Pengguna:Hysocc/Buku/Reaksi kimia

Reaksi kimia adalah proses pengubahan satu set zat menjadi zat lainnya. Perubahan kimia secara garis besar melibatkan perubahan posisi elektron dari suatu atom sehingga terjadi penyatuan maupun pemisahan atom. Namun pada reaksi nuklir, yang terlibat tidak hanya elektron, namun juga komponen inti dari atom (proton dan neutron). Dalam reaksi kimia, ada dua kategori zat. Zat yang mengawali reaksi kimia disebut dengan reaktan, sedangkan hasil reaksinya disebut dengan produk.

Reaksi kimia dicirikan dengan adanya perubahan kimiawi, yaitu perubahan yang membentuk zat baru. Contoh perubahan kimia yaitu:

• kertas yang dibakar
• air yang dielektrolisis menjadi gas hidrogen dan oksigen
• besi berkarat

Sedangkan perubahan non-kimiawi, yaitu perubahan fisika, zat tidak mengalami perubahan secara kimiawi sehingga tidak terbentuk zat baru. Contoh perubahan fisika:

• es yang meleleh
• gula yang dilarutkan ke dalam air
• Jarum pentul menjadi bersifat magnet

Reaksi kimia disimbolkan sesuai dengan simbol unsur yang terdapat dalam tabel periodik, ditambah dengan notasi tertentu yang menunjukkan wujud reaktan dan produk, jenis reaksi, besar energi yang dihasilkan atau dibutuhkan, dan sebagainya.

Notasi reaksi kimia

Komponen yang dibutuhkan dalam reaksi kimia adalah:

• Spesies reaksi:
  • Reaktan, berada di sebelah kiri
  • Produk, berada di sebelah kanan
• Tanda panah:
  • Jika tanda panah ke satu arah ($\rightarrow$) maka menunjukkan reaksi satu arah.
  • Jika tanda panah ke dua arah ($\leftrightharpoons$) maka menunjukkan reaksi kesetimbangan, dapat bergerak dari kiri ke kanan maupun sebaliknya tergantung kondisi reaksi
  • Di atas tanda panah dapat ditulis zat katalis jika ada, atau bentuk energi non-panas yang dibutuhkan untuk memulai reaksi kimia (sinar UV, listrik, dsb)
• Wujud spesies reaksi:
  • Padat (solid), disimbolkan dengan $_{(s)}$
  • Cair (liquid), disimbolkan dengan $_{(l)}$
  • Gas, disimbolkan dengan $_{(g)}$
  • Larutan (aqueous), disimbolkan dengan $_{(aq)}$
• Jika terdapat data termokimia reaksi, maka di sebelah kanan produk dapat dituliskan jumlah panas yang dihasilkan maupun diserap oleh reaksi kimia, disimbolkan dengan $\Delta H\ =\ ...\ kJ/mol$. Jika angkanya positif, maka reaksi menyerap atau membutuhkan panas.

Contoh

Perhatikan reaksi dekomposisi hidrogen peroksida (H₂O₂) di bawah ini:

$2H_{2}O_{2(l)}\ {\xrightarrow {MnO_{2}}}\ 2H_{2}O_{(l)}+O_{2(g)};\ \Delta H=-98.2\ kJ/mol$

Reaktan berupa dua molekul hidrogen peroksida berwujud cair, terurai menjadi produknya yaitu dua molekul air dan satu molekul gas oksigen. Katalis yang dibutuhkan adalah mangan(IV) oksida, dan energi yang dihasilkan adalah 98.2 kilo joule untuk setiap mol hidrogen peroksida yang terurai.

Reaksi dasar

Terdapat empat reaksi kimia dasar, yaitu:

Reaksi sintesis, yaitu reaksi yang membentuk senyawa baru dari dua unsur.

$A+B\rightarrow AB$

Contoh reaksi sintesis adalah pembentukan garam dari logam natrium dan gas klorida:

$2Na_{\ (s)}+Cl_{2\ (g)}\rightarrow 2NaCl_{\ (s)};\ \ \ \Delta H=-822.24\ kJ/mol$

Reaksi dekomposisi, kebalikan dari reaksi sintesis yaitu pemecahan senyawa kimia menjadi unsur-unsur penyusunnya.

$AB\rightarrow A+B$

Contoh reaksi dekomposisi adalah elektrolisis air menjadi gas hidrogen dan oksigen:

$2H_{2}O_{\ (l)}\rightarrow 2H_{2\ (g)}+O_{2\ (g)};\ \ \ \Delta H=571.66\ kJ/mol$

Reaksi penggantian tunggal, yaitu reaksi di mana satu komponen dari suatu reaktan berpindah ke zat lain.

$AB+C\rightarrow A+BC$

Contoh reaksi penggantian tunggal adalah reaksi pembentukan natrium hidroksida dari atom natrium dan air.

$2Na_{\ (s)}+2H_{2}O_{\ (l)}\rightarrow 2NaOH_{\ (aq)}+H_{2\ (g)}$

Reaksi penggantian ganda, yaitu reaksi di mana satu komponen dari masing-masing reaktan berpindah ke reaktan yang lain.

$AB+CD\rightarrow AC+BD$

Contoh reaksi penggantian ganda adalah reaksi pembentukan perak klorida:

$AgNO_{3\ (aq)}+NaCl_{\ (aq)}\rightarrow AgCl_{\ (s)}+NaNO_{3\ (aq)}$

Penyetaraan reaksi kimia

Penyetaraan reaksi adalah menyamakan jumlah atom dari reaktan dan produk sehingga sesuai dengan hukum kekekalan massa. Penyetaraan digunakan dalam berbagai aspek kimia, seperti elektrolisis, redoks, termokimia, dan kesetimbangan kimia. Contoh penyetaraan reaksi adalah pembakaran C₂H₅OH:

$C_{2}H_{5}OH_{\ (l)}+O_{2\ (g)}\rightarrow CO_{2\ (g)}+H_{2}O_{\ (g)}$

Reaksi di atas belum setara, bisa dicirikan dengan jumlah atom reaktan dan produk yang tidak sama jumlahnya. Atom hidrogen pada reaktan berjumlah enam (di etanol), namun atom hidrogen pada produk hanya dua (di air). Langkah-langkah penyetaraan reaksi adalah sebagai berikut:

• Memberikan variabel pada masing-masing spesies reaksi. Pada contoh ini, ditambahkan variabel $a$, $b$, $c$, dan $d$:

$a\ C_{2}H_{5}OH_{\ (l)}+b\ O_{2\ (g)}\rightarrow c\ CO_{2\ (g)}+d\ H_{2}O_{\ (g)}$

• Kemudian membentuk persamaan berdasarkan masing-masing atom. Contoh pada spesies $a$ terdapat dua atom karbon sedangkan pada spesies $c$ terdapat satu atom karbon, sehingga $2a=c$

$C:2a=c$

$O:a+2b=2c+d$

$H:6a=2d$

• Kemudian bentuk asumsi awal bahwa $a=1$, sehingga didapatkan:

$a=1$

$b=3$

$c=2$

$d=3$

• Setelah variabel diselesaikan, maka persamaan reaksi dapat diperbaiki menjadi:

$C_{2}H_{5}OH_{\ (l)}+3\ O_{2\ (g)}\rightarrow 2\ CO_{2\ (g)}+3\ H_{2}O_{\ (g)}$