Larutan, Konsep Asam-basa Larutan, dan pH Larutan

Larutan adalah sebuah campuran yang bersifat homogen (terdiri dari 1 fase) yang terdiri dari dua atau lebih zat. Dalam larutan terdapat dua jenis komponen utama yang disebut dengan zat terlarut (solute) dan pelarut (solvent). Komposisi zat pelaruta dan terlarut dalam larutan dinyatakan dengan konsentrasi larutan., sedangkan proses membuat larutan disebut dengan proses pelarutan atau solvasi. Larutan yang menggunakan air sebagai pelarut utama disebut dengan larutan dalam air atau aqueous. Larutan yang zat terlarut lebih banyak dibandingkan zat pelarutanya disebut dengan larutan pekat, sedangkan jika zat terlarutnya sedikit disebut dengan larutan encer. Pelarut wujudnya cenderung tidak berubah, sedangkan zat terlarut wujdunya dapat berubah saat proses pelarutan. Larutan bisanya berwujud cairan atau gas, namun terdapat juga larutan padat yang biasa disebut alloy.

Sifat-sifat dari larutan umumnya adalah bersifat homogen, partikelnya berukuran kurang dari 1 nm, tidak ada perbedaan antara pelarut dan zat terlarut, tidak dapat dipisahkan dengan teknik filtrasi, bersifat koligatif atau tergantung pada jumlah partikel dalam larutan, bersifat aditif atau disesuaikan dengan jumlah total atom dalam molekul atau jumlah komponen karakteristik larutan, bersiifat konstitutif atau sama dengan atom yang membentuk molekul. Dalam larutan dapat terjadi dua reaksi yauti reaksi eksoterm (melepaskan panas dari sistem ke lingkungan sehingga suhu akan naik dan energi potensial turun) dan reaksi endoterm (menyerap panas dari lingkungan ke sistem sehingga suhu akan turun dan energi potensial naik).  Larutan juga dapat dibedakan berdasrkan sifat daya hantar listriknya yaitu larutan elektrolit (larutan yang dapat menghantarkan arus listrik) dan larutan nonelektrolit (larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik). Dalam larutan juga terdapat jenis larutan asam dan larutan basa.

Air murni tidak memiliki rasa, bau, atau warna. Namun, ketika mengandung zat tertentu, air dapat terasa asam, pahit, asin, dan sebagainya. Cairan yang terasa asam disebut larutan asam, yang terasa asin disebut larutan garam, sedangkan yang terasa licin dan pahit disebut larutan basa. Salah satu cara efektif untuk menguji apakah suatu larutan bersifat asam atau basa adalah dengan menggunakan kertas lakmus. Ketika kertas lakmus dicelupkan ke dalam larutan asam, kertas tersebut akan berubah menjadi merah. Sebaliknya, jika kertas lakmus dicelupkan ke dalam larutan basa, warnanya akan berubah menjadi biru. Beberapa perbedaan sifat antara asam basa antara lain, asam memiliki rasa asam, bersifat korosif, mengubah lakmus biru menjadi warna merah, memiliki sifat elektrolit dapat menghantarkan listrik, dapat menghasilkan gas hydrogen ketika berekasi dengan unsur maupun senyawa logam, dapat menghasilkan ion H+ saat dilarutkan dalam air. Sifat basa diantaranya memiliki rasa pahit, bersifat kausik yang merusak kulit (iritasi), bertekstur licin, mengubah lakmus merah menjadi biru, memiliki sifat elektrolit dapat menghantarkan listrik, dapat menghasilkan ion OH- saat dilarutkan dalam air. Dalam perkembangannya, banyak tercetus mengenai teori asam-basa. Beberapa teori asam-basa terebut meliputi Teori Asam Basa Arrhenius, Teori Asam Basa Brownstead-Lowry, Teori Asam Basa Lewis.

Pada tahun 1884, ahli kimia Swedia yang Bernama Svante Arrhenius mengusulkan dua klasifikasi senyawa yaitu asam dan basa. Ketika dilarutkan dalam air ion-ion tertentu dilepaskan dalam larutan. Menurut Arrhehnius, asam adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air menghasilkan ion H+ dalam larutan sedangkan basa adalah zat yang apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion OH- dalam larutannya. Pada tahun 1923, ahli kimia Johannes Nicolaus Bronsted dan Thomas Martin Lowry mengembangkan definisi asam dan basa berdasarkan kemampuan (donor) atau menerima (akseptor) proton dalam hal ini ion H+. Menurut Brownstead-Lowry, asam adalah zat yang memiliki kecenderungan untuk menyumbangkan ion H+ pada zat lain (pendonor proton), sedangkan basa adalah zat yang memiliki kecenderungan untuk menerima ion H+ dari zat lain (penerima proton). Senyawa yang bertindak sebagai asam-basa Bronsted-Lowry disebut amfoter. Pada tahun 1923, Gilbert Newton Lewis seorang ahli kimia dari UC Berkeley mengusulkan teori alternative untuk menggambarkan asam dan basa. Teorinya menjelaskan tentang asam dan basa berdasarkan struktur dan ikatan. Menurut Lewis, asam adalah suatu zat yang mempunyai kecenderungan menerima pasangan electron dari basa. Contoh beberapa asam Lewis adalah SO3, BF3, maupun AlF3 , sedangkan basa adalah zat yang dapat memberikan pasangan elektron. Basa lewis memiliki pasangan electron bebas, contohnya adalah NH3, Cl-- maupuan R-OH.

Dalam larutan dikenal juga istilah pH (Power of Hydrogen) atau derajat keasaman. Istilah pH (Power of Hydrogen) sendiri merupakan skala yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat larutan. Skala dalam pH berarti menunjukan Tingkat asam dan basa dalam suatu larutan, pH normal memiliki nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukkan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukkan keasaman. pH 0 menunjukkan derajat keasaman yang tinggi, dan pH 14 menunjukkan derajat kebasaan tertinggi. Derajat keasaman atau pH digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan, didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Pengukuran pH dapat menggunakan berbagai alat ukur seperti kertas lakmus, indicator universal, dan indicator pH.

Cara yang paling sederhana untuk mengidentifikasi sifat asam, basa dan netral adalah dengan menggunakan kertas lakmus. Kertas lakmus adalah kertas indikator yang dapat berubah warna ketika terkena larutan asam atau basa. Kertas lakmus terdiri dari 2 (dua) jenis, yakni lakmus biru dan lakmus merah. Lakmus merah, jika terkena zat yang bersifat asam akan tetap berwarna merah dan jika terkena basa akan berubah warna menajdi biru. Lakmus biru jika terkena zat yang bersifat asam akan berubah menjadi wrana merah, sedangkan jika terkena zat yang bersifat basa akan tetap berwarna biru. Indikator lain yaitu kertas pH universal, kertas universal merupakan salah satu jenis indikator asam basa yang berbentuk kertas seperti lakmus. Suatu kertas pH Universal memiliki beberapa warna. Warna pada kertas pH Universal menunjukkan skala nilai pH yang dimulai dari pH 1 sampai pH 14. Oleh karenanya kertas pH Universal tidak hanya berfungsi untuk mengetahui sifat asam-basa, tapi juga dapat untuk mengetahui dan mengukur nilai pH suatu larutan. Selain kertas universal, terdapat juga beberapa larutan uji universal yang memiliki trayek pHtertentu untuk menentukan nilai asam-basa suatu senyawa. Beberapa indicator universal tersebut diantranya metil merah, bromtimol biru, dan fenolftaline (PP). alat ukur yang terakhir adalah pH meter, pH meter merupakan alat yang dapat mengukur derajat keasamaan atau kebasaan suatu larutan. Identifikasi asam basa dengan pH meter dapat dilakukan dengan membaca nilai pH larutan menggunakan alat. Nilai pH yang terbaca akan menunjukkan larutan tersebut bersifat asam atau basa.