Simulator Prediksi Posisi Kesetimbangan Reaksi Asam-Basa

Selasa, 03 April 2018

Bagaimana memprediksi posisi kesetimbangan (arah reaksi) dari reaksi asam basa? Asam-basa di sini biasanya merupakan asam-basa Lewis. Posisi kesetimbangan reaksi dapat diprediksi bila diketahui nilai pKa atau Ka dari asam dan asam konjugat (asam pada hasil reaksi) atau setidaknya terdapat urutan tingkat keasaman beserta konjugat setiap zat seperti pada Tabel 1. Apakah asam (di ruas kiri) cukup kuat untuk memprotonasi basa atau dengan kalimat lain, apakah basa yang ada itu cukup kuat untuk mendeprotonasi asam pada reaksi tersebut? Bisa juga diformulasikan - apakah reaksi tersebut dapat berlangsung ke arah kanan hingga membentuk produk? Pertanyaan yang lebih aplikatif adalah apakah reaksi ke kanan dapat berlangsung untuk menghasilkan produk. Simulator ini dapat membantu memperkirakannya bila diketahui data-data yang dimaksud.

Bahasan ini merupakan salah satu dasar dalam mempelajari kimia organik, karena kebanyakan reaksi dalam kimia organik berdasar reaksi asam-basa.
Ada 4 tahap untuk menentukan posisi kesetimbangan asam basa:
  1. Identifikasi dua asam dalam reaksi kesetimbangan, satu di ruas kiri dan satu lagi di ruas kanan tanda panah kesetimbangan.
  2. Gunakan informasi yang terdapat dalam tabel 1, tentukan mana yang merupakan asam yang lebih kuat dan mana yang merupakan asam yang lebih lemah. Atau bila diketahui data Ka atau pKa ini juga dapat digunakan.
  3. Identifikasi mana yang merupakan basa lebih kuat dan basa yang lebih lemah. Ingat bahwa asam yang lebih kuat akan memberikan basa konjugat yang lebih lemah, dan asam yang lebih lemah akan memberikan basa konjugat yang lebih kuat.
  4. Asam yang lebih kuat dan basa yang lebih kuat akan bereaksi menghasilkan asam dan basa yang lebih lemah.
Referensi: Buku Introduction to General, Organic, and Biochemistry, Edisi ke-10, Bettelheim, dkk., Halaman 244-247.

Ingat bahwa pKa = - log Ka.

Secara matematis nilai:
K = konstan kesetimbangan reaksi asam-basa

K dari reaksi asam basa = $\mathsf{\dfrac{\text{Ka asam di kiri}}{\text{Ka asam di kanan}}}$

pK = -log K ; K = 10-pK
pK = pKa asam di kiri - pKa asam di kanan

Misal terdapat reaksi kesetimbangan asam-basa berikut:
CH3COOH+NH3CH3COO+NH4+
Ka = 10–4,8Ka = 10–9,4
pKa = 4,8pKa = 9,4
Analisis matematis:
pK = pKa asam di kiri - pKa asam di kanan
pK = 4,8 - 9,4
pK = -4,6 → K = 10-pK → K = 104,6

Nilai K yang besar (K >>> 1) menunjukkan bahwa reaksi ke kanan dapat berlangsung, atau posisi kesetimbangan ke arah kanan atau dengan kata lain jumlah produk lebih banyak dibanding jumlah reaktan. Sebaliknya bila nilainya K kecil (K < 1) berarti posisi reaksi kesetimbangan condong ke kiri lebih mungkin terjadi atau jumlah reaktan lebih banyak dibanding produk. Dalam memprediksi posisi kesetimbangan suatu reaksi asam basa memang data yang diperlukan cukup hanya data Ka atau pKa asam. Asam di ruas kiri akan menghasilkan basa konjugat di ruas kanan, sementara itu asam di ruas kanan sebagai asam konjugat dari basa yang berada di ruas kiri. Jadi nilai Ka atau pKa itu sudah merepresentasikan nilai Kb atau pKb dari masing-masing pasangan.

Tabel 1. Beberapa Asam beserta basa konjugatnya.
Asam Basa
Konjugat
HI I
HCl Cl
H2SO4 HSO4
HNO3 NO3
H3O+ H2O
HSO4 SO42
H3PO4 H2PO4
CH3COOH CH3COO
H2CO3 HCO3
H2S HS
H2PO4 HPO42
NH4+ NH3
HCN CN
C6H5OH C6H5O
HCO3 CO32–
HPO42 PO43–
H2O OH
C2H5OH C2H5O
Sumber: Introduction to General, Organic, and Biochemistry, Edisi ke-10, Bettelheim, dkk., Hal 244

Tabel 2. Simulator Prediksi Posisi Kesetimbangan Reaksi Asam-Basa
Simulator ini menggunakan data zat pada Tabel 1.Pilih zat kemudian klik di luar opsi zat untuk melihat hasil hitung.
Simulator Prediksi Posisi Kesetimbangan Reaksi Asam-Basa
Dirancang dan Dibuat Oleh Urip Rukim
AsamBasaBasa KonjugatAsam Konjugat
+ +


Keterangan tanda panah:
<===>>>Posisi kesetimbangan dominan ke produk (ke kanan) jumlah produk lebih banyak dibanding reaktan
<<<===>Posisi kesetimbangan dominan ke reaktan (ke kiri) jumlah produk lebih sedikit dibanding reaktan
<===>Posisi kesetimbangan imbang.

Berikutnya adalah simulator untuk penentuan posisi kesetimbangan reaksi asam basa bila diketahui nilai pKa atau Ka.

Tabel 3. Simulator Prediksi Posisi Kesetimbangan Reaksi Asam-Basa Berdasarkan Data pKa.
Gunakan tanda titik untuk tanda desimal. Klik di luar kotak input untuk melihat hasil hitung.
Asam + Basa Basa
Konjugat
+ Asam
Konjugat
pKa Prediksi Posisi Kesetimbangan
Reaksi Asam-Basa
Menggunakan Data pKa
Dirancang dan Dibuat Oleh
Urip Rukim
pKa
Nilai pK = Nilai K =


Tabel 4. Simulator Prediksi Posisi Kesetimbangan Reaksi Asam-Basa Berdasarkan Data Ka.
Gunakan tanda titik untuk tanda desimal. Klik di luar kotak input untuk melihat hasil hitung. Bilangan eksponen seperti 3 × 10-5 diketik 3e-5.
Asam + Basa Basa
Konjugat
+ Asam
Konjugat
Nilai Ka Prediksi Posisi Kesetimbangan
Reaksi Asam-Basa
Menggunakan Data Ka
Dirancang dan Dibuat Oleh
Urip Rukim
Nilai Ka
Nilai K = Nilai pK =

Catatan: Simulator semacam ini biasa digunakan untuk menguji apakah reaksi dapat berlangsung ke kanan atau tidak. Sangat umum digunakan dalam bahasan kimia organik. Meski demikian untuk topik kimia SMA untuk level lanjut masih relevan.

Mohon koreksi dan saran dari pembaca, bila dijumpai kekurangtepatan dalam postingan ini. Sila tinggalkan komentar pada kotak komentar di bawah ini. Terima kasih.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2018 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info