Asam konjugat dan basa konjugat
Asam konjugat menurut teori asam-basa Brønsted–Lowry dibentuk oleh penerimaan proton (H) oleh basa; dalam kata lain, asam konjugat adalah basa yang telah memperoleh ion hidrogen. Di sisi lain, basa konjugat adalah yang tersisa setelah asam telah memberikan proton dalam suatu reaksi kimia. Maka dari itu, basa konjugat dibentuk oleh pelepasan proton dari suatu asam.
Asam konjugat dapat digambarkan dengan menggunakan reaksi kimia berikut:
Johannes Nicolaus Brønsted dan Martin Lowry memperkenalkan teori Brønsted–Lowry, yang mengusulkan bahwa senyawa manapun yang dapat menyerahkan proton kepada senyawa lain adalah asam, sementara senyawa yang menerima proton adalah basa.
Kation dapat menjadi asam konjugat, dan anion dapat menjadi basa konjugat, tergantung pada unsur yang digunakan dan reaksi asam-basa mana yang berlangsung.
Dalam suatu reaksi asam-basa, asam dan basa membentuk basa konjugat dan asam konjugat:
Konjugat terbentuk saat asam kehilangan proton hidrogen atau basa memperoleh proton hidrogen. Lihat gambar berikut:
Dapat dikatakan bahwa molekul air adalah asam konjugat ion hidroksida setelah hidroksida mendapat proton hidrogen yang diberikan oleh amonium. Di sisi lain, amonia adalah basa konjugat untuk amonium asam setelah amonium telah menyerahkan ion hidrogen untuk menghasilkan molekul air. OH- dapat dianggap sebagai basa konjugat , karena molekul air menyerahkan proton untuk menghasilkan dalam reaksi ke arah sebaliknya, yang merupakan proses yang sangat sering terjadi di alam karena basa lebih kuat dari ion hidroksida. Berdasarkan informasi ini, dapat dilihat bahwa istilah "asam", "basa", "asam konjugat" dan "basa konjugat" bukanlah istilah yang berlaku tetap untuk suatu unsur kimia, tetapi dapat berganti-ganti tergantung pada situasinya.
Kekuatan suatu asam konjugat proporsional dengan tetapan disosiasinya. Jika suatu asam konjugat merupakan suatu asam kuat, disosiasinya akan memiliki tetapan kesetimbangan yang lebih tinggi. Kekuatan suatu basa konjugat dapat dilihat dari kecenderungannya untuk "menarik" proton hidrogen. Jika suatu basa konjugat merupakan suatu basa yang kuat, basa itu akan "menahan" proton hidrogen saat larut dan asamnya tidak akan terurai.
Jika suatu spesies kimia dapat digolongkan sebagai asam lemah, basa konjugatnya akan menjadi basa yang kuat. Hal ini dapat diamati dari reaksi amonia (basa yang relatif kuat) dengan air. Reaksi ini berlangsung hingga sebagian besar amonia telah berubah menjadi amonium. Pergeseran kesetimbangan kimia reaksi ke kanan menunjukkan bahwa amonium tidak mudah terurai di air (asam lemah), dan basa konjugatnya lebih kuat daripada ion hidroksida.
Di sisi lain, jika suatu spesies kimia dapat digolongkan sebagai asam kuat, basa konjugatnya akan menjadi lemah. Contohnya adalah penguraian asam klorida di air. HCl merupakan asam yang kuat (terurai dalam air), sehingga () akan menjadi basa konjugat yang lemah. Maka dari itu, sebagian besar akan ada dalam bentuk ion hidronium dan tidak terikat dengan anion Cl, dan basa konjugatnya lebih lemah daripada molekul air.
Singkatnya, semakin kuat suatu asam atau basa, semakin lemah konjugatnya.
Asam dan basa konjugat serta basa dan asam konjugat dikenal sebagai pasangan konjugat. Saat mencari konjugat asam atau basa, perlu dilihat reaktan suatu persamaan kimia. Dalam kasus ini, reaktannya adalah asam dan basa.
Untuk mengidentifikasi asam konjugat, cari pasangan senyawa yang terkait. Reaksi asam-basa dapat dilihat dari sisi sebelum dan sesudah. Reaktan merupakan bagian sebelum dalam persamaan, sementara hasilnya ada di bagian sesudahnya. Asam konjugat di bagian sesudah mendapat ion hidrogen, sehingga di sisi sebelum senyawa yang kehilangan ion hidrogen adalah basanya. Sementara itu, basa konjugat di sisi sesudah kehilangan ion hidrogen, sehingga senyawa yang mendapat hidrogen di sisi sebelum merupakan asamnya.
Lihatlah reaksi asam-basa berikut:
Asam nitrat () adalah "asam" karena asam nitrat menyerahkan proton kepada molekul air, sementara "basa konjugat"nya adalah nitrat (). Molekul air menjadi basa karena mendapat proton hidrogen, sementara asam konjugatnya adalah ion hidronium ().
Salah satu kegunaan asam dan basa konjugat adalah dalam larutan dapar. Dalam larutan tersebut, asam lemah dan basa konjugatnya (dalam bentuk garam) atau basa lemah dengan asam konjugatnya digunakan untuk membatasi perubahan pH selama proses titrasi. Larutan dapar memiliki kegunaan organik dan anorganik; contohnya, darah manusia bertindak sebagai dapar untuk menjaga pH. Dapar yang paling penting di dalam aliran darah manusia adalah dapar asam karbonat-bikarbonat, yang mencegah perubahan pH secara drastis dari . dapat meningkatkan pH akibat reaksi berikut:
Kegunaan kedua dengan senyawa organik adalah produksi dapar dengan asam asetat. Jika asam asetat (asam lemah dengan rumus ) dijadikan larutan dapar, asam ini perlu dicampur dengan basa konjugatnya, yaitu dalam bentuk garam. Hasilnya disebut dapar asetat yang mengandung berair dan berair. Asam asetat dan asam-asam lemah lainnya berfungsi sebagai komponen dapar yang berguna di laboratorium.
Sementara itu, contoh kegunaan dengan senyawa anorganik adalah penggunaan medis basa konjugat asam laktat dalam larutan laktat Ringer dan larutan Hartmann. Rumus asam laktat adalah , dan basa konjugatnya digunakan dalam cairan intravena yang mengandung natrium dan kalium beserta dengan laktat dan anion klorida dalam larutan dengan air yang terdistilasi. Cairan tersebut isotonik dengan darah manusia dan sering digunakan untuk meningkatkan kadar cairan di dalam suatu sistem setelah kehilangan darah akibat trauma, operasi atau luka bakar.