HCl(g) + NH
3(g) → NH
4Cl(s)
Menurut
Arrhenius, reaksi HCl dan NH
3 dalam fasa gas tidak dapat dikategorikan sebagai reaksi asam basa karena tidak membentuk ion H
+ dan OH
–, padahal kedua senyawa itu adalah asam dan basa. Akibat keterbatasan teori Arrhenius, pada 1923, Johanes Bronsted dan Thomas Lowry mengemukakan teori asam basa berdasarkan transfer proton (ion H
+). Dikenal dengan teori
asam basa Brownsted-Lowry.
Menurut Bronsted-Lowry, dalam reaksi yang melibatkan transfer proton, asam adalah spesi yang bertindak sebagai donor proton, sedangkan basa adalah spesi yang bertindak sebagai akseptor proton.
Proton (ion H+) dalam air tidak berdiri sendiri melainkan terikat pada molekul air karena atom O pada molekul H
2O memiliki pasangan elektron bebas yang dapat digunakan untuk berikatan kovalen koordinasi dengan proton membentuk ion hidronium, H
3O
+. Persamaan reaksinya:
H
2O(l) + H
+(aq) → H
3O
+(aq)
Teori asam-basa Bronsted-Lowry dapat diterapkan terhadap reaksi HCl dan NH
3. Dalam fasa gas, HCl dan NH
3 tidak terionisasi karena keduanya molekul kovalen yang tergolong reaksi asam basa.
HCl(g) + NH
3(g) →NH
4Cl(s)
HCl = Asam; NH
3 = Basa; NH
4Cl = Garam
Pada reaksi tersebut, molekul HCl bertindak sebagai donor proton (asam), dan molekul NH
3 bertindak sebagai akseptor proton (basa).
Menurut Bronsted-Lowry, reaksi asam basa yang melibatkan transfer proton membentuk keadaan kesetimbangan. Contoh reaksi antara NH
3 dan H
2O, arah panah menunjukkan bahwa proton menerima pasangan elektron bebas dari NH
3, dan ikatan N–H terbentuk. persamaan reaksinya sebagai berikut.
Reaksi ke kanan, NH3 menerima proton dari H
2O. Jadi, NH
3 adalah basa dan H
2O adalah asam. Pada reaksi kebalikannya, NH
4+ donor proton terhadap OH
–. Oleh sebab itu, ion NH
4+ adalah asam dan ion OH
– adalah basa. Spesi NH
3 dan NH
4+ berbeda dalam hal jumlah protonnya. NH
3 menjadi ion NH
4+ melalui pengikatan proton, sedangkan ion NH
4+ menjadi NH
3 melalui pelepasan proton. Spesi NH
4+ dan NH
3seperti ini dinamakan pasangan konjugat asam basa.
Pasangan konjugat asam basa terdiri atas dua spesi yang terlibat dalam reaksi asam basa, satu asam dan satu basa yang dibedakan oleh penerimaan dan pelepasan proton. Asam pada pasangan itu dinamakan asam konjugat dari basa, sedangkan basa adalah basa konjugat dari asam. Jadi, NH
4+ adalah asam konjugat dari NH
3 dan NH
3 adalah basa konjugat dari NH
4+.
Menurut Bronsted-Lowry, kekuatan asam basa konjugat adalah kebalikannya. Jika suatu senyawa merupakan asam kuat, basa konjugatnya adalah basa lemah. Kekuatan asam basa konjugat dapat digunakan untuk meramalkan arah reaksi asam basa. Suatu reaksi asam basa akan terjadi jika hasil reaksinya merupakan asam lebih lemah atau basa lebih lemah. Dengan kata lain, reaksi akan terjadi ke arah pembentukan spesi yang lebih lemah.
Berdasarkan kekuatan asam basa konjugat, suatu spesi dapat berperan sebagai asam maupun sebagai basa bergantung pada jenis pereaksinya. Spesi seperti ini disebut ampiprotik.
Contoh:
Reaksi antara ion HCO
3– dan HF serta reaksi antara ion HCO
3– dan ion OH
–, persamaan kimianya:
Pada reaksi pertama, ion HCO
3– menerima proton dari HF maka ion HCO
3– bertindak sebagai basa.
Pada reaksi kedua, HCO
3– memberikan proton kepada ion OH
– maka ion HCO
3–bertindak sebagai asam. Jadi, ion HCO
3– dapat bertindak sebagai asam dan juga bertindak sebagai basa. Spesi seperti ini dinamakan ampiprotik.
Teori selanjutnya yang akan sobat pelajari di
kelas XI adalah
asam basa Lewis