý Asam Sulfat untuk akumular

Contoh Basa :

ý Amoniak untuk pelarut disinfektan

ý Soda api (natrium Hidroksida) untuk membersihkan cairan bak cuci

ý Alumunium Hidrosida dan Magnesium Hidrosida untuk membuat obat nyeri lambung

Sifat-sifat Asam :

ý Rasanya asam

ý Korosif (bersifat merusak)

ý Merubah warna lakmus biru menjadi merah

Sifat-sifat Basa :

ý Rasanya pahit

ý Kaustik (bersifat licin)

ý Merubah warna lakmus merah menjadi biru

Tabel Indikator untuk menunjukan Asam dan Basa

Nama Indikator	Warna dalam Larutan
	Asam	Basa
Lakmus Merah	Merah	Biru
Lakmus Biru	Merah	Biru
Fenolftalein	Tidak berwarna	Merah
Fenol Merah	Kuning	Merah
Metil Merah	Merah	Kuning
Metil Kuning	Merah	Kuning
Metil Jingga	Merah	Jingga Kuning

Asam Kuat atau Basa Kuat : asam atau basa yang dalam air sebagian besar atau seluruh molekulnya terurai menjadi ion-ion

Asam Lemah atau Basa Lemah : asam atau basa yang dalam air sebagian kecil molekulnya terurai menjadi ion-ion

KEMBANG SEPATU SEBAGAI PENENTU ASAM BASA

B a h a n

1. Kembang Sepatu
2. Alkohol
3. Saringan
4. Asam Sitrat
5. Soda Kue
6. Air
7. Botol Plastik
8. Pipet

Langkah percobaan

A. Pembuatan Larutan Kembang Sepatu

1. Potong kecil-kecil kembang sepatu,
2. Tuang alkohol sampai kembang sepatu terendam semua,
3. Biarkan selama 30 menit, lalu saring.

B. Pemeriksaan Asam Basa

1. Satu sendok asam sitrat dilarutkan dalam setengah gelas air. Tuang ke dalam botol plastik, beri tanda A,
2. Satu sendok soda kue dilarutkan dalam setengah gelas air. Tuang ke dalam botol plastik, beri tanda B,
3. Tuang air ke dalam botol plastik, beri tanda C,
4. Teteskan masing-masing 10 tetes larutan kembang sepatu ke dalam botol A, B, dan C,
5. Amati dan catat perubahan warna yang terjadi.

Hasil Pengamatan

• Warna larutan kembang sepatu adalah merah keungu-unguan.
• Warna larutan hijau menunjukkan adanya alkali. Amoniak adalah alkali (basa) yaitu unsur logam yang bergabung dengan hidroksida. Amoniak adalah racun bila di minum. Larutan asam dapat menetralkan racun itu.

Kesimpulan

Larutan kembang sepatu dapat digunakan untuk menentukan asam basa. Kalau ditambahkan ke alrutan asam sitrat (asam) warnanya merah cerah. Kalau ditambahkan ke larutan soda kue (basa) warnanya mula-mula hijau, lalu berubah menjadi ungu.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C64197&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase

2. Jones, R.E.; Templeton, D.H. (1958). "The crystal structure of acetic acid". Acta Crystallogr. 11(7), 484–87.

3. James M. Briggs; Toan B. Nguyen; William L. Jorgensen. Monte Carlo simulations of liquid acetic acid and methyl acetate with the OPLS potential functions. J. Phys. Chem. 1991, 95, 3315-3322.

4. James B. Togeas. Acetic Acid Vapor: 2. A Statistical Mechanical Critique of Vapor Density Experiments. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5438-5444.

5. Dictionary of Organic Compounds (6th Edn.), Vol. 1 (1996). London: Chapman & Hall.

6. Yoneda, Noriyki; Kusano, Satoru; Yasui, Makoto; Pujado, Peter; Wilcher, Steve (2001). Appl. Catal. A: Gen. 221, 253–265.

7. "Production report". Chem. Eng. News (July 11, 2005), 67–76.

8. Suresh, Bala (2003). "Acetic Acid". CEH Report 602.5000, SRI International.

9. Wagner, Frank S. (1978) "Acetic acid." In: Grayson, Martin (Ed.) Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd edition, New York: John Wiley & Sons.

10. Lancaster, Mike (2002) Green Chemistry, an Introductory Text, Cambridge: Royal Society of Chemistry, pp. 262–266.

11. Hamparan Dunia Ilmu Time Life, (2000). “ Materi dan Kimia”. pp 78-100.