METAL CATION DAN OXO ANION PADA ASAM BASA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Garam telah lama dikenal dan digunakan oleh masyarakat luas. Di dalam kehidupan sehari-hari, garam dikenal sebagai bumbu masak yang memberi rasa asin pada masakan. Sementara itu, di dalam konsep kimia, garam merupakan senyawa ionik yang terbentuk melalui reaksi netralisasi antara asam dan basa dalam medium air. Ketika garam dilarutkan dalam air, larutan yang terbentuk dapat bersifat asam, basa, atau netral. Hal ini terjadi karena ion – ion dari garam akan bergerak bebas dalam larutan dan dikelilingi oleh molekul air. Proses ini disebut hidrasi. Kation dari basa kuat akan dihidrasi oleh molekul air akibat adanya baku tarik antara muatan positif kation dengan pasangan elektron bebas pada atom oksigen dari molekul air. Sementara anion dari asam kuat dapat dihidrasi melalui baku tarik dengan ujung positif dipol air. Anion semacam ini merupakan basa konjugat yang sangat lemah. Garam – garam yang mengandung kation dan anion yang tidak bereaksi dengan molekul air akan menghasilkan larutan yang bersifat netral.

            Anion – anion yang berasal dari asam lemah merupakan basa konjugat yang kuat sehingga ia mampu menarik proton dalam molekul air. Akibat penarikan proton dari molekul air oleh anion tersebut, akan tersisa ion OH^- yang menyebabkan larutan menjadi basa. Sementara itu, kation – kation dari basa lemah merupakan asam konjugat yang kuat. Kation ini mampu menarik ion OH^- dari molekul air, sehingga menyisakan H⁺ yang menyebabkan larutan bersifat asam. Reaksi antara kation atau anion dengan air tersebut dikenal sebagai reaksi hidrolisis. Hidrolisis Anion yaitu garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dan basa kuat. Hidrolisis kation yaitu garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dan basa lemah.

1.2  Tujuan Penyusunan makalah

 Adapun tujuan dari penulisan makalah ini antara lain:

1.      Menjelaskan tentang hidrasi dan hidrolisis kation

2.      Menjelaskan Oksida, asam okso, hidroksida dan anion okso

3.      Sebagai syarat dalam mengikuti perkuliahan kimia anorganik

BAB II

ISI

2.1 Pengertian Hidrasi dan Hidrolisis

            Menurut kamus besar bahasa Indonesia (KBBI), istilah hidrasi adalah proses penggabungan dengar air. Proses adanya sebuah ion dikelilingi oleh molekul-molekul air yang tersusun dalam keadaan tertentu. Hidrasi membantu menstabilkan ion-ion dalam larutan dan mencegah kation untuk bergabung kembali dengan anion. Sedangkan istilah hidrolisis menurut Kamus besar bahasa Indonesia (KBBI) adalah pemecahan senyawa kimia melalui penambahan air. Hidrolisis adalah reaksi kimia yang memecah molekul air (H₂O) menjadi kation hidrogen (H⁺) dan anion hidroksida (OH^-) melalui suatu proses kimia. Proses ini biasanya digunakan untuk memecah polimer tertentu, terutama yang dibuat melalui polimerisasi tumbuh bertahap (step-growth polimerization). Hidrolisis juga disebut sebagai reaksi penguraian garam oleh air atau reaksi ion-ion garam dengan air. Hidrolosis berbeda dengan hidrasi. Pada hidrasi, molekul tidak terpecah menjadi dua senyawa baru.

            Pada hidrasi, ion-ion berasal dari asam kuat dan basa kuat. Sedangkan pada hidrolisis, ion-ion berasal dari asam lemah dan basa lemah. Contohnya pada NaCN yang dilarutkan dalam air akan terurai menjadi ion Na⁺ dan CN^- . Na⁺ berasal dari asam kuat, sementara CN berasal dari asam lemah. Na⁺ hanya akan mengalami hidrasi dan CN^- mengalami hidrolisis. Reaksinya yaitu :

2.2 Hidrasi Kation dan Anion

            Hidrasi dapat mengalami proses kation dan anion. Hidrasi kation adalah proses adanya sebuah ion positif dikelilingi oleh molekul-molekul air yang tersusun dalam keadaan tertentu. Hidrasi kation terjadi karena adanya antaraksi antara muatan positif kation dan pasangan elektron bebas dari atom oksigen dalam molekul air. Kation yang dapat dihidrasi adalah kation-kation lemah, seperti ion kalium (K⁺), yaitu kation yang memiliki ukuran besar dengan muatan listrik rendah. Kation-kation seperti ini berasal dari basa kuat, seperti Na⁺, K⁺, Ca²⁺. Contohnya:

                       

Anion-anion yang dihidrasi adalah anion dari asam kuat atau anion yang bersifat basa konjugat sangat lemah. Anion-anion ini dihidrasi melalui antaraksi dengan atom hidrogen dari air. Misalnya:

                       

Kation dan anion dari garam-garam yang terhidrasi di dalam air tidak bereaksi dengan molekul air. Oleh karena itu, anion atau kation seperti ini merupakan ion-ion bebas di dalam air (Gambar 2.1).

            Gambar 2.1 Model Hidrasi dari garam NaCl dalam pelarut air

2.3 Hidrolisis Kation dan Anion

            Hidrolisis juga dapat mengalami proses hidrolisis kation dan anion. Kation-kation garam yang berasal dari basa lemah di dalam air dapat mengubah larutan menjadi asam. Kation-kation ini merupakan asam konjugat dari basa lemah, seperti Al³⁺, NH₄⁺, Li⁺, Be²⁺ dan Cu²⁺. Karena kation-kation tersebut merupakan asam konjugat dari basa lemah maka tingkat keasamannya lebih kuat daripada air. Oleh karenanya, kation-kation ini dapat menarik gugus OH dari molekul air dan meninggalkan sisa proton (H⁺) sehingga larutan bersifat asam.

Reaksi antara HO dan kation logam membentuk kesetimbangan. Dalam hal ini, molekul H₂O berperan sebagai basa Lewis atau akseptor proton menurut Bronsted-Lowry.

Anion-anion hasil pelarutan garam yang berasal dari asam lemah dapat mengubah pH larutan menjadi bersifat basa karena bereaksi dengan molekul air. Anion-anion seperti ini merupakan basa konjugat dari asam lemah, yaitu basa yang lebih kuat dibandingkan molekul H₂O. Karena itu, anion-anion tersebut dapat menarik proton (H⁺) dari molekul air dan meninggalkan sisa ion OH^- yang menyebabkan larutan garam bersifat basa.

Semua garam yang anionnya berasal dari asam lemah, seperti CH₃COONa, KCN, NaF, dan Na₂S akan terhidrolisis ketika dilarutkan di dalam air menghasilkan larutan garam yang bersifat basa.

            Hidrolisis kation terjadi pada oksida, asam okso, hidroksida dan okso anion, yaitu sebagai berikut :

1.        Oxide (Oksida), adalah senyawa kimia yang mengandung sebuah atom oksigen serta sedikitnya sebuah unsur lain. Kecenderungan pada struktur dari oksida logam mengandung struktur ionik raksasa pada bagian kiri periode, oksida kovalen raksasa (silikon dioskida) pada bagian tengah dan oksida molekuler di bagian kanan periode. Oksida-oksida natrium, magnesium dan alumunium terdiri dari struktur raksasa yang mengandung ion-ion logam dan ion-ion oksida. Magnesium oksida memiliki struktur seperti NaCl. Dua yang lainnya memiliki struktur yang lebih rumit yang berada di luar cakupan silabus pada tingkat ini.

Oksida dapat digolongkan menjadi oksida asam, oksida basa dan oksida amfoterik.

·           Oksida asam , yaitu oksida nonlogam yang bilangan oksidasi unsur utamanya tinggi. Contoh : N₂O₅, SO₃ dan Cl₂O₇. Tidak ada oksida nonlogam yang diketahui memiliki sifat basa

·           Oksida basa, yaitu Oksida logam alkali dan semua oksida logam alkali tanah kecuali BeO.

·           Oksida amfoterik, yaitu oksida yang dapat bertindak sebagai asam dan sebagai basa. Jika bereaksi dengan asam maka akan bertindak sebagai basa, dan sebaliknya. BeO dan oksida golongan IIIA dan IVA.

2.        Oxo acids (Asam Okso) , adalah adalah suatu asam yang terbentuk dari ion poliatomik yang berisi oksigen, hidrogen dan unsur lain. Oxoacid adalah suatu asam yang mengandung oksigen. Untuk lebih spesifik adalah asam yang:

·        Mengandung oksigen

·       Berisi setidaknya satu elemen lain

·       Setidaknya memiliki satu atom hidrogen terikat untuk oksigen

·       Bentuk ion oleh hilangnya satu atau lebih proton.

Oxo acid sering disebut sebagai oxyacids. Nama  oxyacid  kadang-kadang digunakan meskipun tidak dianjurkan. Umumnya oxoacid poliatomok hanya pada hidrogen positif. Umumnya terpolarisasi positif memisahkan dirinya sendiri sebagai kation.

Asam okso sederhana, adalah asam okso mononuklir yang mengandung satu atom dari unsur induk. Contoh H₂CO_­3, HNO₃, H₃PO_4. Asam okso tersebut terbentuk dari unsur elektronegatif pada kanan atas tabel periodik dengan unsur lainnya pada tingkat oksidasi tinggi.

Kekuatan oxo acid tergantung pada beberapa faktor yang berhubungan pada efek induktif dari atom pusat hidroksil, yaitu :

·      Keelektronegatifan atom pusat.

Semakin elektronegatif senyawanya maka daya tariknya semakin besar dan bersifat semakin asam. Pada segolongan halogen, dalam tabel periodik unsur semakin keatas semakin stabil, maka semakin asam.

Asam perklorat HClO₄ dan asam nitrat HNO₃ adalah asam terkuat yang dikenal, asam sulfat hanya sedikit lemah. Berlawanan dengan asam pospat H₃PO₄ dan asam karbonat H₂CO₃ yang diperhitungkan lebih lemah dan asam borat H₃BO₃ sangat lemah. Contoh lain yaitu : HClO₄^- > ClO­₃^- , karena daya tarik antara atom Cl dan O pada ClO₄^- semakin besar.

·      Efek induksi dari subtituent

Maksudnya adalah seberapa banyak suatu senyawa mengandung unsur O. Semakin  banyak senyawa mengandung unsur O, maka bersifat semakin asam. Keasaman efek induksi dalam tabel periodik unsur adalah :

1.      Dalam satu golongan semakin keatas semakin asam

2.      Dalam satu periode semakin kekanan semakin asam

Meskipun asam asetat bukan lemah, substituen berturut-turut dari atom klorin pada kelompok metil meningkat disosiasi proton sampai asam tricloricasetat yang diperhitungkan lebih kuat dari pada asam pospat.

Sebagai contoh yaitu kekuatan asam meningkat dari HOCl < HOClO < HOClO₂ < HOClO₃.

·      Bilangan Sterik

Adalah halangan, banyaknya elektron sunyi yang unsur O yang tidak terikat pada atom lain selain atom pusat. Contohnya yaitu : keasaman HClO₄ > H₂SO₄ > H₃PO₄

3.        Hydroxide (Hidroksida), adalah persenyawaan oksida logam dan air ,bersifat basa (KBBI). Suatu kelompok basa yang mengandung hidroksida disebut basa hidroksida. Basa ini akan terdisosiasi di dalam air menjadi satu kation dan satu atau lebih ion hidroksida sehingga menjadikan larutantersebut bersifat basa. Proses ini membentuk alkali hidroksida yang dapat mengalami reaksi netralisasi netralisasi asam. Reaksinya sebagai berikut :

OH⁻_(aq) + H⁺_(aq) → H₂O_(l)

4.        Oxo anion (okso anion), adalah nama oxo acid identik dengan nama polimerik oxo anion. Bentuk umum dari oxo anion adalah MO_x^y-.

Seperti kation, oxoanions yang terhidrasi dalam larutan berair. Dalam hal ini daya tarik elektrostatik antar pasangan elektron pada atom oxo anion oksigen dan hidrogen sedikit positif dari molekul air. Oxo anion adalah proses eksoterm. Energi hidrasi tergantung pada muatan ukuran oxo anion tersebut. Energi hidrasi meningkat dengan meningkatnya muatan dan ukuran oxo anion. Seperti kation, jika interaksi antara anion dan hidrogen dari air cukup kuat, hidrogen dapat dihilangkan dari air menghasilkan ion hidroksida.

MO_x^y- + H₂O  [MO_(x-1)OH]^(y-1)- + OH^-

2.4 Hidrolisis Kation pada Oxide, Oxo Acid, Hidroxide dan Oxo Anion

a.      Logam Alkali

·           Oxide, Ketika kelompok logam pertama dipanaskan dalam kelebihan udara atau O₂, produk utama yang dihasilkan tergantung pada logam seperti Lithium oksida (Li₂O), Sodium peroksida (Na₂O₂) dan superoksida (KO₂, RbO₂ dan CsO₂). Na₂O_2, Li₂O, KO_2, RbO_2, CsO₂ dapat diperoleh murni dengan menggunakan pasokan udara yang terbatas, tetapi lebih siap oleh dekomposisi termal dari peroksida dan superoksida. Warna dari oksida bervariasi dari putih menjadi oren, Li₂O dan Na₂O₂ membentuk kristal putih sementara K₂O pucat kuning, RbO₂ kuning dan oren pada Cs₂O.

·           Hydroxide, Struktur kristal hidroksida pada logam pertama biasanya rumit, namun bentuk suhu tinggi dari KOH dimiliki oleh kisi NaCl, dengan ion OH berotasi.

·           Oxo acid, sifat-sifat garam logam alkali dari oxo acid tergantung pada oxo anion dan bukan pada kation.

b.      Logam Golongan II

·           Oxide, berilium oksida dibentuk oleh pengapian Be atau senyawa dalam O_2. Dalam hal ini adalah padatan putih yang larut pengadopsi kisi  wurtzite. Oksida dari golongan logam 2 yang lain biasanya disiapkan oleh termal dekomposisi dari karbonat yang sesuai pada T sesuai dengan P(CO₂)=1 bar.

     Tindakan air pada MgO berjalan secara perlahan dikonversi menjadi Mg(OH)₂ yang sedikit larut. Oksida dari Ca, Sr dan Ba bereaksi cepat secara eksoterm dengan air dan menyerap CO₂ dari atmosfer. Konversi CaO untuk kalsium karbida selanjutnya dihidrolisis.

Reaksi diatas adalah reaksi industri yang penting meskipun sebagai prekursor organik, ethyne digantikan etena.

·           Hydroxide, Berilium Hidroksida adalah amfoter dan ini membedakannya dari logam hidroksida golongan dua yang lain yang bersifat basa. Dengan keberadaan [OH^-] yang berlebih, Be(OH)₂ bertindak sebagai Asam lewis, membentuk ion kompleks tetrahedral. Tetapi Be(OH)₂ juga bereaksi dengan asam.

·           Oxo acid,  garam berilium sebagian besar adalah oxo acid yang kuat mengkristal sebagai hisrasi lautan. Berilium karbonat cendrung terhidrolisis yang menghasilkan garam [Be(H₂O)₄]²⁺.  BeCO₃ dapat diisolasi hanya dengan curah hujan dibawah suasana CO₂. Kecendrungan terhadap hidrolisis juga diilustrasikan dengan pembentukan Berilium asetat dasar [Be₄(µ₄-O) (µ-O₂Cme)₆] lebih baik dari pada Be(MeCO₂) oleh MeCO₂H pada Be(OH)₂.

c.       Unsur-unsur golongan 13

Ini adalah pengamatan umum bahwa, dalam blok p meningkat pada golongan, yaitu oksida boron asam secara ekslusif, oksida aluminium dan galium amfoter, oksida indium dan talium secara dasar ekslusif.

Oksida Talium(I) adalah larutan didalam air dan menghasilkan hidroksida sebagai basa kuat yaitu KOH.

·           Boron oxides, oxoacids and oxoanions

Oksida utama boron B₂O₃ diperoleh sebagai suatu vitreous padat oleh dehidrasi asam borat pada panas merah atau dalam bentuk kristal yang dikendalikan oleh dehidrasi. B₂O₃ komersial digunakan dalam Borosilikat kaca industri. Sebagai asam lewis, B₂O₃ adalah katalis yang sangat berharga. Katalis BPO₄ (dibentuk dengan mereaksikan B₂O₃ dengan P₄O₁₀ ) adalah hidrasi dari alkena dan dehidrasi dari amida menjadi nitril.

d.      Unsur-unsur golongan 14

·           Oxides dan oxoacids dari carbon

Dalam kelompok atau golongan 14, karbon terbentuk stabil, volatil monomer oksida, yaitu CO dan CO₂. CO hampir tidak larut dengan air pada kondisi normal dan tidak bereaksi dengan larutan NaOH, tetapi pada tekanan dan suhu tinggi HCO₂H dan Na[HCO₂] terbentuk. CO bergabung dengan F₂, Cl₂, Br₂, S dan Se.

BAB III

PENUTUP

3.1              Simpulan

Dari pembahasan pada makalah ini dapat disimpulkan bahwa metal cation dan oxo anion dipengaruhi oleh hidrasi dan hidrolisis. Hidrasi adalah proses penggabungan dengar air, adanya sebuah ion dikelilingi oleh molekul-molekul air yang tersusun dalam keadaan tertentu. Sedangkan hidrolisis adalah pemecahan senyawa kimia melalui penambahan air, reaksi kimia yang memecah molekul air (H₂O) menjadi kation hidrogen (H⁺) dan anion hidroksida (OH^-) melalui suatu proses kimia. Hidrasi dan hidrolisis dapat mengalami proses kation maupun anion.

Hidrolisis kation dapat terjadi pada oksida, asam okso, hidroksida dan anion okso. Hidrolisis juga dipengaruhi oleh muatan atom atau senyawa yang bereaksi, jari-jari serta keelektronegatifan.

3.2              Saran

Dengan terselesaikannya Karya Tulis ini, Penyusun mengharapkan kritik dan saran dari Pembaca, demi menuju arah yang lebih baik atas Karya Tulis ini.

Daftar Pustaka

Chang, R. 2004. Kimia Dasar : Kondep-konsep inti. Ed.3. Jilid 1 (91). Erlangga. Jakarta

Chang, R. 2004. Kimia Dasar : Kondep-konsep inti. Ed.3. Jilid 2 (120). Erlangga. Jakarta

Housecroft, C. E and Sharpe, A. G. 2005. Inorganic Chemistry. Ed.2. 264, 283, 313). PEARSON Prentice Hall. London

Huheey, J. E., Keiter, E. A and Keiter, R. L. 1993. Principle of Structure and reactivity : Inorganic Chemistry. Ed.4. (327-328) HarpercollinsCollegePublisher. New York.

NN .1999. Chemistry 11i v3. (383). McGraw-Hill. New York

NN. http://go.idbook.iupac.org/I02949.html dirujuk pada 8 Desember 2011. Pukul 20.17 wib.

NN. http://bahasa.cs.ui.ac.id/kbbi/kbbi.php dirujuk pada 8 Desember 2011 pukul 17.28