KEASAMAN DAN KEBASAAN SENYAWA ORGANIK

Ukuran atau derajat kelarutan suatu asam atau basa dalam pelarut air dengan kondisi standar dinamakan dengan pKa. Dengan diketahui nilai pKa, maka dapat ditentukan suatu senyawa bersifat asam atau basa. Semakin kecil nilai pKa dari suatu senyawa maka senyawa tersebut semakin bersifat asam. Seringkali dalam penentuan keasaman atau kebasaan suatu senyawa tidak diketahui nilai pKa-nya, sehingga diperlukan suatu cara untuk memprediksikan tren keasaman atau kebasaan suatu senyawa. Dalam hal ini yang memainkan peranan yaitu berbagi pasangan elektron dengan proton, menghasilkan ikatan baru pada proton itu.

Sebuah molekul yang lebih mudah menyumbangkan elektron disebut dengan basa kuat. Banyak faktor yang dapat mempengaruhi kemampuan molekul untuk menyumbangkan elektron. Faktor yang paling umum adalah resonansi, jari-jari atom, elektronegativitas dan efek induksi.

1. Resonansi 

       Suatu molekul dikatakan memiliki resonansi ketika strukturnya tidak dapat dijelaskan oleh struktur Lewis tunggal. Hubungannya dengan sifat kebasaan, yaitu resonansi dapat mendelokalisasi pasangan elektron yang dapat digunakan oleh basa untuk membentuk ikatan baru dengan proton. Delokalisasi ini meningkatkan stabilitas kebasaan . Stabilitas yang lebih besar menghasilkan reaktivitas yang lebih rendah. Karena basa yang lebih lemah memiliki asam konjugasi yang lebih kuat, suatu senyawa yang basa konjugatnya memiliki stabilisasi resonansi akan memiliki sifat lebih asam.

Sebagai contoh, yaitu untuk menentukan mana yang lebih asam antara etanol dan asam asetat ditinjau dari resonansi

Dari gambar di atas, terlihat bahwa deprotonasi etanol menghasilkan ion etoksida, yang tidak memiliki resonansi. Sementara itu, deprotonasi asam asetat memberi ion asetat yang memiliki resonansi. Karena ion asetat memiliki resonansi yang mendelokalisasi pasangan elektron untuk dibagikan dengan ion proton, sementara etoksida tidak, maka ion asetat lebih basa lemah dibandingkan  ion etoksida. Mengingat bahwa basa lemah memiliki asam konjugasi yang lebih kuat, dapat disimpulkan bahwa asam asetat adalah asam yang lebih kuat daripada etanol. Nilai pKa yang sebenarnya untuk asam asetat adalah 4,76 (asam kuat) dan untuk etanol pKa adalah 15,9 (asam lemah).

2. Elektronegativitas

        Elektronegativitas merupakan ukuran kemampuan suatu atom dalam menarik elektron. Atom dengan elektronegativitas tinggi akan cenderung kurang mau berbagi pasangan elektron dengan proton. Dengan demikian, tingginya elektronegativitas suatu atom yang berbagi pasangan elektron maka akan menurunkan kebasaan. Basa lemah memiliki asam konjugasi yang lebih kuat, sehingga elektronegativitas suatu atom akan meningkatkan keasaman.

Sebagai contoh, dalam membandingkan mana yang lebih basa antara CH₄ dan HF. Caranya yaitu dengan mengubah setiap asam menjadi basa konjugasinya, dan pertimbangkan kemampuan basa konjugasi untuk berbagi pasangan elektron.

Pada contoh di atas untuk basa konjugasinya, karbon (C)  merupakan kurang elektronegatif  karena paling mudah menyumbangkan elektron jika dibandingkan dengan F yang paling enggan menyumbangkan elektron. Dari hal ini diketahui bahwa kebasaan CH₄ lebih tinggi jika dibandingkan dengan HF, karena basa konjugasi dari metana yang lebih mudah menyumbangkan elektron.

3. Efek Induksi
        Efek induksi merupakan suatu fenomena yang dipengaruhi oleh gugus pendorong elektron atau gugus penarik elektron. Efek induksi dapat menjelaskan suatu senyawa organik bersifat asam atau basa, ataupun menentukan mana yang sifatnya lebih asam atau lebih basa.
sebagai contoh, pada penentuan mana yang lebih bersifat asam antara asam metanoat dan asam etanoat

 

Dari contoh di atas, dapat ditentukan mana yang sifatnya lebih asam menggunakan teori efek induksi. Sebagaimana diketahui bahwa hidrogen cenderung bersifat sebagai pendorong elektron. Pada asam etanoat, gugus metil (dalam lingkar biru) terdiri dari tiga buah atom H yang sifatnya pendorong elektron. Hal ini menyebabkan elektron menumpuk pada atom karbon pusat (C kiral), sehingga atom O pada OH cenderung elektronegatif, yang menyebabkan atom H-nya sukar lepas. Sesuai dengan teori asam basa, apabila suatu senyawa melepaskan proton maka cenderung bersifat asam. karena pada asam etanoat cenderung sukar melepas elektron maka keasamannya cenderung lemah. Hal ini sedikit berbeda jika dibandingkan dengan asam metanoat. Pada asam metanoat, hanya ada satu atom Hidrogen sebagai gugus pendorong elektron, sehingga pada atom C pusat kurang terdorong. Hal ini menyebabkan atom O pada OH kurang elektronegatif sehingga atom H pada OH cenderung mudah lepas. Dari penjelasan di atas, diperkuat dengan nilai pKa dari asam metanoat lebih kecil dari asam etanoat sehingga sifatnya lebih asam.

Demikianlah penjelasan mengenai hal-hal yang mempengaruhi sifat keasaman dan kebasaan suatu senyawa organik. Terimakasih dan semoga bermanfaat.

Pertanyaan Diskusi

1. Bagaimana pengaruh jumlah gugus samping pada efek induksi?

2. Diantara senyawa berikut, manakah yang lebih asam? Mengapa? Jelaskan

DAFTAR PUSTAKA

Daley, R.F. and S. J. Daley. 1996. Organic Chemistry. USA: Wm. C. Brown Company.