KONTROL KINETIK DAN KONTROL TERMODINAMIK SENYAWA ORGANIK

KONTROL KINETIK DAN KONTROL TERMODINAMIK SENYAWA ORGANIK

        Beberapa reaksi kimia mempunyai kemampuan untuk menghasilkan lebih dari satu produk. Jumlah relatif dari produk yang dihasilkan lebih sering tergantung pada kondisi reaksi saat reaksi berlangsung. Perubahan pada jumlah reaktan, waktu, temperatur, dan kondisi yang lain dapat memperngaruhi distribusi pembentukan produk dari reaksi kimia tersebut. Alasannya dapat dimengerti dari dua konsep penting yaitu:

1. Stabilitas relatif secara termodinamik dari produk yang dihasilkan.

2. Kecepatan relatif secara kinetik pada saat produk terbentuk.

Kinetika berkaitan kecepatan reaksi, termodinamika  berkaitan dengan stabilitas 

intermediet atau produk yang terjadi.

termodinamik dan kinetik

1. Persyaratan Termodinamik untuk Reaksi

            Subyek yang sangat penting dalam termodinamika adalah keadaan kesetimbangan, maka termodinamika adalah metoda yang sangat penting untuk mejajaki keadaan kesetimbangan suatu reaksi kimia. Untuk terjadinya reaksi secara spontan, energi bebas produk harus lebih rendah daripada energi bebas reaktan, yakni ΔG harus negatif. Reaksi dapat saja berlangsung melalui jalan lain, tapi tentu saja hanya jika energi bebas ditambahkan. Energi bebas terbuat dari dua komponen yaitu entalpi H dan entropi S. Kuantitastersebut dihubungkan dengan persamaan:

                                                ΔG = ΔH – TΔS

             Perubahan entalpi dalam suatu reaksiterutama adalah perbedaan energi ikat (meliputi energi resonansi, tegangan, dan solvasi) antarareaktan dengan produk. Perubahan entalpi dapat dihitung dengan menjumlahkan semua energi ikatan yang putus, kemudian dikurangi dengan jumlah energi semua ikatan yang terbentuk, dan ditambahkan dengan perubahan energiresonansi, tegangan, atau energi solvasi.

             Perubahan entropi menyatakan ketidak teraturan atau kebebasan sistem. Semakin tidak teratur suatu sistem maka semakin tinggi entropinya. Kondisi yang lebih disukai di alam adalah entalpi rendah dan entropi tinggi; dan di dalam sistem reaksi, entalpi spontan menurun sedangkan entropi spontan meningkat. Bagikebanyakn reaksi, pengaruh entropi adalah kecildan entalpi yang paling utama menentukan apakah reaksi dapat terjadi secara spontan. Akan tetapi dalam reaksi jenis tertentu, entropi adalah penting dan dapat mendominasi entalpi.

Berikut ini akan dibicarakan contoh tentang hal tersebut.

Di dalam suatu reaksi dalam mana jumlah molekul produk sebanding dengan molekul reaktannya (contoh, A + B → C + D), pengaruh entropi biasanya kecil; tapi jika jumlah molekuknya meningkat (contoh, A → B + C), ada tambahan entropi yang besar karena jika lebih banyak molekul maka lebih banyak pula kemungkinan susunan dalam ruang. Reaksidalam mana terjadi pemecahan molekul menjadi dua atau lebih bagian maka secara termodinamika lebih disukai karena faktorentropi. Sebaliknya, reaksi dalam mana jumlah molekul produk lebih sedikit daripada molekul reaktannya akan memperlihatkan penurunan entropi, dan dalam hal seperti itu maka harus ada penurunan entalpi yang besar juga untuk mengatasi perubahan entropi yang tidak diinginkan itu.

2. Persyaratan Kinetik Reaksi

        Kinetika kimia adalah bahagian ilmu kimia fisika yang mempelajari laju reaksi kimia, faktor-faktor yang mempengaruhinya serta penjelasan hubungannya terhadap mekanisme reaksi. Reaksi yang dapat berlangsung tidak hanyakarena menpunyai ΔG negatif. ΔG yang negatif memang suatu hal yang penting tapi bukan suatu persyaratan yang cukup untuk berlangsungnyasuatu reaksi secara spontan. Sebagai contoh,reaksi antara H₂ dengan O₂ untuk menghasilkan H₂O mempunyai ΔG negatif, tapi campuran H₂dan O₂ dapat disimpan pada suhu kamar selama berabad-abad tanpa adanya reaksi yang berarti. Untuk terjadinya reaksi maka variabel energibebas aktivasi ΔG^‡ harus ditambahkan. Situasiini diilustrasikan dalam Gambar 1. yang merupakan profil energi untuk reaksi satu tahaptanpa spesies-antara. Dalam gambar seperti ini,absis menandai kemajuan reaksi. ΔGf^‡ adalah energi bebas aktivasi untuk reaksi maju.

      Di dalam teori keadaan transisi, startingmaterial dan kompleks teraktivasi dipertimbangkan ada dalam kesetimbangan dengan tetapan kesetimbangan K^‡. Menurut teoriini, semua kompleks teraktivasi terus berubah menjadi produk dengan kecepatan yang samasehingga tetapan kecepatan reaksi hanyatergantung pada posisi kesetimbangan antara starting material dengan kompleks teraktvasi, yaitu nilai K^‡ ΔG^‡ dihubungkan ke K^‡ dengan persamaan. ΔG^‡ = -2,3RT log K^‡ sehingga suatunilai ΔG^‡ yang lebih tinggi adalah disertai dengansuatu tetapan kecepatan yang lebih kecil.Kecepatan hampir semua reaksi meningkatdengan meningkatnya suhu karena penambahan energi dapat membantu molekul melewati rintangan energi aktivasi. Sejumlah reaksi tidak mempunyai energi bebas aktivasi sama sekali, berarti K^‡ tidak terbatas dan hampir semuatumbukan mengarah kepada reaksi. Proses seperti itu dikatakan terkontrol difusi (diffusion-controlled).

      Seperti halnya ΔG, ΔG^‡ terbentuk dari komponen entalpi dan entropi. ΔG^‡ = ΔH^‡ - TΔS^‡Entalpi aktivasi (ΔH^‡) adalah perbedaan energiikatan (meliputi energi tegangan, resonansi dansolvasi) antara senyawa starting material dengankeadaan transisi. Di dalam kebanyakan reaksi, ikatan-ikatan telah putus atau putus secara parsial pada sesaat keadaan transisi tercapai; energi yang penting untuk hal ini adalah ΔH^‡. Adalah benar bahwa tambahan energi akan disuplai oleh pembentukan ikatan baru, tapi jikahal ini terjadi setelah keadaan transisi maka halini hanya dapat berpengaruhi pada ΔH dan bukan ΔH^‡.

       Entropi aktivasi (ΔS^‡) yang merupakan perbedaan entropi antara senyawa starting material dengan keadaan transisi menjadi penting jika dua molekul yang bereaksi saling mendekati satu sama lain dalam suatu orientasi spesifik untuk terjadinya reaksi. Sebagai contoh, reaksi antara alkil klorida non-siklik sederhanadengan ion hidroksida menghasilkan alkena terjadi hanya jika dalam keadaan transisi, reaktan berorientasi seperti yang diperlihatkan. Bukan hanya OH- mendekati hidrogen tersebut tetapi hidrogen harus berorientasi anti terhadap klor.

Ketika dua molekul pereaksi bertabrakan, jika OH^- akan mendekati atom klor atau dekat R¹ atauR², tidak ada reaksi yang dapat terjadi. Untuk terjadinya reaksi, molekul-molekul harusmelepaskan kebebasan yang dimiliki secaranormal untuk menerima banyak susunan yang mungkin dalam ruang dan mengadopsi hanya satu yang mengarah kepada terjadinya reaksi.Jadi melibatkan penghilangan entropi, yakni S^‡adalah negatif. Entropi aktivasi juga bertanggung jawab terhadap sulitnya penutupan cincin yang lebih besar daripada cincin beranggota enam. Untuk terjadinya reaksi penutupan cincin, dua gugus pada ujung rantai harus bertemu. Akan tetapi semakin banyak jumlah karbon makasemakin banyak pula konformasi yang mungkin,dan hanya sedikit dari konformasi tersebut yang ujung-ujungnya saling berdekatan. Jadi pembentukan keadaan transisi mengharuskan penghilangan entropi yang lebih besar.

3. Kontrol Kinetik dan Kontrol Termodinamik

      Ada banyak hal dalam mana suatu senyawa di bawah kondisi reaksi yang diberikan dapat mengalami reaksi kompetisi menghasilkan produk yang berbeda.

                                                           

 Memperlihatkan profil energi-bebas untuk suatu reaksi dalam mana B lebih stabil secara termodinamika daripada C (ΔG lebih rendah), tapi C terbentuk lebih cepat (ΔG^‡ lebih rendah). Jika tidak ada satupun reaksi yang revesibel maka C akan terbentuk lebih banyak karenaterbentuk lebih cepat. Produk tersebut dikatakanterkontrol secara kinetik (kinetically controlled).Akan tetapi, jika reaksi adalah reversibel makahal tersebut tidak menjadi penting. jika proses dihentikan sebelum kesetimbangan tercapai maka reaksi akan dikontrol oleh kinetik karenaakan lebih banyak diperoleh produk yang cepatterbentuk. Akan tetapi jika reaksi dibiarkansampai mendekati kesetimbangan maka produk yang akan dominan adalah B. di bawah kondisi tersebut, C yang mula-mula terbentuk akankembali ke A, sementara B yang lebih stabil tidak berkurang banyak. Maka dikatan bahwa produkterkontrol secara termodinamik (thermodynamically controlled). Tentu saja Gambar 3. tidak menggambarkan semua reaksidalam mana senyawa A dapat memberikan duaproduk. Di dalam banyak hal, produk yang lebih stabil adalah juga merupakan produk lebih cepat terbentuk. Di dalam hal yang demikian, produk kontrol kinetik adalah juga produk kontrol termodinamika.

KONTROL KINETIK DAN TERMODINAMIK DALAM REAKSI KARBONIL 

        Dalam reaksi dikenal istilah kemoselektivitas dan regioselektivitas. Kedua selektivitas 
tersebut dapat dikontrol dengan cara kinetika dan termodinamika. Namun sebelumnya, 
apakah pengertian kemoseletivitas dan regioselektivitas? 
        Kemoselektivitas adalah memilih untuk dapat mereaksikan salah satu gugus fungsional 
dari dua gugus yang berada pada satu molekul. Contoh pada senyawa karbonil, yang 
bisa berperan sebagai nukleofil (sebagai enolat) dan juga elektrofil. 

                                 
Regioselektivitas adalah memilih untuk dapat mereaksikan salah satu dari gugus 
fungsional yang sama pada satu molekul. Contoh keton asimetris, yang memiliki dua 
atom C alfa yang bisa berperan sebagai nukleofil. 
                                                   
Pengertian kinetik dan termodinamik enolat 
Senyawa karbonil yang memiliki H alfa jika diperlakukan pada kondisi asam, akan 
membentuk  enol, sedangkan pada kondisi basa membentuk ion enolat. Kondisi asam 3 
termasuk kontrol termodinamik karena mengacu pada kestabilan intermediet (enol). 
Sedangkan kondisi basa, termasuk kontrol kinetik karena mengacu pada terbentuknya 
ion enolat yang berjalan cepat. 
Perlakuan metil keton dengan LDA biasanya menghasilkan hanya lithium enolat pada 
sisi metil. Enolat ini terbentuk cepat, dan berikutnya dikenal dengan nama enolat 
kinetik. Alasan terbentuk cepat: 
a. proton pada gugus metil adalah lebih asam 
b. terdapat tiga H alfa pada sisi metil dibandingkan 2  H alfa pada sisi lainnya 
c. terdapat hambatan sterik pada penyerangan LDA pada  sisi lain dari gugus 
karbonil. 
                              
Contoh sederhana yaitu kondensasi antara pentan-2-on dengan butanal menghasilkan 
produk aldol kemudian mengalami dehidrasi menjadi enone (oct-4-en-3-on) dengan 
katalis asam. 

pertanyaan !
Bagaimana hubungan suhu dan konsentrasi dalam kontrol termodinamik ?

RADIKAL BEBAS

RADIKAL BEBAS

                           

          Radikal bebas adalah molekul yang kehilangan satu buah elektron dari pasangan elektron bebasnya atau merupakan hasil pemisahan homolititk suatu ikatan kovalen. Akibat pemecahan homolitik, suatu molekul akan terpecah menjadi radikal bebas yang mempunyai elektron tak berpasangan. Elektron memerlukan pasangan untuk menyeimbangkan nilai spinnya., sehingga molekul radikal menjadi tidak stabil dan mudah sekali bereaksi dengan molekul lain, membentuk radikal baru. Radikal bebas dapat dihasilkan dari hasil metabolisme tubuh tubuh dan faktor eksternal seperti asap rokok, hasil penyinaran ultraviolet, zat pemicu radikal dalam makanan dan polutan lain. Penyakit yang disebabkan oleh radikal bebas bersifat kronis, yaitu dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk penyakit tersebut menjadi nyata.
                                                   

Sumber radikal bebas

Sumber radikal bebas, baik endogenus maupun eksogenus terjadi melalui sederetan mekanisme reaksi. Yang pertama pembentukan awal radikal bebas (inisiasi), lalu perambatan atau terbentuknya radikal baru (propagasi), dan tahap terakhir (terminasi), yaitu pemusnahan atau pengubahan menjadi radikal bebas stabil dan tak reaktif.

Sumber endogenus dapat melewati autoksidasi, oksidasi enzimatik, fagositosis dalam respirasi, transpor elektron di mitokondria, oksidasi ion-ion logam transisi, atau melalui ischemic. Autoksidasi adalah senyawa yang mengandung ikatan rangkap, hidrogen alilik, benzilik atau tersier yang rentan terhadap oksidasi oleh udara. Contohnya lemak yang memproduksi asam butanoat, berbau tengik setelah bereaksi dengan udara. Oksidasi enzimatik menghasilkan oksidan asam hipoklorit. Di mana sekitar 70-90 % konsumsi O₂ oleh sel fagosit diubah menjadi superoksida dan bersama dengan `OH serta HOCl membentuk H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> dengan bantuan bakteri. Oksigen dalam sistem transpor elektron menerima 1 elektron membentuk superoksida. Ion logam transisi, yaitu Co dan Fe memfasilitasi produksi singlet oksigen dan pembentukan radikal `OH melalui reaksi Haber-Weiss: H₂O₂ + Fe²⁺ —> `OH + OH^- + Fe³ +. Secara singkat, xantin oksida selama ischemic menghasilkan superoksida dan xantin. Xantin yang mengalami produksi lebih lanjut menyebabkan asam urat.

Sedangkan sumber eksogenus radikal bebas yakni berasal dari luar sistem tubuh, diantaranya sinar UV. Sinar UVB merangsang melanosit memproduksi melanin berlebihan dalam kulit, yang tidak hanya membuat kulit lebih gelap, melainkan juga berbintik hitam. Sinar UVA merusak kulit dengan menembus lapisan b.

                                      

Apa Bahaya Radikal Bebas?
Radikal bebas yang mengambil elektron dari sel tubuh manusia dapat menyebabkan perubahan struktur DNA sehingga timbullah sel-sel mutan (sel yang sama tetapi berbeda secara genetik). Bila perubahan DNA ini terjadi bertahun-tahun, maka dapat menjadi penyakit kanker. Penyakit yang disebabkan oleh radikal bebas bersifat kronis, yaitu dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk disadari oleh penderita dan penyakitnya sudah parah.

                     

Antioksidan

Antioksidan adalah suatu zat yang dapat menghambat / memperlambat proses oksidasi. Oksidasi adalah jenis reaksi kimia yang melibatkan pengikatan oksigen, pelepasan hydrogen, atau pelepasan elektron. Proses oksidasi adalah peristiwa alami yang terjadi di alam dan dapat terjadi dimana-mana tak terkecuali di dalam tubuh kita.

cara kerja antioksidan

Radikal bebas yang terbentuk selama oksidasi berada dalam keadaan yang sangat tidak stabil sehingga memiliki kecenderungan melepaskan elektron atau menyerap elektron dari sel.

Jika di suatu tempat terjadi reaksi oksidasi dimana reaksi tersebut menghasilkan hasil samping berupa radikal bebas (·OH) maka tanpa adanya kehadiran antioksidan radikal bebas ini akan menyerang molekul-molekul lain disekitarnya. Hasil reaksi ini akan dapat menghasilkan radikal bebas yang lain yang siap menyerang molekul yang lainnya lagi. Akhirnya akan terbentuk reaksi berantai yang sangat membahayakan.

Berbeda halnya bila terdapat antioksidan. Radikal bebas akan segera bereaksi dengan antioksidan membentuk molekul yang stabil dan tidak berbahaya. Reaksi pun berhenti sampai disini.

Tanpa adanya antioksidan

Reaktan -> Produk + ·OH

• OH + (DNA,protein, lipid) -> Produk + Radikal bebas yang lain

Radikal bebas yang lain akan memulai reaksi yang sama dengan molekul yang ada diekitarnya.

Dengan adanya antioksidan

Reaktan -> Produk + ·OH

• OH + antioksidan -> Produk yang stabil

Mengapa antioksidan cenderung bereaksi dengan radikal bebas terlebih dahulu dibandingkan dengan molekul yang lain? Antioksidan bersifat sangat mudah teroksidasi atau bersifat reduktor kuat disbanding dengan molekul yang lain. Jadi keefektifan antioksidan bergantung dari seberapa kuat daya oksidasinya dibanding dengan molekul yang lain. Semakin mudah teroksidasi maka semakin efektif antioksidan tersebut.

pertanyaan !

Bagaimana prosers radikal bebas terjadi ?

teori asam basa

nama:diyah tri utami

nim:f1c111052

TEORI ASAM BASA

A.TEORI ASAM BASA ARHENIUS

• Asam adalah zat yang menghasilkan ion hidrogen dalam larutan.
• Basa adalah zat yang menghasilkan ion hidroksida dalam larutan.

Penetralan terjadi karena ion hidrogen dan ion hidroksida bereaksi untuk menghasilkan air.

• Pembatasan teori

Asam hidroklorida (asam klorida) dinetralkan oleh kedua larutan natrium hidroksida dan larutan amonia. Pada kedua kasus tersebut, kamu akan memperoleh larutan tak berwarna yang dapat kamu kristalisasi untuk mendapatkan garam berwarna putih – baik itu natrium klorida maupun amonium klorida.

Keduanya jelas merupakan reaksi yang sangat mirip. Persamaan lengkapnya adalah:

Pada kasus natrium hidroksida, ion hidrogen dari asam bereaksi dengan ion hidroksida dari natrium hidroksida – sejalan dengan teori Arrhenius.

Akan tetapi, pada kasus amonia, tidak muncul ion hidroksida sedikit pun!

anda bisa memahami hal ini dengan mengatakan bahwa amonia bereaksi dengan air yang melarutkan amonia tersebut untuk menghasilkan ion amonium dan ion hidroksida:

Reaksi ini merupakan reaksi reversibel, dan pada larutan amonia encer yang khas, sekitar 99% sisa amonia ada dalam bentuk molekul amonia. Meskipun demikian, pada reaksi tersebut terdapat ion hidroksida, dan kita dapat menyelipkan ion hidroksida ini ke dalam teori Arrhenius.

Akan tetapi, reaksi yang sama juga terjadi antara gas amonia dan gas hidrogen klorida.

Pada kasus ini, tidak terdapat ion hidrogen atau ion hidroksida dalam larutan – karena bukan merupakan suatu larutan. Teori Arrhenius tidak menghitung reaksi ini sebagai reaksi asam-basa, meskipun pada faktanya reaksi tersebut menghasilkan produk yang sama seperti ketika dua zat tersebut berada dalam larutan. Ini adalah sesuatu hal yang lucu!

2. TEORI ASAM BASA BROSTED-LOWRY

• Asam adalah donor proton (ion hidrogen).
• Basa adalah akseptor proton (ion hidrogen).

a. Hubungan antara teori Bronsted-Lowry dan teori Arrhenius

      Teori Bronsted-Lowry tidak berlawanan dengan teori Arrhenius – Teori Bronsted-Lowry merupakan perluasan teori Arrhenius. Ion hidroksida tetap berlaku sebagai basa karena ion hidroksida menerima ion hidrogen dari asam dan membentuk air. Asam menghasilkan ion hidrogen dalam larutan karena asam bereaksi dengan molekul air melalui pemberian sebuah proton pada molekul air.

       Ketika gas hidrogen klorida dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asam hidroklorida, molekul hidrogen klorida memberikan sebuah proton (sebuah ion hidrogen) ke molekul air. Ikatan koordinasi (kovalen dativ) terbentuk antara satu pasangan mandiri pada oksigen dan hidrogen dari HCl. Menghasilkan ion hidroksonium, H₃O⁺.

        Ketika asam yang terdapat dalam larutan bereaksi dengan basa, yang berfungsi sebagai asam sebenarnya adalah ion hidroksonium. Sebagai contoh, proton ditransferkan dari ion hidroksonium ke ion hidroksida untuk mendapatkan air.

Tampilan elektron terluar, tetapi mengabaikan elektron pada bagian yang lebih dalam:

Adalah sesuatu hal yang penting untuk mengatakan bahwa meskipun anda berbicara tentang ion hidrogen dalam suatu larutan, H⁺_(aq), sebenarnya anda sedang membicarakan ion hidroksonium.

b. Permasalahan hidrogen klorida / amonia

      Hal ini bukanlah suatu masalah yang berlarut-larut dengan menggunakan teori Bronsted-Lowry. Apakah anda sedang membicarakan mengenai reaksi pada keadaan larutan ataupun pada keadaan gas, amonia adalah basa karena amonia menerima sebuah proton (sebuah ion hidrogen). Hidrogen menjadi tertarik ke pasangan mandiri pada nitrogen yang terdapat pada amonia melalui sebuah ikatan koordinasi.

Jika amonia berada dalam larutan, amonia menerima sebuah proton dari ion hidroksonium:

Jika reaksi terjadi pada keadaan gas, amonia menerima sebuah proton secara langsung dari hidrogen klorida:

Cara yang lain, amonia berlaku sebagai basa melalui penerimaan sebuah ion hidrogen dari asam.

3. Pasangan konjugasi

     Ketika hidrogen klorida dilarutkan dalam air, hampir 100% hidrogen klorida bereaksi dengan air menghasilkan ion hidroksonium dan ion klorida. Hidrogen klorida adalah asam kuat, dan kita cenderung menuliskannya dalam reaksi satu arah:

     Pada faktanya, reaksi antara HCl dan air adalah reversibel, tetapi hanya sampai pada tingkatan yang sangat kecil. Supaya menjadi bentuk yang lebih umum, asam dituliskan dengan HA, dan reaksi berlangsung reversibel.

perhatikan reaksi kearah depannya

• HA adalah asam karena HA mendonasikan sebuah proton (ion hidrogen) ke air.
• Air adalah basa karena air menerima sebuah proton dari HA.
  

Akan tetapi ada juga reaksi kebalikan antara ion hidroksonium dan ion A^-:

• H₃O⁺ adalah asam karena H₃O⁺ mendonasikan sebuah proton (ion hidrogen) ke ion A^-.
• Ion A^- adalah basa karena A^- menerima sebuah proton dari H₃O⁺.
  

Reaksi reversibel mengandung dua asam dan dua basa. Kita dapat menganggapnya berpasangan, yang disebut pasangan konjugasi.

Ketika asam, HA, kehilangan sebuah proton asam tersebut membentuk sebuah basa A^-. Ketika sebuah basa, A^-, menerima kembali sebuah proton, basa tersebut kembali berubah bentuk menjadi asam, HA. Keduanya adalah pasangan konjugasi. Anggota pasangan konjugasi berbeda antara satu dengan yang lain melalui kehadiran atau ketidakhadiran ion hidrogen yang dapat ditransferkan. Jika anda berfikir mengenai HA sebagai asam, maka A^- adalah sebagai basa konjugasinya. Jika anda memperlakukan A^- sebagai basa, maka HA adalah sebagai asam konjugasinya.

       Air dan ion hidroksonium juga merupakan pasangan konjugasi. Memperlakukan air sebagai basa, ion hidroksonium adalah asam konjugasinya karena ion hidroksonium memiliki kelebihan ion hidrogen yang dapat diberikan lagi. Memperlakukan ion hidroksonium sebagai asam, maka air adalah sebagai basa konjugasinya. Air dapat menerima kembali ion hidrogen untuk membentuk kembali ion hidroksonium.

Contoh yang kedua mengenai pasangan konjugasi

Berikut ini adalah reaksi antara amonia dan air yang telah kita lihat sebelumnya:

Hal pertama yang harus diperhatikan adalah forward reaction terlebih dahulu. Amonia adalah basa karena amonia menerima ion hidrogen dari air. Ion amonium adalah asam konjugasinya – ion amonium dapat melepaskan kembali ion hidrogen tersebut untuk membentuk kembali amonia. Air berlaku sebagai asam, dan basa konjugasinya adalah ion hidroksida. Ion hidroksida dapat menerima ion hidrogen untuk membentuk air kembali. Perhatikanlah hal ini pada tinjauan yang lain, ion amonium adalah asam, dan amonia adalah basa konjugasinya. Ion hidroksida adalah basa dan air adalah asam konjugasinya.

3. TEORI ASAM BASA LEWIS

       Kelebihan Teori Asam Basa Lewis- Teori asam basa terus berkembang dari waktu ke waktu. Pada tahun 1923, seorang ahli kimia Amerika Serikat, Gilbert N. Lewis, mengemukakan teorinya tentang asam basa berdasarkan serah terima pasangan elektron. Pada umumnya definisi asam-basa mengikuti apa yang dinyatakan oleh Arrhenius atau Bronsted-Lowry, tapi dengan adanya struktur yang diajukan Lewis muncul definisi asam dan basa baru.

• Asam adalah akseptor pasangan elektron.
• Basa adalah donor pasangan elektron.

Yang menarik dalam definisi asam Lewis adalah, terdapat senyawa yang tidak memiliki hidrogen dapat bertindak sebagai asam.Beberapa kelebihan asam-basa Lewis yaitu sebagai berikut. 

a. Sama dengan teori Bronsted dan Lowry, dapat menjelaskan sifat asam, basa dalam pelarut lain atau pun tidak        mempunyai pelarut. 

b. Teori asam-basa Lewis dapat menjelaskan sifat asam-basa molekul atau ion yang mempunyai pasangan elektron bebas atau yang dapat menerima pasangan elektron bebas. Contohnya pada pembentukan senyawa komplek. 

c. Dapat menerangkan sifat basa dari zat-zat organik seperti DNA dan RNA yang mengandung atom nitrogen yang memiliki pasangan elektron bebas.

Hubungan antara teori Lewis dan teori Bronsted-Lowry

A. Basa Lewis

     Hal yang paling mudah untuk melihat hubungan tersebut adalah dengan meninjau dengan tepat mengenai basa Bronsted-Lowry ketika basa Bronsted-Lowry menerima ion hidrogen. Tiga basa Bronsted-Lowry dapat kita lihat pada ion hidroksida, amonia dan air, dan ketianya bersifat khas.

     Teori Bronsted-Lowry mengatakan bahwa ketiganya berperilaku sebagai basa karena ketiganya bergabung dengan ion hidrogen. Alasan ketiganya bergabung dengan ion hidrigen adalah karena ketiganya memiliki pasangan elektron mandiri – seperti yang dikatakan oleh Teori Lewis. Keduanya konsisten. Pada teori Lewis, tiap reaksi yang menggunakan amonia dan air menggunakan pasangan elektron mandiri-nya untuk membentuk ikatan koordinasi yang akan terhitung selama keduanya berperilaku sebagai basa.

     Berikut ini reaksi yang akan anda temukan pada halaman yang berhubungan dengan ikatan koordinasi. Amonia bereaksi dengan BF₃ melalui penggunaan pasangan elektron mandiri yang dimilikinya untuk membentuk ikatan koordinasi dengan orbital kosong pada boron.

Sepanjang menyangkut amonia, amonia menjadi sama persis seperti ketika amonia bereaksi dengan sebuah ion hidrogen – amonia menggunakan pasangan elektron mandiri-nya untuk membentuk ikatan koordinasi. Jika anda memperlakukannya sebagai basa pada suatu kasus, hal ini akan berlaku juga pada kasus yang lain.

B. Asam Lewis

       Asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. Pada contoh sebelumnya, BF₃ berperilaku sebagai asam Lewis melalui penerimaan pasangan elektron mandiri milik nitrogen. Pada teori Bronsted-Lowry, BF₃ tidak sedikitpun disinggung menganai keasamannya. Inilah tambahan mengenai istilah asam dari pengertian yang sudah biasa digunakan. Bagaimana dengan reaksi asam basa yang lebih pasti – seperti, sebagai contoh, reaksi antara amonia dan gas hidrogen klorida?

Pastinya adalah penerimaan pasangan elektron mandiri pada nitrogen. Buku teks sering kali menuliskan hal ini seperti jika amonia mendonasikan pasangan elektron mandiri yang dimilikinya pada ion hidrogen – proton sederhana dengan tidak adanya elektron disekelilingnya. Ini adalah sesuatu hal yang menyesatkan! anda tidak selalu memperoleh ion hidrogen yang bebas pada sistem kimia. Ion hidogen sangat reaktif dan selalu tertarik pada yang lain. Tidak terdapat ion hidrogen yang tidak bergabung dalam HCl.

Tidak terdapat orbital kosong pada HCl yang dapat menerima pasangan elektron.  Klor lebih elektronegatif dibandingkan dengan hidrogen, dan hal ini berarti bahwa hidrogen klorida akan menjadi molekul polar. Elektron pada ikatan hidrogen-klor akan tertarik ke sisi klor, menghasilkan hidrogen yang bersifat sedikit positif dan klor sedikit negatif.

Pasangan elektron mandiri pada nitrogen yang terdapat pada molekul amonia tertarik ke arah atom hidrogen yang sedikit positif pada HCl. Setelah pasangan elektron mandiri milik nitrogen mendekat pada atom hidrogen, elektron pada ikatan hidrogen-klor tetap akan menolak ke arah klor. Akhirnya, ikatan koordinasi terbentuk antara nitrogen dan hidrogen, dan klor terputus keluar sebagai ion klorida.

Hal ini sangat baik ditunjukkan dengan notasi "panah melengkung" seperti yang sering digunakan dalam mekanisme reaksi organik.

PERTANYAAN !

1. BAGAIMANA REAKSI MENGENAI AMONIAK DAN AIR PADA TEORI LEWIS ?

    JAWAB : 1.    Pada teori Lewis, tiap reaksi yang menggunakan amonia dan air menggunakan     pasangan elektron mandiri-nya untuk membentuk ikatan koordinasi yang akan terhitung selama keduanya berperilaku sebagai basa.

2. BAGAIMANA PROSES TERJADINYA REAKSI NETRALISASI ANTARA NH3 DAN HCl DALAM BENTUK CAIRAN ?
JAWAB : Pada reaksi tersebut terjadi transfer proton dari H3O+. Transfer proton ini dapat dinyatakan sebagai berikut: Proton adalah suatu akseptor (penerima) pasangan elektron bebas, yang menurut Lewis adalah asam. Ammonia yang memiliki pasangan elektron bebas merupakan donatur pasangan elektron bebas, 

3.  SESUAI DENGAN TEORY ASAM BASA BRONSTED-LOWRY TENTUKAN SIFAT ION HCO3- DAN CO3 -2 DALAM REAKSI BERIKUT

HCO^3-_(aq) + H₂O _(l)  ⇄    CO₃^2-_(aq) +H₃O⁺ _(aq)

JAWAB : ion HCO3- mengandung atom H lebih banyak daripada CO32-, maka dapat disimpulkan bahwa HCO3- merupakan asam dan CO32- merupakan basa.

by: henny fitriani IA 1