Chemistry '2010: asam okso

Asam okso

Asam okso adalah asam yang mengandung satu atom hidrogen yang terikat pada satu atom oksigen.Rumusan asam okso biasanya diawali dengan H diikuti dengan unsur pusat kemudian O (H_nXO_m).Asam ini terurai dalam air dengan memutuskan ikatan hidrogen-oksigen tersebut dan membentuk ion-ion hidronium (H₃O⁺) dan anion poliatomik.

Sering sekali dua atau lebih asam okso mempunyai atom pusat yang sama tetapi jumlah O yang berbeda. Dimulai dengan asam okso yang namanya diakhiri dengan “-at”. Kita gunakan aturan

a. Penambahan satu atom O: asamnya disebut asam “per-at”. Contoh HClO₃ asam klorat menjadi HClO₄ asam perklorat

b. Pengurangan satu atom O: asamnya disebut asam “-it”. Contoh HNO₃asam nitrat menjadi HNO₂^- asam nitrit.

c. Pengurangan dua atom O: asamnya disebut asam “hipo-it”. Contoh HBrO₃ asam bromate menjadi HBrO asam hipobromit.

Kekuatan dari suatu asam okso tergantung dari dua factor:

1. Jumlah atom oksigen (n) dalam strukturnya

2. Tempat atom logam (X) dalam tabel periodic

Sebelum memeriksa kecenderungan periodiknya, kita lihat dulu mengapa jumlah oksigen dalam asam akan mempengaruhi keasamannya.

Asam okso dengan pusat nonlogam yang sama

Untuk asam okso yang memiliki nonlogam yang sama, lebih banyak jumlah atom oksigen dalam strukturnya, lebih kuat asamnya.

Misal perbandingan antara sam sulfat dengan asam sulfit. Suatu asam okso akan bereaksi sebagai asam dalam air karena sebuah atom hydrogen dari salah satu ikatan O-H dipindahkan ke molekul air yang disekelilingnya untuk menghasilkan ion hydronium, H₃O⁺. reaksi ionisasi akan berjalan sempurna, tetapi apabila kita anggap sebagai kesetimbangan, maka tingkat ionisasi kekanan ini ditentukan oleh dua factor. Pertama kecendrungan dari molekul asam okso (H₂SO₄) untuk memberikan protonnya.Dan kedua, kecenderungan dari anion (HSO₄^-) untuk menerima proton dan untuk membentuk senyawa asamnya kembali.

Kecenderungan dari molekul asam untuk memberikan protonnya ditentukan oleh polaritas ikatan O-H.makin besar muatan positif parsial dari hydrogen, makin mudah hydrogen tersebut untuk memisahkan diri dari molekulnya sebagai ion H⁺. lihat struktur dari H₂SO₄, suatu asam kuat dalam air dan struktur H₂SO₃ suatu asam lemah ( dalam larutan 1 M hanya terionisasi 11% )

(gambar)

Perhatikan bahwa atom oksigen yang tidak terikat pada atom hydrogen disebut oksigen sunyi.Pada masing-masing asam belerang terikat pada dua gugus O-H.akan tetapi, pada H₂SO₄ belerangnya juga terikat pada dua oksigen sunyi, sedangkan dalam H₂SO₃ belerang hanya terikat pada satu oksigen sunyi.

Oksigen sunyi mempunyai pengaruh untuk menarik kerapatan electron dari atom belerang sehingga belerang akan bermuatan positif, dimana kekuatannya pada H₂SO₄lebih besar dari pada H₂SO₃.

Muatan positif dari belerang cenderung menarik kerapatan electron dari ikatan S-O yang lain, lalu dari ikatan O-H sehingga menarik muatan positif parsial dari hydrogen. Pengaruhnya pada H₂SO₄ lebih besar dari pada H₂SO₃ karena muatan positif S dalam H₂SO₄ lebih besar dari pada di H₂SO₃.Jadi, hydrogen dalam asam sulfat membawa muatan positif parsial lebih banyak dari pada asam sulfit.Hal ini membuat asam sulfat menjadi donor ion H⁺ yang baik dari pada asam sulfit.

Sekarang marilah kita lihat bagaimana struktur dari anion mempengaruhi kekuatan dari asam okso. Ion yang terbentuk ketika H₂SO₄ dan H₂SO₃ melepas protonnya adalah sebagai berikut

(gambar)

Dalam menggambarkan muatan formal, muatan negative dari anion akan ditempatkan pada salah satu atom oksigen. Untuk HSO₄^- ada tiga struktur resonansi yang ekuivalen

(gambar)

Yang berarti sebuah muatan negative akan tersebar pada ketiga atom oksigen sehingga sebuah atom oksigen hanya membawa muatan -1/3. Apabila digambarkan resonansi yang sama untuk ion HSO₃^-, hanya akan tersebar pada dua atom oksigen sehingga tiap oksigen mempunyai muatan -1/2.

Apabila kedua atom ini dibandingkan, maka muatan negative yang lebih besar dari ion HSO₃^- lebih mampu untuk menangkap sebuah proton dan membentuk molekul H₂SO₃ kembali.

Jadi, dapat disimpulkan. Oleh karena H₂SO₄ mempunyai jumlah oksigen sunyi lebih besar, H₂SO₄akan lebih mudah melepaskan protonnya dari pada H₂SO₃. Hal ini disebabkan oleh tiap oksigen dalam ion HSO₄^- membawa ion negative yang lebih rendah dari pada tiap oksigen dalam ion HSO₃^- sehingga ion HSO₄^- mempunyai kemampuan yang lebih rendah untuk menangkap proton kembali. Berdasarkan dua hal ini maka larutan asam sulfat akan lebih terionisasi sempurna dari pada asam sulfit, berarti H₂SO₄ adalah asam yang lebih kuat.

Keterangan yang sama dapat diberikan untuk asam okso dari nonlogam lain.

Asam okso dengan atom pusat non logam yang berlainan

Untuk asam okso dengan jumlah oksigen yang sama disekitar nonlogam, keasamannya ditentukan oleh elektronegatifitas nonlogamnya atau dengan kata lain oleh ketak nonlogam tersebut pada tabel periodic. Misalnya asam okso dari halogen dengan rumus umum HXO₃.

Apabila elektronegatifitas dari X meningkat, kepadatan electron akan ditarik dari oksigen, termasuk satu yang terikat pada hydrogen. Hal ini juga menyebabkan penarikan electron dari ikatan O-H sehingga meningkatakan muatan positif parsial dari atom hydrogen. Hal ini akan mempermudah molekul untuk melepaskan hydrogen sebagai ion H⁺.

Dalam tabel periodic, elektronegativitas meningkat dari bawah ke atas dalam satu golongan.Hal ini berarti keasaman dari asam okso meningkat dari iodium yang berada di bawah pada Golongan VII A ke klor di puncak golongan.

kenaikan kekuatan asam

HIO₃< HBrO₃< HClO₃

Kecenderungan serupa terlihat pada asam okso dari golongan lain. Misalnya H₃PO₄ lebih kuat dari pada H₃AsO₄ dan H₂SO₄ lebih kuat dari pada H₂SeO₄.

Telah juga dipelajari bahwa elektronegativitas naik dari kiri kekanan dalam satu periode dan telah diperhatikan bahwa kekuatan asam okso meningkat dengan arah yang sama

Kekuatan asam okso

Semakin meningkat

Semakin menurun

Misalnya dari fosfor ke klor

elektronegativitas dari atom pusat meningkat

(gambar)

Keasaman dari asam okso meningkat

Perhatikan, dari kiri kekanan bukan hanya elektronegativitas atom pusat yang meningkat melainkan juga banyaknya oksigen sunyi bertambah.

Bebrapa jenis asam okso

· Asam okso fosfor

Asam fosfat, H₃PO₄.Asam fosfat adalah asam utama yang digunakan dalam industri kimia, dihasilkan dengan hidrasi fosfor petoksida, P₄O₁₀. Asam fosfat komersial memiliki kemurnian 75-85%.Asam murninya adalah senyawa kristalin (mp. 42.35° C). Satu atom oksigen terminal dan tiga gugus OH diikat pada atom fosfor di pusat tetrahedral. Ketiga gugus OH dapat melepaskan proton, membuat asam ini adalah asam berbasa tiga (pK1 = 2.15). Bila dua asam fosfat berkondensasi dan melepaskan satu molekul air, dihasilkan asam pirofosfat, H₄P₂O₇.

Asam fosfit, H₃PO₃, satu atom H mengganti gugus OH dalam asam fosfat. Karena masih ada dua gugus OH, asam ini berbasa dua.

Asam hipofosfit, H₃PO₂, dua gugus OH asam fosfat diganti dengan atom H. Satu gugus OH sisanya membuat asam ini berbasa satu. Bila tetrahedral PO₄ dalam asam terikat dengan jembatan O, berbagai asam fosfat terkondensasi akan dihasilkan. Adenosin trifosfat (ATP), asam deoksiribo nukleat (DNA), dsb., yang mengandung lingkungan asam trifosfat digabungkan dengan adenosin. Senyawa-senyawa ini sangat penting dalam sistem biologis.

· Asamokso belerang

Walaupun dikenal banyak asam okso dari belerang, sebagian besar tidak stabil dan tidak dapat diisolasi. Asam-asam okso ini dibentuk dengan kombinasi ikatan S=O, S-OH, S-O-S, dan S-S dengan atom pusat belerang. Karena bilangan oksidasi belerang bervariasi cukup besar, di sini terlibat berbagai kesetimbangan redoks.

Asam sulfat, H₂SO₄.Asam sulfat adalah senyawa dasar yang penting dan dihasilkan dalam jumlah terbesar (ranking pertama dari segi jumlah) dari semua senyawa anorganik yang dihasilkan industri.Asam sulfat murni adalah cairan kental (mp 10.37 ^oC), dan melarut dalam air dengan menghasilkan sejumlah besar panas menghasilkan larutan asam kuat.

Asam tiosulfat, H₂S₂O₃. Walaupun asam ini akan dihasilkan bila tiosulfat diasamkan, asam bebasnya tidak stabil. Ion S₂O₃^2- dihasilkan dengan mengganti satu oksigen dari ion SO₄^2- dengan belerang, dan asam tiosulfat ini adalah reduktor sedang.

Asam sulfit, H₂SO₃. Garam sulfit sangat stabil namun asam bebasnya belum pernah diisolasi. Ion SO₃^2- memiliki simetri piramida dan merupakan reagen pereduksi.Dalam asam ditionat, H₂S₂O₆, ion ditionat, S₂O₆^2-, bilangan oksidasi belerang adalah +5, dan terbentuk ikatan S-S.Senyawa ditionat adalah bahan pereduksi yang sangat kuat.

Berikut ini daftar tabel asam okso dan anionnya.

Asam okso	Rumus kimia	Anion	Rumus Kimia Anion
asam asetat	CH₃COOH	asetat	CH₃COO^-
asam karbonat	H₂CO₃	karbonat	CO₃^2-
asam klorat	HClO₃	klorat	ClO₃⁼
asam klorit	HClO₂	klorit	ClO₂^-
asam hipoklorit	HClO	hipoklorit	ClO^-
asam iodat	HIO₃	iodat	IO₃^-
asam nitrat	HNO₃	nitrat	NO₃^-
asam nitrit	HNO₂	nitrit	NO₂^-
asam perklorat	HClO₄	perklorat	ClO₄^-
asam fosfat	H₃PO₄	fosfat	PO₄^3-
asam fosfit	H₃PO₃	fosfit	PO₃^3-
asam sulfat	H₂SO₄	sulfat	SO₄^2-
asam sulfit	H₂SO₃	sulfit	SO₃^2-