KEASAMAN DAN KEBASAAN SENYAWA ORGANIK

Terdapat beberapa teori asam basa yang umum dikenal dalam ilmu kimia, diantaranya:

1. Konsep Asam-Basa Arrhenius

       Menurut konsep ini, suatu zat yang dapat memberikan ion hidrogen digolongkan sebagai asam dan yang dapat memberikan ion hidroksida digolongkan sebagai basa. Namun, teori ini memiliki keterbatasan sebab ada senyawa yang larutannya dalam pelarut air bersifat asam tapi tidak mempunyai kemampuan untuk memberikan ion hidrogen, sebagai contoh adalah CO2.

2. Konsep Asam-Basa Brønsted-Lowry

       Menurut teori ini, suatu asam adalah molekul yang dapat memberikan proton sementara basa adalah molekul yang dapat menerima proton. Hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut:

Persamaan diatas menunjukkan bahwa pada setiap asam berhubungan dengan suatu basa yang disebut dengan basa konjugasi, dan suatu basa berhubungan suatu asam yang dikenal dengan asam konjugasi. 

3. Konsep Asam-Basa Lewis

       Menurut teori ini, asam didefinisikan sebagai suatu zat yang dapat menerima pasangan elektron dan basa adalah suatu zat yang dapat memberikan pasangan elektron. Konsep ini bersifat lebih umum dan mencakup lebih luas senyawa. Salah satunya adalah reaksi asam-basa berikut.

       Di dalam teori orbital molekul, trimetilamin mempunyai satu pasangan elektron bebas pada nitrogen, dan boron triklorida mempunyai obital kosong pada boron. Orbital kosong pada boron akan diisi pasangan elektron dari nitrogen. 

Efek Struktur Pada Kekuatan Asam-Basa

       Struktur suatu molekul dapat mempengaruhi keasaman atau kebasaannya melalui beberapa cara. Perbedaan kecil dalam hal keasaman atau kebasaan antara molekul-molekul yang mirip adalah suatu hal yang sangat sulit untuk diinterpretasi. 

Efek Resonansi

       Gugus hidroksil adalah suatu gugus fungsi asam yang dipengaruhi dengan kuat oleh substituennya. Keasaman alkohol begitu lemah untuk dapat dinilai terurai di dalam air, tetapi keberadaan gugus-gugus seperti C=O atau SO2 di sampingnya akan sangat melemahkan ikatan O-H terhadap heterolisis. Peristiwa ini biasa dinamakan dengan efek resonansi. Pergeseran pasangan elektron bebas oksigen yang diikuti dengan pergeseran elektron ikatan-? ke oksigen yang lain dalam struktur resonansi 1 menghasilkan struktur resonansi 2.

Munculnya muatan positif pada atom oksigen dalam struktur 2 akan melemahkan ikatan O-H, dan pelepasan H+ akan menghilangkan muatan tersebut. 

Resonansi juga dapat menstabilkan suatu basa konjugasi yang dihasilkan dalam peruraian asam sehingga asam tersebut mempunyai sifat keasaman yang lebih tinggi daripada yang diharapkan. Sebagai contoh ditemukan dalam fakta di mana keasaman asam karboksilat (3) jauh lebih tinggi dibanding dengan keasaman alkohol primer (6). Ion RCOO- (4 dan 5) distabilkan oleh resonansi yang tidak tersedia pada ion RCH2O- (7). Perlu dicatat bahwa kestabilan ion RCOO- bukan hanya karena bentuk struktur-struktur resonansinya yang ekuivalen tetapi juga karena muatan negatifnya tersebar pada kedua atom oksigen sehingga muatan lebih tidak terkonsentrasi dibanding dengan muatan negatif yang ada pada RCH2O-.

Efek Induksi
Faktor lain yang biasanya juga sangat berpengaruh pada sifat keasaman adalah adanya efek medan. Salah contoh di mana efek medan berpengaruh pada keasaman adalah perbedaan keasaman antara asam asetat (8) dengan asam nitroasetat (9).

       Kedua struktur molekul di atas hanya berbeda pada substitusi NO2 terhadap H. Oleh karena gugus NO2 adalah gugus penarik elektron yang kuat maka gugus ini menarik kerapatan elektron dari gugus bermuatan negatif (COO-) dalam anion asam nitroasetat. Hal ini teramati pada nilai pKa asam nitroasetat yang kira-kira 1000 lebih kuat daripada asam asetat. Suatu efek yang dihasilkan dari penarikan elektron dari pusat muatan negatif adalah suatu efek penstabilan karena menyebarkan muatan sehingga menurunkan kerapatannya. Dengan demikian, gugus –I meningkatkan keasaman asam tak bermuatan seperti asetat karena menyebarkan muatan negatif anionnya.

       Gugus -I juga meningkatkan keasaman asam bermuatan. Sebagai contoh, jika asam bermuatan +1 (dan basa konjugasinya adalah basa tak bermuatan), gugus –I mendestabilkan pusat positif (dengan meningkatkan muatan positif) asam, dan destabilisasi akan hilang ketika proton terlepas. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa gugus yang menarik elektron melalui efek medan akan meningkatkan keasaman dan menurunkan kebasaan, sedangkan gugus pendorong elektron akan bertindak ke arah sebaliknya.

PERTANYAAN:

1.  Jelaskan mana yang lebih asam antara senyawa Trimetilamin atau amoniak?

2.  Pada pelarutan asam asetat di dalam air yang dituliskan dalam kesetimbangan sebagai berikut:

Jelaskan, mana yang berperan sebagai asam dan mana yang berperan sebagai basa berdasarkan konsep asam-basa Bronsted Lowry.

Referensi:
Firdaus,M.S. 2013. Modul Pembelajaran Matakuliah Kimia Organik Fisik II. Makassar: Universitas        Hasanuddin Press.