APA KATA LEWIS TENTANG ASAM DAN BASA?

 

MARI LAKUKAN

            Coba Anda perhatikan gambar 10.3.1 pada sampul?

Tahukah Anda bahwa pembentukan gua- gua batu kapur melibatkan reaksi asam dan basa?

Ok.., sebelum menjawab, Anda dapat melakukan percobaan berikut ini:

 

Apa yang dapat Anda jelaskan dari percobaan tersebut?

Mulailah dengan menuliskan beberapa pertanyaan, misalnya;

Mengapa terdapat gelembung?

Apakah gelembung gas tersebut?

Mengapa terjadi rongga dalam kapur?

Dan pertanyaan lainnya yang mengarahkan Anda untuk memperoleh pengalaman belajar lebih banyak.

Diskusikanlah dengan temanmu menggunakan beberapa literatur!

MARI BERBAGI

Percobaan yang Anda lakukan merupakan gambaran terjadinya gua-gua yang menakjubkan akibat adanya erosi batuan gamping oleh air hujan yang mengandung asam karbonat. Asam asetat yang Anda gunakan diibaratkan asam karbonat sedangkan kapur diibaratkan sebagai batuan kapur/gamping.

Jadi, kini Anda mengetahui bahwa gua-gua kapur terbentuk akibat reaksi asam (asam karbonat) dan basa (batuan kapur/gamping).

Bagaimana prosesnya?

Anda harus mengenal dulu apa itu asam karbonat.

Anda pasti sudah mengetahui rumus kimia dari asam karbonat?

Asam karbonat mempunyai rumus kimia H₂CO_3.  Asam ini merupakan asam diprotik. Masih ingat apa yang dimaksud asam diprotik?

Benar…, asam diprotik merupakan asam yang dapat melepaskan dua ion hidrogennya/ion hidronium dalam larutannya.

Asam karbonat akan terionisasi dalam dua tahap. Dapatkah Anda menuliskan reaksinya?

Jika reaksi sudah Anda lengkapi, Coba Anda analisis untuk menjelaskan mengapa H₂CO₃ bersifat asam?

Anda dapat menggunakan teori Arrhenius atau teori Bronsted-Lowry yang sudah Anda pelajari pada kegiatan pembelajaran sebelumnya melalui pertanyaan berikut ini:

Pada reaksi ionisasi tersebut apakah terbentuk ion hidronium (H₃O⁺)? jadi benarkah bahwa H₂CO₃ bersifat asam?

Pada reaksi ionisasi tersebut apakah terjadi pula proses pelepasan dan penerimaan proton? berarti adakah pasangan asam basa konjugasinya?

Mari kita bahas hasil analisis Anda!

Berdasarkan teori Arrhenius, Anda dapat melihat bahwa H₂CO₃ bersifat asam karena pada reaksi ionisasi terbentuk H₃O⁺ atau dapat disederhanakan sebagai ion H⁺_.

Sedangkan berdasarkan Bronsted Lowry H₂CO₃ pun bersifat asam karena dapat bertindak sebagai donor proton dan membentuk HCO₃ ^– sebagai basa konjugasinya .

Bagaimana proses pembentukan Asam karbonat? Coba Anda diskusikan dengan beberapa temanmu tentang pembentukan asam dari senyawa oksida nonlogam!

Perhatikan tayangan 10.3.1 untuk menambah pengalaman belajar Anda tentang pembentukan asam dari senyawa oksida nonlogam.

Tayangan 10.3.1: Proses terjadinya hujan asam

Sumber:  https://youtu.be/bAZ9h2Uos2Y

Berdasarkan tayangan 10.3.1, terdapat reaksi antara SO₂ dan H₂O membentuk H₂SO₄ dan reaksi antara NO₂ dan H₂O membentuk H₂NO₃. Hal ini pun akan terjadi pada CO₂ hasil pembakaran bahan organik yang bereaksi dengan H₂O membentuk H₂CO₃. 

Perhatikanlah! Pada reaksi tersebut tidak melibatkan ion hidrogen atau proton sehingga tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan teori Arrhenius atau pun Bronsted-Lowry. Namun, reaksi tersebut dapat dijelaskan oleh seorang Kimiawan Amerika G.N. Lewis yang mengungkapkan teori asam basa jauh lebih umum dibandingkan teori yang lainnya.

Berdasarkan teori Lewis, pada pembentukan H₂CO₃ reaksi diawali dengan pemberian sepasang elektron dari atom oksigen dalam H₂O kepada atom karbon dalam CO₂ seperti yang digambarkan oleh reaksi berikut ini:

Berdasarkan reaksi tersebut, Lewis menyatakan bahwa “H₂O adalah basa karena menyerahkan pasangan elektronnya, sedangkan CO₂ sebagai asam karena menerima pasangan elektron”. Kemudian, sebuah proton dipindahkan ke atom O yang membawa muatan negatif untuk membentuk asam karbonat (H₂CO₃).

Nah…, asam karbonat inilah yang jika terdapat dalam air tanah kemudian merembes ke dalam lapisan batuan kapur. Asam dalam air mengikis sedikit demi sedikit kalsium karbonat di dalam batuan kapur membentuk rongga/gua.

CaCO₃ (s)     +   H₂CO₃ (aq)     →   Ca²⁺ (aq)   + 2HCO₃ ^– (aq)

Air yang berisi ion Ca²⁺ dan HCO₃ ^–  ini akan menetes perlahan. Saat menetes dari atap gua, sejumlah kecil kalsium karbonat tertinggal. Penumpukan kalsium karbonat sedikit demi sedikit akan membentuk stalagtit yang menggantung di atap gua dan stalagmit yang menjulang dari lantai gua.

Perhatikan kembali tayangan 10.3.1!

Senyawa oksida nonlogam yang mencemari udara  seperti CO_2, NO_2,  SO₂  dan SO₃ dapat menyebabkan terjadinya hujan asam. Gas-gas tersebut selain berasal dari gas buang kendaraan bermotor, pembakaran bahan organik, dapat juga berasal dari gas yang disemburkan oleh gunung berapi. Hal inilah yang menyebabkan air hujan di sekitar gunung berapi menjadi asam setelah gunung berapi erupsi.

Gambar 10.3.2 Gunung berapi mengeluarkan awan panas yang mengandung belerang oksida (SO₂ dan SO₃)

Diskusikanlah dengan beberapa temanmu, bagaimana persamaan reaksi dari SO₃ dengan H₂O dan  NO₂ dengan H₂O serta senyawa manakah yang bersifat asam lewis atau basa lewis?

Sebelumnya, coba Anda perhatikan beberapa contoh reaksi antara asam dan basa lewis untuk membantu Anda memahaminya!

Contoh reaksi asam basa lain yang dapat dijelaskan berdasarkan teori asam basa Lewis adalah penggunaan lithium hidroksida (LiOH) dalam ruang angkasa untuk menghilangkan gas karbon dioksida (CO₂) agar tidak terhisap oleh astronot.

Gambar 10.3.3 Pesawat ruang angkasa menggunakan LiOH untuk menghilangkan CO₂

Reaksi antara LiOH dan CO₂ membentuk lithium bikarbonat (LiHCO₃) dapat dijelaskan oleh teori asam basa Lewis melalui persamaan reaksi berikut ini:

LiOH (s)     + CO₂ (g) →   LiHCO₃ (s)

Skema reaksi ionnya dapat digambarkan sebagai berikut:

Menurut teori Lewis, “OH^- bertindak sebagai basa karena memberikan sepasang elektron (donor pasangan elektron) dan CO₂ sebagai asam karena menerima sepasang elektron (akseptor sepasang elektron)”. Pasangan elektron kemudian digunakan bersama untuk membentuk suatu ikatan.

Cobalah Anda perhatikan reaksi antara boron fluorida (BF₃) dan amonia (NH₃) melalui persamaan reaksi berikut!

Menurut Anda spesi manakah yang bertindak sebagai asam? dan spesi manakah yang bertindak sebagai basa?

Benar..! “BF₃ bertindak sebagai asam karena menerima pasangan elektron dari NH₃, sedangkan NH₃ bertindak sebagai basa karena memberikan pasangan elektron kepada BF₃ ”.

Jadi, dapatkah Anda simpulkan ciri-ciri spesi yang akan cenderung menjadi asam atau menjadi basa?

Spesi yang memiliki pasangan elektron bebas cenderung akan menjadi basa lewis misalnya NH₃, CaO, Na₂O sedangkan spesi yang memiliki unsur-unsur dengan valensi kulit yang tak lengkap akan cenderung menjadi asam lewis misalnya BF₃, SO₃, CO₂. Pada umumnya, apabila terjadi reaksi asam basa lewis maka akan terbentuk suatu ikatan kovalen koordinasi.

Nah…, sekarang pasti Anda lebih memahami tentang Asam dan basa lewis.

Sudahkah Anda berhasil menuliskan reaksi-reaksi kimia yang terjadi pada peristiwa hujan asam pada tayangan 10.3.2?

Lantas, senyawa manakah yang bersifat asam lewis atau basa lewis pada persamaan reaksi tersebut? Coba anda lengkapi reaksi berikut ini:

 

Hasil reaksi oksida nonlogam (CO₂, SO₃, dan NO₂) yang Anda tuliskan adalah reaksi pembentukan asam. Namun, Anda juga harus mengetahui bahwa selain oksida nonlogam terdapat oksida logam seperti CaO, Na₂O, K₂O, SrO, dan BaO akan membentuk senyawa basa dalam air.

Na₂O(s)  +  H₂O(l)   →  2NaOH(aq)

Secara rinci, reaksi tersebut dapat digambarkan melalui reaksi ion bersihnya.

Ion O^2-  dalam oksida logam (Na₂O) akan bertindak sebagai basa lewis dengan menyerahkan pasangan elektron bebasnya pada ion H⁺ dalam H₂O sehingga membentuk ion hidroksida.

Coba Anda perhatikan reaksi antara oksida logam dengan air dan oksida nonlogam dengan air. Ternyata seperti halnya Bronsted-Lowry, teori asam basa lewis pun dapat menjelaskan adanya senyawa amfoter dalam hal ini adalah air (H₂O).

Dari beberapa reaksi yang sudah Anda pelajari, dapatkah Anda menjelaskan tentang keunggulan dan kelemahan teori asam basa lewis?

Beberapa keunggulan dari asam basa lewis adalah sebagai berikut:

1.    Dapat menerangkan asam basa tanpa melibatkan ion hidrogen ataupun proton

2.    Dapat menjelaskan tentang reaksi pada oksida asam dan oksida basa

3.    Dapat menjelaskan tentang sifat asam basa pada makromolekul seperti DNA dan RNA

Sedangkan kelemahannya adalah asam basa lewis hanya dapat menjelaskan asam basa yang memiliki pasangan elektron bebas saja.

Jadi, dapatkah Anda simpulkan apa yang dimaksud asam dan basa menurut G.N. Lewis?

Good Job…, Pada kegiatan ini, Anda telah mengetahui teori asam basa menurut Lewis sebagai berikut: 

MARI BERAKSI

 Apakah anda sudah memahami teori asam basa menurut Lewis? Untuk mengetahuinya, Anda dapat mengerjakan tes dalam “Anda beraksi” dan dapat menilai hasilnya 

Jawablah pertanyaan dibawah ini!

1.    Apa definisi Lewis mengenai asam dan basa? Mengapa definisi itu lebih umum dibandingkan defenisi Bronted-Lowry?

2.    Dari segi orbital dan susunan elektron, apa yang harus ada dalam molekul atau ion agar dapat bertindak sebagai asam lewis? apa yang harus ada pada molekul atau ion agar dapat bertindak sebagai basa lewis?

3.    Golongkan spesi berikut sebagai asam Lewis atau basa Lewis!

a.    CO₂

b.    K₂O

c.     NH₃

d.    OH^-

e.    AlCl₃

4.    Jelaskan reaksi berikut berdasarkan teori Lewis tentang asam dan basa! Tuliskan persamaan reaksi dengan menggunakan struktur lewisnya!

AlCl₃(s)  +  Cl^-(aq)    →  AlCl₄ ^–(aq) 

MARI TERAPKAN

Jawablah  pertanyaan dibawah ini!

Tuliskan masing-masing lima contoh asam kuat dan basa kuat yang Anda ketahui beserta rumus kimianya dalam tabel berikut:

 

Asam Kuat	Basa Kuat

 

KIMIA BERKARAKTER 

Dari ketiga teori asam dan basa, semuanya menunjukkan suatu hubungan yang saling terpadu antara asam dan basa. Ini juga harus terjadi dalam kehidupan sehari-hari.

Dalam teori asam basa Lewis, suatu reaksi asam basa akan terjadi ketika ada spesi yang bertindak sebagai asam yang menerima pasangan elektron bebas dari senyawa basa.

Spesi yang memiliki pasangan elektron bebas akan bertindak sebagai basa, sedangkan spesi lainnya bertindak sebagai asam dengan menyediakan ruang kosong untuk pasangan lelektron bebas. Hubungan yang sangat baik.

Begitupun manusia, seharusnya kita terbuka untuk berteman dengan siapa saja untuk menjalin hubungan yang baik. Ada saatnya kita bersifat asam, adakalanya basa. Bersahabat membuat dunia menjadi lebih berwarna. Apapun yang kita lakukan hendaknya bermanfaat untuk orang lain.

Jadi…sebagai para peneliti muda, teruslah berkarya untuk kebaikan bangsa. Anda dapat melihat film pendek ini untuk menjadi motivasi dalam perjalanan mencapai cita-cita.

Selamat menyaksikan…..

Film pendek : Seratus

Sumber :  https://youtu.be/AaL0v9Cuv30

 

HASIL AKSI

 Anda sudah kerjakan soal-soal dalam “Anda beraksi” ?

PENYELESAIAN SOAL AKSI DAN TERAPAN

 Anda dapat menghitung nilai yang Anda peroleh menggunakan rumus berikut ini:

 Jumlah nilai =  Jumlah skor yang benar

 Anda dapat menghitung nilai yang Anda peroleh menggunakan rumus berikut ini:

 Penghitungan nilai =  Jumlah skor : 1,5

 

Jika nilai  yang Anda peroleh lebih besar dari 75 maka Anda dapat melanjutkan ke materi penentuan pH. Namun, jika nilai Anda dibawah 75 maka Anda harus mencoba mengulang kembali materi asam basa Lewis.

 

S E M A N G A T…!

 

INFORMASI LEBIH LANJUT

GLOSARIUM

Asam diprotik	suatu asam yang mengandung dua proton
Asam  monoprotik	suatu asam yang mengandung dua proton
Ionisasi	pengionan, proses menghasilkan ion
Lewis, asam	spesi yang dapat menerima pasangan elektron bebas (akseptor proton)
Lewis, basa	spesi yang dapat memberikan pasangan elektron bebas (donor proton)
Orbital	daerah atau ruang di sekitar inti atom yang melukiskan kebolehjadian ditemukannya elektron

 

SUMBER GAMBAR

1.    Gua kapur                                  : http://sofhlmu.blogspot.com

2.    Pesawat ruang angkasa          : http://news.liputan6.com

3.    Lewis                                          : http://de.wikipedia.org    

 

TAYANGAN VIDEO

 Terjadinya hujan asam             : https://youtu.be/bAZ9h2Uos2Y

 

FILM PENDEK: Seratus https://youtu.be/AaL0v9Cuv30

 

DAFTAR PUSTAKA

James E. Brady. 1998. Kimia Universitas Azas & Struktur (General Chemistry Principles & Structure). Edisi Kelima. Jilid satu. Diterjemahkan oleh: Sukmariah Maun, dkk. 1998. Jakarta: Binarupa Aksara

John.A.Olmsted & Gregory.M.Williams. 2005. CHEMISTRY. Edisi keempat. John willey & Sons.inc

Raymond Chang. 2003. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti (General Chemistry: The Essential Concepts). Edisi Ketiga. Jilid satu. Diterjemahkan oleh Suminar Setiati Achmadi. 2005. Jakarta: Erlangga

Ralph. H. Petrucci. 1985. Kimia Dasar: Prinsip dan Terapan Modern. Edisi keempat. Jilid dua. Diterjemahkan oleh Suminar Achmadi,Ph.d.1987.Jakarta:Erlangga

Saptono Nugrohadi dan Sukisman Purtadi. 2007. Kimia 2 untuk SMA/MA Kelas XI. Edisi Pertama. Jakarta: Balai Pustaka

Sutrisna dan Lisa Listiani. 2006. Spektrum Kimia untuk SMA/MA Kelas XI IPA. Bandung