Hidrat merupakan suatu padatan yang tersusun atas suatu molekul senyawa dengan

molekul air. Biasanya jumlah molekul air yang terdapat pada hidrat ini sudah tertentu

dan terikat dengan kation melalui atom oksigen atau pada anion atau spesies yang kaya

akan elektron melalui atom hidrogen. Pada umumnya senyawa hidrat akan melepaskan

air kristalnya apabila dipanaskan. Selain itu juga dapat diperoleh anhydrous (nin-hidrat)

yang sering memnunyai sifat-sifat yang berbeda. Beberapa logam transisi terbentuk

hidrida kategori ketiga, yaitu hidrida metalik. Senyawa ini pada umumnya bersifat non-

stokiometrik. Sebagaian besar senyawa hidrida dapat dipreparasi melalui pemanasan

logam dengan hidrogen dan dibawah tekanan tinggi.

Beberapa kation logam memiliki sifat asam jika dilarutkan dalam air. Misalnya ion

Fe3+ dalam air membentuk larutan asam berwarna kuning atau coklat. Pada tabel 1

memperlihatkan bahwa larutan Fe(III) memiliki sifat yang lebih asam dibandingkan

dengan HF. Keasaman dapat dikorelasikan dengan kekuatan polarisasi dari kation yang

bergabung tetapi modelnya merupakan penyimpangan dari model ionik. Kekuatan

keasaman kation dipengaruhi oleh perbandingan antara rasio tinggi muatan/ukuran

(misal Be2+, Al3+, Fe3+) atau juga dapat dilihat dari logam yang memiliki karakter

elektropositif yang rendah,

Tabel 1. Kekuatan keasaman kation (nilai Ka)

Sumber: Huheey, 1993Senyawa logam-logam transisi dengan tingkat oksidasi +2 dan +3 sering

dipertimbangkan ionik, namun tingginya muatan kation atau tingginya tingkat oksidasi

ini dan pengaruhnya pada polarisasi anion sekalipun hanya kecil mengakibatkan

beberapa oksida menunjukkan sifat asam dan senyawanya menjadi bersifat kovalen.

Sebagai contoh, Cr2O3 dam Mn2O3 menunjukkan sifat amfoterik, dan semakin tinggi

tingkat oksidasinya seperti pada CrO3 dan Mn2O7, oksida ini menjadi oksida

asam (Sugiyarto, 2009).        

Adanya perbedaan muatan parsial yang semakin besar tentu akan menyebabkan

terjadinya polarisasi ikatan. Ion logam dalam H2O yang memiliki perbedaan muatan

tertentu, tentu akan mengalami polarisasi ikatan. Polarisasi ikatan akan mempengaruhi

kekuatan asam sebagai akibat dari polarisasi ikatan O-H dari H2O yang terikat.

Tabel 2. Data Jari-jari Atom dan Ionik

Z Ion Jari-jari atom

Jari-jari ion

Bilangan Koordinasi

2 4 6 8

13 Al3+ 118 - 53 68 -

27 Co2+ 116 - 72 89 -

29 Cu2+ 117 - 71 87 -

Sumber: Miessler & Tarr (2003)

Pada umumnya, ion logam yang memiliki muatan yang besar dan jari-jari yang

kecil merupakan asam yang lebih kuat. Logam alkali tidak memperlihatkan sifat asam,

alkali tanah yang memiliki bilangan oksidasi 2+ bersifat agak asam, unsur yang memiliki

bilangan oksidasi 3+ memiliki sifat lebih asam, unsur yang memiliki bilangan oksidasi

4+ atau lebih memiliki sifat asam kuat dalam larutan karena keberadaanya sebagai ion

yang teroksidasi. Berikut ini merupakan beberapa contoh ion yang terdisosiasi dalam

larutannya:

Tabel 3 Ka Beberapa Ion Logam

Logam hidroksida yang terlarut biasanya diukur keasaman kationnya. Kation asam

yang lebih kuat kurang melarutkan hidroksida. Biasanya, ion logam transisi 3+  cukup

asam untuk membentuk hidroksida yang mengendap dalam larutan yang agak asam yang

dibentuk ketika garamnya terlarut dalam air. Sedikit endapan terbentuk ketika larutan

tidak asam ditambahkan ke dalamnya. Ion yang terdapat dalam blok d dan yang memiliki

tingkat 2+ seperti Bo2+ dan juga Mg2+ mengendap sebagai hidroksida dalam larutan

netral atau sedikit basa. Alkali dan dan alkali tanah yang tersisa ( Kecuali Mg2+)

memiliki sifat asam yang lemah dan bahkan tidak berada pada skala asam ketika diukur

pH-nya.

Penentuan pKa setiap ion terhidrat adalah:

[M(H2O)6]x+  + H2O  ↔    [M(H2O)5(OH)](x-1)+   +   H+, atau

[M(H2O)6]x+   ↔    [M(H2O)5(OH)](x-1)+   +   H+

Dalam kesetimbangan konsentrasi [M(H2O)5(OH)](x-1)+   =   H+, maka

pKa = -log Ka dan pH = -log [H+],  maka  pKa = 2 pH + log C garam

Menurut K.H. Sugiyarto (2009), ion-ion logam transisi lebih kecil ukurannya

dibanding dengan ion-ion logam kelompok s dalam periode yang sama. Hal ini

menghasilkan rasio muatan per jari-jari yang lebih besar bagi logam-logam transisi. Atas

dasar ini, relatif terhadap logam kelompok s diperoleh sifat-sifat logam transisi sebagai

berikut:

1) Oksida-oksida dan hidroksida logam-logam transisi ( M2+ dan M3+ ) kurang bersifat

basa dan lebih sukar larut.

2) Garam-garam logam transisi kurang bersifat ionik dan juga kurang stabil terhadap

pemanasan.

3) Garam-garam dan ion-ion logam transisi dalam air mudah terhidrat dan juga lebih

mudah terhidrolisis menghasilkan sifat agak asam.

4) Ion-ion logam transisi lebih mudah tereduksi.

Berikut jari-jari atom dan ion logam transisi adalah senbagai berikut:

Tabel 1. Jari-jari atom dan ion logam transisi

Unsur K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Jari-jari

atom M

(dalam

pm)

235 197 161 145 132 127 12412

4125 125 128 133

Ion M+ 152 91

Ion M2+ 114 - 100 93 87 81 75 79 83 87 -

Ion M3+ - - 89 81 78 7672

79*

69

79

*

69

75*

Catatan: Tanda * menunjukkan nilai tertinggi ( high-spin) dan yang tidak memakai tanda adalah nilai

terendah ( low-spin).

Walaupun senyawa logam-logam transisi dengan tingkat oksidasi +2 dan +3

sering dipertimbangkan ionik, namun tingginya muatan kation atau tingginya tingkat

oksidasi ini dan pengaruhnya pada polarisasi anion sekalipun hanya kecil mengakibatkan

beberapa oksida menunjukkan sifat asam dan senyawanya menjadi bersifat kovalen.

Sebagai contoh, Cr2O3 dam Mn2O3 menunjukkan sifat amfoterik, dan semakin tinggi

tingkat oksidasinya seperti pada CrO3 dan Mn2O7, oksida ini menjadi oksida asam.

Sementara itu menurut aturan yang dikemukakan oleh Kasmir Fajans dalam K.H.

Sugiyarto & Retno D.S (2010 : 40) perihal polarisasi adalah sebagai berikut.

a. Kation dengan ukuran semakin kecil dan muatan positif semakin besar mempunyai

daya mempolarisasi semakin kuat.

b. Anion dengan ukuran semakin besar dan muatan negatif semakin besar akan semakin

mudah terpolarisasi.

c. Kation yang mempunyai konfigurasi elektronik bukan konfigurasi elektronik gas mulia

mempunyai daya mempolarisasi lebih kuat.

Menurut K.H. Sugiyarto, (2009), perubahan ukuran ion yang sangat kecil dari Sc

hingga Cu, mengakibatkan senyawa-senyawa hidrat untuk ion-ion dengan tingkat oksidasi

+2 dan +3 mempunyai struktur kristal, jumlah air kristal dan sifat kelarutan yang mirip

satu sama lain. Misalnya, semua M3+ ( M = Sc s.d. Cu ) membentuk senyawa tawas (alum)

dengan tipe K2SO4 M2(SO4)3.24H2O, tetapi semua M2+ membentuk isomorf sulfat rangkap

yakni (NH4)2 SO4 MSO4.6H2O.