Asam

Asam adalah molekul atau ion yang dapat memberikan proton (ion hidrogen H), atau, alternatifnya, dapat membentuk ikatan kovalen dengan pasangan elektron (asam Lewis).
Kategori pertama asam adalah donor proton atau asam Brønsted. Pada kasus khusus dalam larutan berair, donor proton membentuk ion hidronium H3O dan dikenal sebagai asam Arrhenius. Brønsted dan Lowry memperumum teori Arrhenius untuk memasukkan pelarut bukan air. Asam Brønsted maupun Arrhenius biasanya memiliki atom hidrogen yang berikatan dengan struktur kimia yang tetap aktif secara energik setelah kehilangan H.
Asam Arrhenius dalam larutan berair memiliki sifat karakteristik yang menyediakan deskripsi praktis dari asam. Asam membentuk larutan berair dengan rasa masam, dapat mengubah lakmus biru menjadi merah, dan bereaksi dengan basa serta berbagai logam (seperti kalsium) membentuk garam. Kata acid (bahasa Inggris dari asam) berasal dari bahasa Latin acidus/acēre yang berarti masam. Larutan berair asam memiliki pH kurang dari 7 dan larutan ini juga disebut 'asam' dalam konteks sehari-hari (seperti pada frasa 'dilarutkan dalam asam'), sementara definisi ketat asam hanya merujuk pada zat terlarutnya. pH yang lebih rendah bermakna memiliki keasaman yang lebih tinggi, dan juga memiliki konsentrasi ion hidrogen positif yang lebih tinggi di dalam larutan.
Larutan berair asam yang umum di antaranya asam klorida (larutan hidrogen klorida yang ditemukan pada asam lambung dan dapat mengaktifkan enzim pencernaan), asam asetat (cuka merupakan larutan berair encer dari cairan ini), asam sulfat (digunakan pada baterai mobil), dan asam sitrat (ditemukan pada buah sitrus). Berdasarkan contoh ini, asam (dalam pandangan umum) dapat berupa larutan maupun bahan kimia murni, serta dapat diturunkan dari asam (dalam pandangan ketat) berbentuk padat, cair, maupun gas. Asam kuat dan beberapa asam lemah terkonsentrasi bersifat korosif, tetapi terdapat pengecualian seperti karborana dan asam borat.
Asam kategori kedua adalah asam Lewis, yang membentuk ikatan kovalen dengan pasangan elektron. Salah satunya adalah boron trifluorida (BF3) dengan atom boron memiliki orbital kosong yang dapat membentuk ikatan kovalen melalui pembagian pasangan elektron sunyi pada atom di dalam senyawa basa, sebagai contoh atom nitrogen pada amonia (NH3). Lewis mempertimbangkan teori ini sebagai generalisasi definisi Brønsted sehingga asam merupakan spesies kimia yang menerima pasangan elektron baik secara langsung maupun melalui pelepasan proton (H) ke dalam larutan, yang kemudian menerima pasangan elektron. Akan tetapi, hidrogen klorida, asam asetat, dan kebanyakan asam Brønsted-Lowry lainnya tidak dapat membentuk ikatan kovalen dengan pasangan elektron sehingga bukan asam Lewis. Sebaliknya, banyak asam Lewis bukan termasuk asam Arrhenius maupun Brønsted-Lowry. Dalam terminologi modern, asam secara implisit merujuk pada asam Brønsted dan bukan asam Lewis, mengingat kimiawan hampir selalu merujukkan asam Lewis secara eksplisit sebagai asam Lewis.
Istilah "asam" merupakan terjemahan dari istilah yang digunakan untuk hal yang sama dalam bahasa-bahasa Eropa seperti acid (bahasa Inggris), zuur (bahasa Belanda), atau Säure (bahasa Jerman) yang secara harfiah berhubungan dengan rasa masam. Dalam kimia, istilah asam memiliki arti yang lebih khusus. Terdapat tiga definisi asam yang umum diterima dalam kimia, yaitu definisi Arrhenius, Brønsted-Lowry, dan Lewis.
Walaupun bukan merupakan teori yang paling luas cakupannya, definisi Brønsted-Lowry merupakan definisi yang paling umum digunakan. Dalam definisi ini, keasaman suatu senyawa ditentukan oleh kestabilan ion hidronium dan basa konjugat terlarutnya ketika senyawa tersebut telah memberi proton ke dalam larutan tempat asam itu berada. Stabilitas basa konjugat yang lebih tinggi menunjukkan keasaman senyawa bersangkutan yang lebih tinggi.
Sistem asam/basa berbeda dengan reaksi redoks; tak ada perubahan bilangan oksidasi dalam reaksi asam-basa.
Secara umum, asam memiliki sifat sebagai berikut:
Dalam air, reaksi kesetimbangan berikut terjadi antara suatu asam (HA) dan air, yang berperan sebagai basa,
HA + H 2 O ↽ − − ⇀ A − + H 3 O + {\displaystyle {\ce {HA + H_2O <=> A^- + H_3O^+}}}
Tetapan asam adalah tetapan kesetimbangan untuk reaksi HA dengan air:
K a = [ H 3 O + ] [ A − ] [ HA ] {\displaystyle K_{a}={\frac {[{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}][{\mbox{A}}^{-}]}{[{\mbox{HA}}]}}}
Asam kuat mempunyai nilai Ka yang besar (yaitu, kesetimbangan reaksi berada jauh di kanan, terdapat banyak H3O; hampir seluruh asam terurai). Misalnya, nilai Ka untuk asam klorida (HCl) adalah 10. Asam kuat memiliki derajat ionisasi 1.
Meskipun demikian, tingkat keasaman asam kuat berbeda-beda. Berikut adalah tingkat keasaman asam kuat dari yang paling kuat(paling asam):
Asam kuat mencakup asam halida – HCl, HBr, dan HI. (Tetapi, asam fluorida, HF, relatif lemah.) Asam-asam okso, yang umumnya mengandung atom pusat ber-bilangan oksidasi tinggi yang dikelilingi oksigen, juga cukup kuat; mencakup HNO3, H2SO4, dan HClO4.
Asam lemah mempunyai nilai Ka yang kecil (yaitu, sejumlah cukup banyak HA dan A terdapat bersama-sama dalam larutan; sejumlah kecil H3O ada dalam larutan; asam hanya terurai sebagian). Misalnya, nilai Ka untuk asam asetat adalah 1,8 × 10. Kebanyakan asam organik merupakan asam lemah.
Larutan asam lemah dan garam dari basa konjugatnya membentuk larutan penyangga.
Sekitar tahun 1800, banyak kimiawan Prancis, termasuk Antoine Lavoisier, secara keliru berkeyakinan bahwa semua asam mengandung oksigen. Lavoisier mendefinisikan asam sebagai zat mengandung oksigen karena pengetahuannya akan asam kuat hanya terbatas pada asam-asam okso dan karena ia tidak mengetahui komposisi sesungguhnya dari asam-asam halida, HCl, HBr, dan HI. Lavoisier-lah yang memberi nama oksigen dari kata bahasa Yunani yang berarti "pembentuk asam". Setelah unsur klorin, bromin, dan iodin teridentifikasi dan ketiadaan oksigen dalam asam-asam halida ditemukan oleh Sir Humphry Davy pada tahun 1810, definisi oleh Lavoisier tersebut harus ditinggalkan.
Kimiawan Inggris pada waktu itu, termasuk Humphry Davy, berkeyakinan bahwa semua asam mengandung hidrogen. Kimiawan Swedia Svante Arrhenius lalu menggunakan landasan ini untuk mengembangkan definisinya tentang asam. Ia mengemukakan teorinya pada tahun 1884.
Pada tahun 1923, Johannes Nicolaus Brønsted dari Denmark dan Martin Lowry dari Inggris masing-masing mengemukakan definisi protonik asam-basa yang kemudian dikenal dengan nama kedua ilmuwan ini. Definisi yang lebih umum diajukan oleh Lewis pada tahun yang sama, menjelaskan reaksi asam-basa sebagai proses transfer pasangan elektron.
Asam memiliki berbagai kegunaan. Asam sering digunakan untuk menghilangkan karat dari logam dalam proses yang disebut "pengawetasaman" (pickling). Asam dapat digunakan sebagai elektrolit di dalam baterai sel basah, seperti asam sulfat yang digunakan di dalam baterai mobil. Pada tubuh manusia dan berbagai hewan, asam klorida merupakan bagian dari asam lambung yang disekresikan di dalam lambung untuk membantu memecah protein dan polisakarida maupun mengubah proenzim pepsinogen yang inaktif menjadi enzim pepsin. Asam juga digunakan sebagai katalis; misalnya, asam sulfat sangat banyak digunakan dalam proses alkilasi pada pembuatan bensin.