Kekuatan Asam dan Basa dalam Kimia Organik

Dibawah ini terlebih dahulu saya akan membahas beberapa teori mengenai asam basa :

1. Arhenius
Menurut Arrhenius, asam adalah zat yang dalam air akan melepaskan ion hidrogen (H+) atau ion Hidronium (H3O+). Sedangkan basa adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion OH-. Dengan kata lain pembawaan sifat asam adalah ion H+ dan pembawaan sifat basa adalah ion OH-. Jumlah ion H+ yang dapat menghasilkan oleh suatu molekul asam yang disebut valensi asam. Ion negative yang terbentuk dari asam setelah melepaskan ion H+ disebut ion sisa asam Sebagai contoh asam yang populer adalah asam klorida dengan rumus kimia HCl. Jika dilarutkan dalam air, maka HCl akan terionisasi menjadi ion hidrogen (H+) dan ion klorida (Cl-), dan contoh basanya adalah natrium hidroksida dengan rumus kimia NaOH. Jika NaOH dilarutkan dalam air maka akan terionisasi menjadi ion hidroksida (OH-) dan ion natrium (Na+).

2. Brownsted  Lowry
Menurut Bronsted-Lowry asam adalah zat yang dapat menyumbangkan proton (H+) atau donor proton sedangkan basa adalah zat yang dapat menerima proton (H+) atau akseptor proton.  sebagai contoh yaitu reaksi antara CH3COOH dengan H2O dapat berlangsung dua arah sebagai berikut:

3. Lewis

mengenai asam dan basa. Teori asam-basa lewis adalah sebagai berikut.
Asam

Asam adalah zat (spesi) yang bertindak sebagai penerima (akseptor) pasangan elektron bebas dari zat lain untuk membentuk ikatan koordinasi.
Basa 

Basa adalah zat yang bertindak sebagai penyumbang (donor) pasangan elektron bebas untuk membentuk ikatan kovalen koordinasi.

4. Kekuatan Asam dan Basa

Asam dan basa dapat bersifat kuat dan lemah. Reaksi ionisasi dapat digunakan untuk menentukan kekuatan tersebut. Asam kuat dan basa kuat ialah elektrolit kuat yang terionisasi sempurna dalam air.
Faktor penentu kekuatan asam adalah posisi kesetimbangan reaksi ionisasi asam dalam air. Reaksi kesetimbangan ionisasi untuk asam kuat mengarah jauh ke arah pembentukan ion-ion, akibatnya hampir seluruh asam HA terionisasi menjadi H3O+ dan A-. asam lemah hanya terionisasi sebagian, sehingga reaksi kesetimbangan mengarah ke arah pembentukan kembali reaktan. HA yang akan terionisasi menjadi H3O+ dan A- sangat sedikit, sehingga menyebabkan konsentrasi HA yang belum terionkan lebih besar daripada konsentrasi ion H+ yang terionkan karena kesetimbangan pada larutan asam lemah mengandung campuran antara molekul asam yang tidak terionisasi, ion H2O+ dan basa konjugat.

Kekuatan asam dapat diketahui dengan besaran tetapan ionisasi asam (Ka). Pada suhu tertentu, kekuatan asam diukur secara kuantitatif dengan Ka. Semakin besar Ka maka semakin kuat asam, artinya semakin tinggi konsentrasi ion H+ pada kesetimbangan karena ionisasinya.

5. Efek induksi
Kekuatan asam metanoat berbeda dengan kekuatan asam etanoat, asam metanoat lebih kuat. Jika dilihat dari struktur kedua asam di atas, dapat diperkirakan perbedaan kekuatan asam tersebut disebabkan oleh pengaruh gugus –CH3. Dibandingkan asam metanoat, kekuatan asam etanoat lebih lemah. Gugus–CH3 pada asam etanoat mempunyai kemampuan mendorong elektron ikatan melalui ikatan sigma (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif negatif, akibatnya atom H sukar lepas sebagai H+ , asamnyam menjadi lebih lemah. Gugus –CH3 dikatakan mempunyai efek induksi mendorong elektron dan diberi simbol +I. Untuk efek induksi gugus/atom lain dapat dipelajari dari harga pKa berikut.

 Dilihat dari struktur diatas
Substituen –Cl dan –OH mempunyai kemampuan menarik elektron ikatan melalui ikatan sigma (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif positif, akibatnya atom H mudah dilepas sebagai H+
dan asamnya menjadi lebih kuat. Gugus –OH dan –Cl dikatakan mempunyai efek induksi menarik elektron dan diberi simbol –I. Efek induksi tidak hanya berpengaruh terhadap keasaman tetapi juga terhadap kebasaan dan kereaktifan senyawa karbon. Kebasaan amoniak dan metil amonia dapat berbeda karena adanya efek induksi dari gugus –CH3.
Efek induksi tidak hanya berpengaruh terhadap keasaman tetapi juga terhadap kebasaan dan kereaktifan senyawa karbon. Kebasaan amoniak dan metil amonia dapat berbeda karena adanya efek induksi dari gugus –CH3.

Kekuatan basa dapat ditinjau dari kemampuan molekul/senyawa untuk mendonorkan pasangan elektron bebasnya. Dilihat dari kekuatan basanya, metil amina lebih kuat (pKb-nya lebih kecil). Mengapa demikian? Tentunya karena pada metil amina terdapat gugus –CH3. Gugus –CH3 mempunyai efek induksi mendorong elektron sehingga pasangan elektron bebas pada atom N lebih mudah didonorkan. Akibatnya kebasaan metil amina lebih kuat
dibandingkan amonia.

6. Kegunaan asam organik

Asam formiat atau asam metanoat yang juga dikenal sebagai asam semut adalah senyawa organik yang mengandung gugus karboksil (-CO2H) dan merupakan bagian dari senyawa asam karboksilat. Asam formiat ini pertama kali diperoleh oleh ahli kimia pada abad pertengahan melalui proses penyulingan semut merah dengan rumus molekul HCOOH.

Asam formiat adalah salah satu zat yang digunakan sebagai bahan dalam proses pencelupan warna pada tekstil, karena pada zat ini memiliki banyak fungsi yang berguna untuk mengatur pH pada proses pemutihan, pencelupan/ pewarnaan. Asam formiat merupakan asam yang lebih kuat dari asam asetat sehingga menghasilkan produk yang lebih baik. 

Permasalahan :
1. Mengapa posisi kesetimbangan reaksi ionisasi dalam air bisa menjad penentu kekuatan asam ?
2. Mengapa kemampuan molekul/senyawa untuk mendonorkan pasangan elektron bebasnya dapat menentukan kekuatan asam atau basa dalam kimia organik ?
3.

berdasarkan ketiga asam di atas, mengapa asam 2 dan 3 lebih kuat dibandingkan asam 1 ?