Sifat Keasaman dari Asam Karboksilat

Suatu golongan senyawa organik, ciri khas dari asam karboksilat adalah sifat asamnya, yang ditunjukkan oleh gugus fungsi –COOH (karboksil). Rumus umum golongan asam monokarboksilat dinyatakan dengan RCOOH (asam monokarboksilat alifatik) atau ArCOOH (asam monokarboksilat aromatik). Dalam rumus umum tersebut R atau pun Ar mempunyai beberapa variasi struktur. Di samping asam monokarboksilat, diketahui juga adanya asam yang mengandung dua gugus –COOH (asam dikarboksilat), dan ada juga yang mengandung tiga gugus –COOH (asam trikarboksilat). Di antara asam-asam monokarboksilat, dikarboksilat, dan trikarboksilat tidak terdapat perbedaan sifat kimia yang mendasar.

 Sifat-sifat fisika asam karboksilat adalah sebagai berikut: (a) antar molekulnya terjadi asosiasi melalui ikatan hidrogen, (b) titik didihnya lebih tinggi daripada senyawa lain yang mempunyai berat molekul sebanding, (c) kelarutan asam karboksilat dalam air lebih besar daripada senyawa lain yang berat molekulnya sebanding.

Sifat-sifat kimia asam karboksilat adalah: (a) merupakan asam lemah, dengan harga pKa: 4-5, (b) keberadaan substituen yang berupa gugus penarik elektron dalam molekul asam karboksilat, meningkatkan keasamannya, (c) bereaksi dengan basa kuat dan menghasilkan garam yang larut dalam air, (d) dengan reduktor LiAlH₄ menghasilkan alkohol primer, tetapi dengan hidrogen dan katalis tidak terjadi reduksi, (e) dengan katalis asam (umumnya H₂SO₄), reaksi asam karboksilat dan alkohol menghasilkan ester, (f) asam karboksilat bila bereaksi dengan tionilklorida (SOCl₂) menghasilkan klorida asam (RCOCl), yang selanjutnya dengan NH₃ menghasilkan amida asam (RCONH₂), (g) pada suhu tinggi asam karboksilat mengalami dekarboksilasi, (h) dengan katalis P, reaksi antara asam karboksilat dan klor atau brom mengakibatkan terjadinya substitusi atom H pada rantai karbon oleh –Cl/ -Br.

    Keasaman dari asam karboksilat dapat dilihat dari:

1.     Pengukuarn kekuatan asam

Dalam air asam karboksilat berada pada kesetimbangan dengan ion karboksilat dan ion hidronium. Satu ukuran dari kekuatan asam ialah besarnya ionisasi dalam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; dalam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi.

Kekuatan asam dinyatakan sebagai konstanta asam Ka, konstanta kesetimbangan ionisasi dalam air.

Dimana :     [RCO₂H] = molaritas dari RCO₂H

                  [RCO₂] = molaritas dari RCO₂^-

                             [H₃O⁺] atau [H⁺] = molaritas H₃O⁺ atau H⁺

Harga Ka yang lebih besar berarti asam tersebut lebih kuat sebab konsentrasi dari RCO₂^- dan H⁺ lebih besar. Untuk mempermudah maka harga pKa= adalah pangkat negatif dari pangkat dalam Ka. Apabila Ka bertambah, pKa berkurang; oleh sebab itu makin kecil pKa berarti makin kuat asamnya.

2.     Resonansi dan kekuatan asam

Sebab utama asam karboksilat bersifat asam adalah resonansi stabil dari ion karboksilat. Kedua struktur dari ion karboksilat adalah ekivalen; muatan negatif dipakai sam oleh kedua atom oksigen.

Delokalisasi dari muatan negatif ini menjelaskan mengapa asam karboksilat lebih asam daripada fenol. Walaupun ion fenoksida merupakan resonansi stabil kontribusi utama struktur resonansi mempunyai muatan negatif berada pada satu atom.

3.     Efek induksi dan kekuatan asam

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik kerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

4.     Garam dari asam karboksilat

Air salah satu basa telalu lemah untuk menghilangkan proton dalam jumlah besar dari kebanyakan asam karboksilat. Basa lebih kuat seperti natrium hidroksida mengalami reaksi sempurna dengan asam karboksilat membentuk garam yang disebut karboksilat. Reaksi ini disebut reaksi netralisasi asam basa.

Karboksilat adalah garam berperilaku seperti garam organik; tidak berbau, titik leleh relatif tinggi dan sering mudah larut dalam air. Karena bentuknya ion , maka sukar larut dalam pelarut organik. Garam natrium dari asam karboksilat rantai hidrokarbon panjang disebut sabun.

Karboksilat diberi nama sama seperti garam anorganik. Nama ion karboksilat diambil dari nama asam karboksilat asal.

Asam karboksilat bereaksi dengan natrium bikarbonat (Na⁺HCO₃^-) menghasilkan natrium karboksilat dan asam karbonat (H₂CO₃). Asam karbonat tidak stabil dan membentuk gas karbon dioksida dan air. Alkohol dan kebanyakan fenol tidak membentuk garam bila ditambah NaHCO₃ karena mereka kurang asam dibandingkan asam karbonat

Asam karboksilat juga bereaksi dengan ammonia dan amina menghasilkan ammonium karboksilat. Reaksi dengan amina penting sekali dalam kimia protein sebab molekul protein kaya akan gugusan karboksil dan gugusan amino.

Dengan mereaksikan asam karboksilat dengan asam kuat atau sedangkan mengubah garam kembali menjadi asam karboksilat.

Dari pembahasan diatas, permasalahannya:

Dilihat dari pengaruh resonansi dan kekuatan asam, dapat ditinjau dari persamaan ionisasi dan Ka berikut:

Terlihat jelas bahwa asam asetat memiliki Ka lebih besar daripada etanol. Yang saya tanyakan, Bagaimana hal tersebut dapat terjadi, tolong jelaskan prosesnya?