6.1 - Peranan Air dalam Menunjukkan Keasidan dan Kealkalian

Asid, Bes dan Alkali

• Asid ialah bahan kimia yang mengion di dalam air untuk menghasilkan ion hidrogen, ${\mathrm{H}}^{+}$.
  • $\mathrm{HCl}(\mathrm{ak})\to {\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{ak})+\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{-}(\mathrm{ak})$
  • $\mathrm{HN}{\mathrm{O}}_3(\mathrm{ak})\to {\mathrm{H}}^{+}(\mathrm{ak})+\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{-}(\mathrm{ak})$
• Di dalam air, ${\mathrm{H}}^{+}$ bergabung dengan ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$ membentuk ion hidroksonium, ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{O}}^{+}$. Untuk memudahkan penerangan, ${\mathrm{H}}^{+}$ lazimnya digunakan untuk mewakilinya.
• Kebesan asid ialah bilangan ion hidrogen yang boleh dihasilkan oleh satu molekul asid yang mengion di dalam air.

Jenis asid	Ion hidrogen per molekul	Contoh
Monoprotik	1	$\mathrm{HCl}$
Diprotik	2	${\mathrm{H}}_2\mathrm{S}{\mathrm{O}}_4$
Triprotik	3	${\mathrm{H}}_3\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4$

• Bes bertindak balas dengan asid menghasilkan garam dan air sahaja. Oksida logam dan hidroksida logam ialah bes.
• Alkali ialah bes yang larut di dalam air; alkali mengion menghasilkan ion hidroksida, $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$.
  • $\mathrm{NaOH}(\mathrm{ak})\to \mathrm{N}{\mathrm{a}}^{+}(\mathrm{ak})+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}(\mathrm{ak})$
  • $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3(\mathrm{ak})+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}(\mathrm{ce})\rightleftharpoons \mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}(\mathrm{ak})+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}(\mathrm{ak})$
• Semua alkali ialah bes, tetapi bes yang tidak larut bukan alkali.

Kegunaan Asid dan Alkali

• Ubat gigi beralkali meneutralkan asid pada gigi; cuka berasid digunakan untuk menjeruk cili.

Peranan Air dalam Keasidan

Eksperimen 6.1: Menentukan sama ada air diperlukan untuk asid menunjukkan sifat keasidannya.

• Hipotesis: Air diperlukan untuk asid menunjukkan sifat keasidan.
• Pemboleh ubah: kehadiran air (dimanipulasikan), warna litmus biru (bergerak balas), jenis asid (dimalarkan).
• Bahan: pepejal asid oksalik, ${\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_4$, air suling dan kertas litmus biru kering.
• Radas: tabung uji dan rak tabung uji.
• Prosedur:
  1. Masukkan satu spatula pepejal asid oksalik ke dalam tabung uji dan masukkan kertas litmus biru kering.
  2. Perhatikan warna, tambahkan $2.0\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$ air suling dan goncangkan.
  3. Perhatikan warna litmus semula.
• Langkah berjaga-jaga: asid mengakis; alirkan air secara berterusan pada bahagian yang terkena asid.
• Asid oksalik kering terdiri daripada molekul tanpa ion ${\mathrm{H}}^{+}$; litmus biru tidak berubah.
• Di dalam air, molekul asid mengion dan ${\mathrm{H}}^{+}$ yang terhasil menukarkan litmus biru kepada merah.
• Kesimpulan: Asid menunjukkan sifat keasidan hanya dengan kehadiran air.
• Larutan berasid berasa masam, mengakis, mempunyai pH kurang daripada 7 dan menukarkan litmus biru lembap kepada merah.

Peranan Air dalam Kealkalian

Eksperimen 6.2: Menentukan sama ada air diperlukan untuk alkali menunjukkan sifat kealkaliannya.

• Bandingkan pelet natrium hidroksida dengan larutan natrium hidroksida menggunakan kertas litmus merah.

• Tanpa air, ion $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ kekal terikat dalam kekisi pepejal $\mathrm{NaOH}$; litmus merah tidak berubah.

• Di dalam air, ion bercerai dan $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$ yang bebas bergerak menukarkan litmus merah lembap kepada biru.

• Gas ammonia juga menunjukkan sifat alkali hanya apabila air membolehkan molekul ammonia mengion dan menghasilkan $\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}$.

• Kesimpulan: Alkali menunjukkan sifat kealkalian hanya dengan kehadiran air.

• Larutan beralkali berasa pahit, licin, mengakis, mempunyai pH lebih daripada 7 dan menukarkan litmus merah lembap kepada biru.

• Langkah berjaga-jaga Eksperimen 6.2: gunakan satu pelet natrium hidroksida; jika alkali terkena kulit, alirkan air sehingga tidak berasa licin.