Non-Aqueous Media: Asam-Basa Di Pelarut Non-Air

Kembali lagi bersama aku mhamhank di pembahasan materi, kali ini ada bahan request dari mhamhank Quenin: Non-Aqueous Media. Selama ini bahasan asam-basa selalu dalam pelarut air, namun semua berubah semenjak pelarut bukan air (atau yang disebut juga non-aqueous media) menyerang. Kini kita harus mereformasi konsep asam-basa yang selama ini keliru. Berikut ini sekian dari beberapa “kekeliruan” tersebut:

Keliru 1: Asam ialah larutan yang pH nya dibawah 7

Pernyataan ini tepat, apabila pelarut yang dipakai ialah air dan diasumsikan K_w = 10^-14. Pada keadaan ini, pH netral ialah 7, di bawah 7 disebut asam dan diatas 7 di sebut basa.

Keliru 2: Asam ialah yang menambah H₃O⁺, basa ialah yang menambah OH^–

Pernyataan ini tepat, sekali lagi apabila pelarutnya air. Apabila pelarut bukan air, spesi asam basa nya berbeda.

Keliru 3: Senyawa-senyawa menyerupai CH₃COOH atau HF niscaya berperan sebagai asam

Suatu senyawa punya tugas berbeda pada pelarut berbeda. Dua senyawa di atas berperan sebagai asam dalam pelarut air, tapi belum tentu begitu dalam pelarut lain.

So… bagaimana konsep asam-basa yang benar?

Pertama-tama mari kita mengenal jenis-jenis pelarut non-air atau non-aqueous media. Pelarut menyerupai air, HF, NH₃, asam sulfat, kita disebut sebagai pelarut protik sebab dalam proses ionisasinya mensolvasi H⁺. Kelompok kedua ialah pelarut yang terionisasi tapi tidak mensolvasi H⁺, kita sebut kelompok ini sebagai pelarut aprotik, contohnya N2O4 (terionisasi menjadi NO⁺ dan NO₃^–). Kelompok pelarut yang tidak terionisasi tidak mempunyai properti asam-basa, contohnya pelarut hidrokarbon yang non-polar atau pelarut pengkoordinasi (eter, keton).

Definisi asam dan basa perlu dijelaskan secara solvent-oriented: asam ialah spesi yang menaikkan jumlah spesi kation pelarut, dan basa ialah spesi yang menaikkan jumlah spesi anion pelarut. Misalnya?

Contoh termudah ialah pelarut ammonia. Berikut ini auto-ionisasi ammonia:

$\ce {2 NH3(l) <=> NH4+(am) + NH2- (am)}$

Asam dalam pelarut ammonia ialah spesi yang menaikkan konsentrasi ion ammonium (NH₄⁺) dan basa ialah spesi yang menaikkan konsentrasi ion amida (NH₂^–). Perhatikan spesinya, ammonia di sini ialah pelarut dan spesi ion-ionnya bukan aq sebab aqueous berarti terlarut dalam air. Contoh lainnya:

$\ce {2 CH3COOH(l) <=> CH3COOH2+(ac) + CH3COO- (ac)}$

Dalam pelarut asam asetat, asam ialah spesi yang meningkatkan konsentrasi ion CH₃COOH₂⁺ dan basa ialah yang meningkatkan konsentrasi CH3COO^–. Contoh sekali lagi, yaitu pelarut HF:

$\ce {3 HF(l) <=> H2F+(hf) + HF2- (hf)}$

Asam atau Basa dalam Non-Aqueous Media?

Dapat ditarik beberapa kesimpulan dari definisi singkat di atas. Pertama, dari pengertian singkat di atas kalian niscaya sanggup memahami bahwa tidak selamanya larutan dengan pH dibawah 7 itu asam. Dalam pelarut ammonia yang asumsikan K_am = 10^-30, larutan asam ialah larutan yang pH nya dibawah 15. Untuk pelarut yang nilai K_solvent = 10^-4, asam ialah larutan yang pH nya di bawah 2.

Kedua, H₃O⁺ ialah asam dan OH^– ialah basa hanya di pelarut air. Asumsikan kita punya larutan air dalam ammonia, akan terjadi reaksi menyerupai ini:

$\ce {NH3(l) + H2O(am) <=> NH4+ (am) + OH- (am)}$

Meskipun ada menambah OH^–, namun berdasarkan definisi larutan ini sifatnya asam sebab menaikkan kation dari pelarut (NH₄⁺). Contoh lain, air dalam pelarut asam sulfat (H₂SO₄), terjadi reaksi berikut:

$\ce {H2SO4(l) + H2O(sf) <=> H3O+ (sf) + HSO4-(sf)}$

Meskipun spesi H₃O⁺ bertambah di larutan ini, namun berdasarkan definisi larutan ini basa sebab menaikkan spesi HSO₄^–.

Ketiga, spesi yang kita kenal sebagai asam dan basa di air, belum tentu mempunyai sifat yang sama di pelarut lain. Misalnya, asam asetat ialah asam dalam air, namun basa dalam pelarut asam sulfat:

$\ce {H2SO4(l) + CH3COOH(sf) <=> CH3COOH2+(sf) + HSO4-(sf)}$

Garam

Garam di non-aqueous media pun berbeda dengan di pelarut air! Misal, NaOH ialah basa berpengaruh di pelarut air, namun di pelarut ammonia, NaOH ialah garam. NaOH diperoleh dari reaksi berikut:

$\ce {NH4OH(am) + NaNH2(am) -> 2 NH3(l) + NaOH(am)}$

NaCl juga merupakan garam menyerupai NaOH, sebab diperoleh dari reaksi berikut:

$\ce {NH4Cl(am) + NaNH2(am) -> 2 NH3(l) + NaCl(am)}$

Ammonium klorida yang kita kenal sebagai garam lemah di pelarut air, sifatnya ialah asam di pelarut ammonia:

$\ce {NH4Cl(am) -> NH4+(am) + Cl-(am)}$

Misal lagi nih, KF ialah garam basa lemah di pelarut air, namun KF ialah basa dalam pelarut HF:

$\ce {KF(hf) + HF(l) -> K+(hf) + HF2-(hf)}$

Perhitungan pH

Perhitungan pH di non-aqueous media sama saja dengan air (dengan perkiraan konstanta dielektrik dan aneka macam parameter lainnya diabaikan). Kalian sanggup juga memakai MBCB dengan aman, namun ingat yang berubah dari dari perhitungan pH ialah nilai K_solvent. Misalnya, di pelarut air kita gunakan K_w = 10^-14, sedangkan di pelarut ammonia kita gunakan K_am sekitar 10^-30. Definisi pH pun bukan lagi -log[H₃O⁺] melainkan -log[H-Solvent⁺], contohnya di pelarut ammonia, pH = -log[NH₄⁺].

Superacid…

Anda mungkin hanya mengenal superacid dari meme yang beredar luas di internet 🙂 Superacid ialah asam yang lebih berpengaruh dari asam sulfat pekat. Superacid tidak sanggup hadir di pelarut air, namun sanggup dalam pelarut HF dan HSO₃F, contohnya H₂F⁺SbF₆^–. Ini sebab setiap pelarut punya “rentang pH” sendiri-sendiri. Air ialah pelarut yang “kurang acidic” untuk menampung superacid.

Pelarut Aprotik?

Bagaimana apabila pelarut non-air (non-aqueous media) tersebut sifatnya aprotik? Sama saja kok sesuai definisinya, contohnya mari kita lihat pelarut BrF₃:

$\ce {2 BrF3(l) <=> BrF2+ + BrF4-}$

Sama saja kok, asam ialah spesi yang menaikkan BrF₂⁺ dan basa ialah spesi yang menaikkan konsentrasi BrF₄^–. Misal, HF bersifat asam sebab menaikkan BrF₂⁺:

$\ce {BrF3(l) + HF(bf) -> BrF2+(bf) + HF2-(bf)}$

Reaksi di luar Asam-Basa…

Non-aqueous media menyimpan kisah unik wacana reaksi kimia. Misalnya, dalam pelarut ammonia, reaksi pengendapan yang unik berikut terjadi:

$\ce {KNO3 + AgCl -> KCl v + AgNO3}$

KCl mengendap. Sesuatu yang terdengar gila bukan? Reaksi “wow” lainnya ialah pembentukan elektrida dengan melarutkan logam natrium ke ammonia:

$\ce {Na(s) + NH3(l) -> Na(NH3)6+(am) + e-(am)}$

Larutan berwarna biru ini perlahan-lahan terdekomposisi menghasilkan NaNH₂. Untuk reaksi-reaksi di luar asam-basa semacam ini, silahkan eksklusif konsultasi ke kitab anorganik Housecroft.

Sumber https://olimpiadekimia.com

Share this post