“ Non Aqueous Media ”

PENDAHULUAN

Air merupakan pelarut yang baik dan bersifat universal. Air juga dikatakan sebagai pelarut ampoterik karena memiliki sifak asam dan basa. Meskipun dikatakan universal tetap saja air memiliki keterbatasan dalam melarutkan suatu senyawa. Untuk asam dan basa kuat, keduanya terdisosiasi sempurna di dalam air. Sedangkan,untuk asam dan basa lemah hanya bisa terdisosiasi sebagian.  Senyawa nonpolar merupakan senyawa yang tidak bisa dilarutkan dalam air. Untuk itu diperlukan senyawa lain selain air yang dapat melarutkan senyawa nonpolar tersebut, pelarut selain air tersebut biasanya disebut sebagai non aqueous media. Titrasi dengan pelarut non-aqueous biasanya dipakai pada asam dan basa lemah yang tidak dapat terdisosiasi di dalam air.. Pelarut non air melibatkan interaksi asam, basa dan juga reaksi redoks. Setiap pelarut non-aquoeus memilki sifat yang berbeda saat dilarutkan dengan asam atau basanya.

Contohnya pada H₂SO₄(Asam Sulfat) merupakan asam kuat dan dapat dipakai untuk mendeteksi sifat dari asam lemah.  Asam kuat mungkin pada beberapa pelarut menjadi kation pada molekul pelarutnya. Sedangkan basa kuat menjadi anion pada molekul pelarutnya. Tiap asam dan basa kuat akan bereaksi membentuk larutan asam dan basa lemah sesuai dengan penjelasan dari konsep Bronsted.

Beberapa contoh senyawa non air yang akan dibahas adalah BrF₃(Bromin Trifluorida), H₂SO₄(Asam Sulfat) dan N₂O₄(Dinitrogen Tetraoksida).

PEMBAHASAN

2.1. Pelarut Non Aqueous Media

            Pelarut adalah suatu zat yang mengandung beberapa bahan (material) yang digunakan untuk melarutkan bahan (material) lainnya.

Klasifikasi pelarut terbagi menjadi :

1. Pelarut aqueous adalah pelarut air yang dapat melarutkan asam dan basa.
2. Pelarut non aqueous adalah pelarut bukan air yang dapat melarutkan senyawa organik yang tidak dapat disosiasi oleh pelarut air.

Kategori pelarut non air, adalah :

a.       Pelarut protik

Pelarut protik adalah pelarut yang dapat melepaskan ion H⁺ dalam air, contohnya H₂SO₄.

                                                        i.            H₂SO₄

Memiliki nilai relative permitivity yang  besar yaitu 110 pada suhu 292 K. Sebagai asam, asam sulfat bereaksi dengan kebanyakan basa, menghasilkan garam sulfat. Sebagai contoh, garam tembaga tembaga(II) sulfat dibuat dari reaksi antara tembaga(II) oksida dengan asam sulfat:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Asam sulfat juga dapat digunakan untuk mengasamkan garam dan menghasilkan asam yang lebih lemah. Reaksi antara natrium asetat dengan asam sulfat akan menghasilkan asam asetat, CH₃COOH, dan natrium bisulfat:

H₂SO₄ + CH₃COONa → NaHSO₄ + CH₃COOH

Pengionan hasil asam sulfat dalam pembentukan hidrogen sulfat (bisulfat) ion dan sebuah proton terlarut:

2H₂SO₄             H₃SO₄ + HSO₄

b.      Pelarut aprotik

Pelarut aprotik adalah pelarut yang dalam air tidak dapat melepaskan ion H⁺ . contohnya BrF₃ dan N₂O_{4 .}

                                                              i.      BrF₃ (Bromin Tetrafluorida)

Pelarut ini memiliki nilai  relative permitivity yang cukup baik yaitu 107 dan memiliki nilai konstanta self ionisasi yang tidak cukup baik yaitu 8 x

Ionisasi yang terjadi sesuai persamaan reaksi berikut :

2BrF₃                BrF₂⁺ + BrF₄

Salah 1 contoh kereaktifan BrF₃ jika terlarut dengan garam nonfluorat seperti oksida,karbonat, nitrat, iodat dan halida lainnya sebagai berikut

Sb₂O₅               [BrF₂⁺] [SbF₆^-] (dalam BrF₃)               (1)

NOCl              [NO⁺] [BrF₄^-]   (dalam BrF₃)               (2)

Pada garam fluorat:

SbF₅                 [BrF₂⁺] [SbF₆^-] (dalam BrF₃)               (3)

KF                   K⁺ [BrF₄^-]        (dalam BrF₃)              (4)

Persamaan reaksi 1 dan 3 bersifat asam karena membentuk ion [BrF₂⁺] dan persamaan 2 dan 4 bersifat basa karena membentuk ion [BrF₄^-]

                                                            ii.      N₂O₄ (Dinitrogen Tetraoksida)

Tetroksida dinitrogen adalah oksidator kuat yang sangat beracun dan korosif. Tetroksida dinitrogen membentuk suatu campuran kesetimbangan dengan nitrogen dioksida. Memiliki nilai relative permitivity yang kecil yaitu 2,42

 Tetroksida dinitrogen tidak berwarna tetapi dapat muncul sebagai cairan kuning kecoklatan karena adanya NO2

Menurut kesetimbangan berikut :

 N2O4 ⇌ 2 NO2

Ionisasi yang terjadi sesuai persamaan reaksi berikut :

                        N₂O₄ ⇌ NO⁺ ( nitrosonium ) + NO₃^- ( nitrat )

                        Contohnya: 4N₂O₄ + Zn → [Zn(NO₃)₄]^2- + 2 NO⁺ + 2 NO

2.2. Sifat Asam-Basa dalam Pelarut Non Aqueous Media

Kelemahan konsep asam basa pada Arhenius yaitu tidak dapat menjelaskan sifat asam-basa dalam pelarut bukan air (non aqueous). Kekuatan nyata pada asam dan basa ditentukan berdasarkan tingkat reaksinya dengan pelarut. Pelarut Nonaqueous berguna untuk titrasi asam sangat lemah atau basa yang tidak dapat dititrasi dalam air.

Sifat asam dan basa dalam pelarut bukan air tergantung pada pelarutnya, maksudnya adalah efek dari pelarut pada disosiasi asam atau basa tergantung pada sifat basa atau asam dari pelarutnya masing-masing. Karena banyak reaksi asam-basa yang melibatkan peningkatan atau penurunan jumlah ion dan juga dipengaruhi oleh konstanta dielektrik dari pelarut. Contoh pelarut selain air yaitu pelarut basa dan pelarut asam.

Pelarut Basa

Pelarut basa digunakan untuk mengidentifikasi sifat keasaman pada suatu zat. Pelarut N₂O₄ dan BrF­₃ merupakan pelarut basa yang jarang digunakan. Teori Bronsted pada asam basa tidak dapat diterapkan pada pelarut yang tidak mengandung H terikat. Namun, ditemukan pada pelarut lain seperti BrF₃ cair, SO₂ cair dan N₂O₄ cair.

AgF + BrF₃              Ag⁺ + BrF₄^-

SbF₅ + BrF₃             BrF₂⁺ + SbF₆^-

            Jadi, substansi ion BrF₂⁺ dalam pelarut BrF₃ berperilaku asam dan ion BrF₄^- bertindak sebagai basa.

            4N₂O₄ + Zn                 [Zn(NO₃)₄]^2- + 2NO⁺ + 2NO

            Pada persamaan reaksi di atas , substansi ion NO⁺ dalam pelarut N₂O₄ berperilaku asam dan ion [Zn(NO₃)₄]^2- bertindak sebagai basa, dan juga dari reaksi membebaskan NO.

Pelarut basa yang telah diteliti secara rinci adalah cairan amonia , yang memiliki ion produk sangat rendah [NH₄⁺] [NH₂^-] = 10 ^-33. Seperti yang mungkin diharapkan, pelarut ini memiliki efek disosiasi yang ditandai pada asam. Misalnya asetat, benzoat, nitrat, dan asam klorida semua memberi solusi dengan asam identik properti, karena ion NH₄⁺ meskipun dalam air berperilaku sangat berbeda. Contoh lain yaitu etilendiamin. Etilendiamin adalah pelarut untuk meratakan asam lemah, misalnya asam benzoat (benar-benar terionisasi dalam pelarut ini) 

Pelarut Asam

Pelarut asam kuat yang paling umum adalah asam sulfat , yang mampu memprotonasi berbagai senyawa yang mengandung oksigen atau nitrogen. Dengan demikian, air, alkohol, eter, keton, senyawa nitro , dan sulfones semua bertindak sebagai basa dalam asam sulfat. Pelarut ini juga harus memiliki beberapa sifat dasar, karena produk ionik tinggi ([H₃SO₄⁺][HSO₄^-]= 1,7 × 10 ^-4), tetapi kebasaan dari pelarut biasanya dikaburkan oleh keasaman yang sangat tinggi .

Sebagai contoh, asam karboksilat berperilaku sebagai basa kuat dalam asam sulfat, bereaksi hampir sepenuhnya .

Banyak zat mengalami reaksi dalam asam sulfat yang lebih rumit daripada transfer proton sederhana, sering menghasilkan spesies utama karena reaktivitas kimianya. Jadi, beberapa alkohol menghasilkan ion karbonium dalam asam sulfat, dengan triphenylcarbinol, misalnya, reaksi

(C₆H₅)₃COH + 2H₂SO₄ → (C₆H₅)₃C ⁺ +  H₃O ⁺  + 2HSO₄ ^-

Asam nitrat memberikan ion nitronium, NO₂⁺ _, menurut persamaan :

 HNO₃ + 2H₂SO₄ → NO₂⁺ + H₃O ⁺  +  2HSO₄ ^-

 Ion ini bersifat aktif dalam nitrasi  senyawa organik . Hidrogen fluorida memiliki sifat menyerupai pelarut asam sulfat tetapi memiliki kadar keasaman yang kurang dan memiliki sifat basa yang diabaikan. Asam asetat merupakan pelarut asam yang telah dipelajari secara ekstensif.  Untuk alasan ini interpretasi kuantitatif kesetimbangan asam-basa dalam asam asetat seringkali sulit, tetapi beberapa kesimpulan umum dapat ditarik. Secara khusus, dapat dilihat bahwa semua substansi yang lebih mendasar dalam larutan air dari anilin bereaksi sepenuhnya dengan asam asetat sesuai dengan persamaan :

B + CH₃COOH → BH⁺ + CH₃COO ^–

Contoh lain dari pelarut asam yaitu asam asetat. Asam asetat adalah pelarut untuk menetralkan basa lemah. Amina misalnya benar-benar terionisasi dalam asam asetat dan diratakan dengan kekuatan yang sama dari ion asetat (dasar terkuat yang ada dalam asam asetat) .

RNH₂ + HOAc RNH « ₃ ^{+ +} OAc ^–

Asam asetat glasial yang digunakan untuk titrasi amina.

2.3. Self Ionizing dan non ionizing pada Non Aqueous Media

            Self-ionizing pelarut adalah zat yang dapat menghasilkan  kation dan anion sendiri.
Pelarut non-air yang dapat mengion sendiri dapat diklasifikasikan sebagai:

1) mengandung proton (NH₃, HF, H₂SO₄, HOSO₂F)

2) aprotik (BrF₃, N₂O₄)

Contoh  : H₂SO₄ → 2H⁺ + SO4^2-

Self Non-ionizing adalah zat yang tidak dapat menghasilkan kation dan anion sendiri sehingga butuh senyawa lain untuk mengionkan kation dan anionnya. Contohnya yaitu cairan SO₂ : pelarut yang sangat inert (tidak mau bereaksi baik dengan senyawa organik maupun senyawa anorganik.

SIMPULAN

            Walaupun air disebut sebagai pelarut universal namun tidak semua senyawa dapat dilarutkan di dalam air. Maka digunakan non aquous media sebagai pelarut pengganti air. Pada pelarut asam, perilaku zatnya akan cenderung menjadi asam. Begitu pula dengan basa yang dapat mengidentifikasi sifat keasaman pada suatu zat. Pada non aqueous media senyawa pelarutnya dapat mengion sendiri membentuk kation dan anion .