MACAM REAKSI KIMIA.docx

MACAM-MACAM REAKSI

  Reaksi kimia dapat kita amati dari adanya perubahan, misalnya perubahan warna, perubahan wujud, dan yang utama adalah perubahan zat yang disertai perubahan energi dalam bentuk kalor. Reaksi kimia merupakan kunci utama ilmu kimia. Dengan mereaksikan suatu zat berarti kita mengubah zat itu menjadi zat lain, baik sifat maupun wujudnya. Dengan demikian, bila kita mengharapkan suatu zat yang memiliki ciri-ciri tertentu, kita harus berupaya mencari bahan baku yang bila direaksikan dengan zat tertentu menghasilkan zat yang kita harapkan. Para pakar kimia berusaha menciptakan bahan-bahan baru yang sangat bermanfaat bagi kepentingan umat manusia. Berikut akan dijelaskan beberapa jenis reaki kimia yang dapat dilakukan dilaboratorium.

MACAM-MACAM REAKSI KIMIA

  Dengan mengetahui beberapa sifat atau jenis reaksi, kita dapat memahami reaksi-reaksi kimia lebih mudah. Umumnya, reaksi-reaksi kimia digolongkan menurut jenisnya sebagai berikut:

  1. Reaksi penggabungan

  2. Reaksi penguraian

  3. Reaksi pergantian (reaksi pertukaran tunggal)

  4. Reaksi Metatesis (reaksi pertukaran ganda)

1. REAKSI PENGGABUNGAN Reaksi penggabungan adalah reaksi dimana dua buah zat bergabung membentuk zat ketiga.

  Kasus paling sederhana adalah bila dua unsur bereaksi membentuk senyawa. Misalnya logam natrium bereaksi dengan gas klor membentuk natrium klorida. Persamaan reaksinya:

  2Na(s) +Cl (g) → 2NaCl(s)

2 Contoh lain misalnya reaksi antara fosfor putih dan gas klor. Dalam jumlah klor terbatas,fosfor

  bereaksi membentuk fosfor triklorida, PCl 3 , suatu cairan tak berwarna. P (s) + 6Cl (g) → 4PCl (l)

  4

  2

  3 Jika klor yang tersedia berlebih, maka senyawa fosfor yang dihasilkan adalah fosfor pentaklorida, PCl , suatu zat padat berwarna putih.

5 P (s) + 10Cl (g) → 4PCl (s)

  4

  2

5 Reaksi penggabungan lain melibatkan senyawa sebagai pereaksi. Misalnya: fosfor triklorida

  bereaksi dengan gas klor membentuk fosfor pentaklorida. Persamaan reaksinya: PCl (l) + Cl (g) → PCl (s)

  3

  2

  5

2. REAKSI PENGURAIAN Reaksi penguraian adalah reaksi bila senyawa tunggal bereaksi membentuk dua atau lebih zat.

  Biasanya reaksi ini membutuhkan kenaikan suhu agar senyawa yang dapat terurai dengan menaikkan suhu misalnya KclO

  3 . Senyawa ini bila dipanaskan akan terurai menjadi KCl dan gas

  oksigen. Persamaan reaksinya: KClO (s) → 2KCl(s) + 3O (g)

  3

2 Penguraian kalium klorat biasa digunakan untuk membangkitkan gas oksigen secara laboratorium.

  Reaksi penguraian biasa diterapkan dalam pengolahan batu kapur di daerah cipatat Jawa Barat. Batu kapur,CaCO hasil penggalian agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan perlu

  3

  diolah lebih lanjut dijadikan batu tohor, CaO. Pengolahan batu kapur ini dilakukan dengan cara pemanggangan batu kapur dalam tungku. Persamaan kimia yang terjadi adalah: CaCO (s) → CaO(s) + CO (g)

  3

2 Pada reaksi ini, senyawa tunggal diuraikan menjadi dua zat yang berbeda.

  Reaksi kimia/Perubahan kimia selalu menghasilkan zat baru. Zat-zat yang dihasilkan dapat berupa endapan, gas, perubahan warna dan perubahan suhu. Berdasarkan proses yang terjadi pada suatu reaksi kimia maka reaksi kimia dapat kita golongkan menjadi 7 jenis reaksi meliputi reaksi pembentukan, penguraian, pengendapan, pertukaran, netralisasi, pembakaran atau oksidasi, dan reduksi.

  1. Reaksi Pembentukan

• O

2 O

• 3H

2 H

  2 CO

  2. Pengraian Etana C

  6

  → 2 C + 3 H

  2

  b. Reaksi penguraian dari senyawa menjadi senyawa yang lebih sederhana, seperti :

  1. Reaksi Penguraian Senyawa Hidrogen Karbonat menjadi Air dan Karbondioksida H

  → H

  3

  2 O + CO

  2

  2. Reaksi Pengraian senyawa kalsium Karbonat menjadi Kalsium Oksida dan Karbon dioksida CaCO

  3

  → CaO + CO

  4. Reaksi pertukaran Reaksi pertukaran adalah reaksi yang disertai dengan pertukaran antara kation-kation ataupun pertukaran antar anion, dalam istilah lainnya disebut dengan ion exchange. Pada peristiwa reaksi

  2

  3 → N 2 + 3H

  1. Penguraian Amoniak NH

  a. Reaksi penguraian senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya

  Reaksi pembentukan merupakan penggabungan atom-atom dari beberapa unsur membentuk senyawa baru. Contoh untuk reaksi ini adalah :

  a. Pembentukan molekul air

  2H

  2

  2

  → 2 H

  b. Pembentukan Amoniak N

  2

  2

  → 2 NH

  3

  c. Pembentukan Etana

  2 C + 3H

  2 → C

  6

  2. Reaksi Penguraian Reaksi penguraian merupakan reaksi kebalikan dari reaksi pembentukan. Pada reaksi penguraian, senyawa terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana atau menjadi unsur- unsurnya. Seperti pada reaksi berikut ini:

2 H

2 Umumnya reaksi penguraian tidak berlangsung secara spontan, namun memerlukan energi dari luar, misalnya listrik, panas atau dengan bantuan cahaya matahari.

  pertukaran maka salah satu produk dapat berupa endapan atau bentuk gas sehingga zat terpisahkan.

  Ba(Cl

  2 (aq) + Na

  2 SO 4 → 2 NaCl + BaSO 4 (s)

  Dalam reaksi ini atom Ba berpindah pasangan dengan atom Cl, mem- bentuk endapan putih BaSO4.

  5. Reaksi netralisasi Reaksi netralisasi adalah reaksi penetralan asam oleh basa dan menghasilkan air. Hasil air

  merupakan produk dari reaksi antara ion H Pembawa sifat asam dengan ion hidroksida (OH ) pembawa sifat basa,

  Reaksi : H + OH → H

  2 O

  Reaksi : HCl + NaOH → NaCl + H O

  2

  Reaksi ion : H Cl + Na OH → Na Cl + H OH

• Reaksi netralisasi yang lain ditunjukan oleh reaksi antara asam sulfat H

  2 SO 4 dengan calcium

  hidroksida Ca(OH) , seperti dibawah ini :

2 Reaksi : H SO Ca(OH) → CaSO + 2 H O

  2

  4

  2

  4

  2

• 2- - - 2+ - 2+ 2-

  2 H SO4 + Ca

  2 OH → Ca SO4 + 2H

  2 OH

  6. Reaksi pembakaran Reaksi pembakaran adalah reaksi dari unsur maupun senyawa dengan oksigen. Reaksi pembakaran ini ditunjukkan dalam pada persamaan dibawah ini : Reaksi pembakaran logam besi

  4 Fe + 3 O → 2 Fe O

  2

  2

3 Dari persamaan tampak bahwa reaksi pembakaran ditunjukkan dengan adanya gas oksigen.

  Contoh lain dari reaksi ini adalah pembakaran dari salah satu campuran bahan bakar : C H + 11 O → 7 CO + 8 H O

  7

  16

  2

  2

2 Reaksi diatas juga mengindikasikan adanya gas oksigen. Reaksi pembakaran sering juga disebut dengan reaksi oksidasi.

  7. Reaksi oksidasi dan reduksi. Reaksi yang mengikat oksigen dinamakan reaksi oksidasi dan reaksi yang melepaskan oksigen dinamakan reaksi reduksi. Pada perkembangan berikutnya ditemukan bahwa reaksi redoks tidak selalu melibatkan oksigen. Para ahli meninjau dari serah elektron. Pada perkembangan terakhir, reaksi redoks didasarkan pada perubahan bilangan oksidasi.

  Latihan macam-macam reaksi

  1. Ozon diuraikan dengan rantai katalistik

  k1

  NO + O NO +O

  3

  2

  2 k2

  NO + O NO +O

  2

2 Bagaimana hukum laju pada keadaan mantap untuk pembentukan O

  2 Jawab : NO + O k 1 NO + O

  3

  2

  2 →

  NO

  3 + O k 2 NO + O

  2 → d [NO 2]

  = k [NO] [O ] – k [NO ] [O] = 0 …………….. (1)

  1

  3

  2

  2 dt d [NO ]

  = k

  2 [NO 2 ] [O] = 0………………………………...(2) dt d [O 2]

  = k [NO ] [O]……………………………………..(3)

  2

  2 dt

  Eliminasi persamaan 2 dan 3

  d [O 2]

  = 2 k [NO ] [O]……………………………………(4)

  1

  2 dt

  Cari [NO ] dari persamaan 1 :

  2

  k [NO] [O3] – k [NO2] [O] = 0

  1

  2 k 1[NO ][O3 ]

  k [NO ] =

  2

  2

  [ O]

  k 1 [ NO ] [ O3]

  [NO2] =

  k 2[O]

  Substitusi persamaan ke 4 : 2 k 2 k 1[ NO][O 3][O] 2 k 2 k 1

  d [O 2]

  , dimana k =

  k 2 dt = k 2[O]

  r = k [NO][O

  3 ]

  2. Untuk penguraian ozon

  2O

  3O Hukum laju adalah :

  2

• d (O ) = k (O )

  3

  3

  dt (O

  3 )

  ramalkan suatu mekanisme yang menjelskan hukum laju ini Jawab :

  K [O3]2 2 -1

  a. `r = = k [O

  2 ] [O 2 ] O 2]

  [ Total komponen dalam tahap penentu laju dalah 2

  2 O + O = 40

  3

  2

  b. Ramalkan mekanisme , r ditentukan oleh tahap lambat O

  3 + O 2O 2 ( Tahap penentu laju)

  c. Mencari asal O melalui reaksi pembentukan O yang berlansung cepat

  3

  3 O O + O

  3

  2

  3. Mekanisme dari reaksi dekomposisi N O adalah :

  2

  

5

k1

  N O NO +NO

  2

  3

  2

  3 k2

  NO

  2 + NO

  3 N

  2 O

  3 k3

  NO

  2 + NO

  3 NO +O 2 + NO

  3 k4

  NO + NO

  2NO

  3

2 Tentukan persamaan laju terhadap N O dengan menggunakan pendekatan keadaan

  

2

  5

  mantap untuk NO

  3 dan NO

  4. Berikut ini adalah mekanisme hinpositik dekomposisi termal dari aseton E/KJ mol-1

  k1

  CH

3 COCH

  3

  2CH

  3 + CO 290 k1

  CH + CH COCH CH + CH COCH

  63

  3

  3

  3

  4

  2

  3 k1

  CH COCH CH + CH CO 200

  2

  3

  3

  2 k2

  CH

  3 + CH

  2 COCH

  3 CH

  2 COC

  2 H

  2

  33

  a. Apakah hasil yang penting dari mekanisme ini ? b. Perlihatkan bahwa laju pembentukan CH

  4 adalah orde pertama terhadap aseton dan

  = k

  k 2 ye a− ye………………………...(3)

  ye k =

  2

  [a-ye] = k

  1

  ye = 0………….(2)  k

  2

  [a-ye] – k

  1

  d [x ] dt

  konstanta laju keseluruhan diberikan sebagai : K = { k1 k2 k3 } nol, k1 sangat kecil k4 c. Berapakah energi aktifasi secara keseluruhan dari reaksi ini?

  [b+y]……………(1) a = a , b = b pada awal reaksi A = a dan B = 0 pada reaksi setimbang dx/dt = 0

  2

  [a-y] + k

  1

  d [ y ] dt = k

  [A] + k2[B]

  1

  d [ A ] dt = - k

  Ungkapan K1 dalam bentuk konstanta kesetimbangan K Jawab : A B

  5. Suatu reaksi reversible : A B Keduanya adalah reaksi orde pertama. Jika konsentrasi dari A adalah A dan B adalah nol dan jika y mol/L dari A telah bereaksi pada waktu t, integrasi persamaan laju reaksinya.

  substitusi persamaan 2 ke 3 :

  k 2Ye dx 2 y dt = [ a− y ] [a-y] k k 2 ye a− y − k 2 y [a− ye] dx [ ] dt =

  [ a− yc]

  k 2

  = [ a− ye]{ye(a-y)-y(a-ye)}

  k 2

  =

  a− ye] {a(ye-y)}

  [ k (a-ye) = k ye

   1

  2

  k2 = k 1(a− ye)

  ye dy 1 (a-y) – k 1(a− ye) y dt = k ye k 1 ye

  ¿ ¿ ¿ y k 1

  ¿ ye {a(ye-y)}

  6. Rotasi massa dari A. Bromonitrokamfer pada suhu 285 C diikuti dengan mengukur rotasi optiknya. Jika sudut rotasi awal d = 189 dan sudut rotasi pada posisi kesetimbangan (d ) = 31.3 hitung k1 + k2 (jumlah reaksi kedepan dan kebelakang) dari :

3 Waktu/jam : 3

  5

  7

  24

  72 d1( ) : 169.0 156.0 146.0

  84.5

  37.3

  7. Suatu senyawa A dapat menghasilkan dua senyawa yaitu B dan C dalam suatu reaksi

• 1

  konsekutif. Masing-masing mempunyai konstanta laju reaksi 0.15 menit dan

• 1

  0.06 menit . Berapa waktu paroh dari A? bila konsentrasi awal dari A adalah 0.1 M setelah beberapa menit konsentrasi B = 0.05 M Jawab :

  Reaksi orde 1 A B a = A = 0.1 M − d [ A ] r = = k [A]

  1

  1 dt

  − d [ A ] r = = k [A]

  2

  2 dt

  ’

  r = k [A]

  ’

  0,15/menit + 0,06/menit = k [0,05 M] 0,21/menit = k’ [0,05 M] k’= 4,2/Mmenit = k waktu paroh A = waktu setelah setengah A bereaksi o reaksi orde 1 ln 2 0,693 t =

  1/2

k = 4.2 = 9,9 sekon

  o tB ? ln A 0 1 t = ln

  A k

  0,1 M

  1 = ln

  0,05 M 4,2/ Mmenit = 9,9 sekon t = tB, karena konsentrasi = 0,05M

  1/2