Tugas 1 Macam Macam Reaksi Kimia - KimiaFisika2YRU
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.
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
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) +Cl2(g) → 2NaCl(s)
Contoh lain misalnya reaksi antara fosfor putih dan gas klor. Dalam jumlah klor terbatas,fosfor
bereaksi membentuk fosfor triklorida, PCl3, suatu cairan tak berwarna.
P4(s) + 6Cl2(g) → 4PCl3(l)
Jika klor yang tersedia berlebih, maka senyawa fosfor yang dihasilkan adalah fosfor
pentaklorida, PCl5, suatu zat padat berwarna putih.
P4(s) + 10Cl2(g) → 4PCl5(s)
Reaksi penggabungan lain melibatkan senyawa sebagai pereaksi. Misalnya: fosfor triklorida
bereaksi dengan gas klor membentuk fosfor pentaklorida. Persamaan reaksinya:
PCl3(l) + Cl2(g) → PCl5(s)
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 KclO3. Senyawa ini bila dipanaskan akan terurai menjadi KCl dan gas
oksigen. Persamaan reaksinya:
KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
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,CaCO3 hasil penggalian agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan perlu
diolah lebih lanjut dijadikan batu tohor, CaO. Pengolahan batu kapur ini dilakukan dengan cara
pemanggangan batu kapur dalam tungku. Persamaan kimia yang terjadi adalah:
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
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.
3. REAKSI PEMBENTUKAN
Reaksi pembentukan merupakan penggabungan atom-atom dari
beberapa unsur
membentuk
ini adalah :
a. Pembentukan molekul air
2H2 + O2
→
2 H2O
b. Pembentukan Amoniak
senyawa
baru.
Contoh
untuk
reaksi
N2 + 3H2
→
2 NH3
c. Pembentukan Etana
2 C + 3H2
→ C2H6
4. REAKSI PENGURAIAN
Reaksi penguraian merupakan reaksi kebalikan dari reaksi pembentukan. Pada reaksi
penguraian, senyawa terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana atau menjadi unsurunsurnya. Seperti pada reaksi berikut ini:
a. Reaksi penguraian senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya
1.
Penguraian Amoniak
NH3 →
2.
N2 + 3H2
Pengraian Etana
C2H6
→
2 C + 3 H2
b. Reaksi penguraian dari senyawa menjadi senyawa yang lebih
sederhana, seperti :
1.
Reaksi Penguraian Senyawa Hidrogen Karbonat menjadi Air dan Karbondioksida
H2CO3 → H2O + CO2
2.
Reaksi Pengraian senyawa kalsium Karbonat menjadi Kalsium Oksida dan Karbon dioksida
CaCO3 → CaO + CO2
Umumnya reaksi penguraian tidak berlangsung secara spontan, namun memerlukan energi dari
luar, misalnya listrik, panas atau dengan bantuan cahaya matahari.
5. 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
pertukaran
maka
salah satu
produk
dapat
berupa
endapan
atau
bentuk
gas sehingga zat terpisahkan.
Ba(Cl2(aq) +
Na2SO4
→ 2 NaCl
+
BaSO4(s)
Dalam reaksi ini atom Ba berpindah pasangan dengan atom Cl, mem- bentuk endapan putih
BaSO4.
6. 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- → H2O
Reaksi
:
HCl + NaOH
Reaksi ion
:
H+ Cl- + Na+ OH- → Na+ Cl- +
→
NaCl
+ H2O
H+ OH-
Reaksi netralisasi yang lain ditunjukan oleh reaksi antara asam sulfat H2SO4 dengan calcium
hidroksida Ca(OH)2, seperti dibawah ini :
Reaksi :
H2SO4
Ca(OH)2
→
CaSO4
+
2 H2O
2 H+ SO42- + Ca2+ 2 OH- → Ca2+ SO42-+ 2H- 2 OH7.
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 O2 →
2 Fe2O3
Dari persamaan tampak bahwa reaksi pembakaran ditunjukkan dengan adanya gas oksigen.
Contoh lain dari reaksi ini adalah pembakaran dari salah satu campuran bahan bakar :
C7H16 + 11 O2
→
7 CO2 + 8 H2O
Reaksi diatas juga mengindikasikan adanya gas oksigen. Reaksi pembakaran sering juga disebut
dengan reaksi oksidasi.
8. 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 terima elektron. Reaksi oksidasi
melepaskan elektron sedangkan reaksi reduksi menerima elektron. Pada perkembangan terakhir,
reaksi redoks didasarkan pada perubahan bilangan oksidasi.
LATIHAN
1. Ozon diuraikan dengan rantai katalistik
k1
NO + O3
k2
NO + O
NO2 +O2
NO2 +O2
Bagaimana hukum laju pada keadaan mantap untuk pembentukan O2
Jawab : NO + O3 k→1 NO2 + O2
NO3 + O k→2 NO + O2
d [NO 2]
= k1 [NO] [O3] – k2 [NO2] [O] = 0 …………….. (1)
dt
d [NO ]
= k2 [NO2] [O] = 0………………………………...(2)
dt
d [O 2]
= k2 [NO2] [O]……………………………………..(3)
dt
Eliminasi persamaan 2 dan 3
d [O 2]
= 2 k1 [NO2] [O]……………………………………(4)
dt
Cari [NO2] dari persamaan 1 :
k1 [NO] [O3] – k2 [NO2] [O] = 0
k2 [NO2] =
[NO2] =
k 1[NO ][O3 ]
[O]
k 1 [ NO ] [O3]
k 2[O]
Substitusi persamaan ke 4 :
2k2k 1
d [O 2] 2 k 2 k 1[ NO][O 3][O]
=
, dimana k = k 2
dt
k 2[O]
r = k [NO][O3]
2. Untuk penguraian ozon
2O3
3O2
Hukum laju adalah :
-d (O3) = k (O3)2
dt
(O3)
ramalkan suatu mekanisme yang menjelskan hukum laju ini
Jawab :
a. `r
=
K [O3]2
= k [O2]2 [O2]-1
[O 2]
Total komponen dalam tahap penentu laju dalah 2
2 O3 + O2 = 40
b. Ramalkan mekanisme , r ditentukan oleh tahap lambat
O3 + O
2O2( Tahap penentu laju)
c. Mencari asal O3 melalui reaksi pembentukan O3 yang berlansung cepat
O3
O2 + O
3. Mekanisme dari reaksi dekomposisi N2O5 adalah :
N2O3
k1
NO2 +NO3
NO2+ NO3
k2
NO2 + NO3
k3
NO + NO3
k4
N2O3
NO +O2 + NO3
2NO2
Tentukan persamaan laju terhadap N2O5 dengan menggunakan pendekatan keadaan
mantap untuk NO3 dan NO
Jawab:
−d [ N O2 ]
dt
¿ k 1 [ N 2 O5 ] −k 2 [ N O 2 ] [ N O3 ] −k 3 [ N O2 ] [ N O3 ] +k 3 [ N O2 ] [ N O3 ] + k 4 [ NO ] [ N O3 ]
−d [ N O 3 ]
=k 1 [ N 2 O 5 ]−k 2 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 3 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 4 [ NO ] [ N O 3 ] =0
dt
−d [ NO ]
dt =k 1 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 4 [ N O 2 ] [ N O 3 ] =0
−d [ N 2 O 5 ]
=−k 1 [N 2 O 5 ]+k 2 [ N O 2 ] [ N O 3 ] =0
dt
−d [ N 2 O 5 ]
=−k 3 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 4 [ NO ] [ N O 3 ] terhadap NO
dt
k 1 [ N 2 O5 ] −k 2 [ N O2 ] [ N O3 ] −k 3 [ N O2 ] [ N O3 ]−k 4 [ NO ] [ N O3 ]
k 1 [ N 2 O5 ] =k 2 [ N O2 ] [ N O3 ] + k 3 [ N O2 ] [ N O 3 ] + k 4 [ NO ] [ N O3 ]
k 1 [ N 2 O5 ] =[ NO ] ¿
Nilainya k2, k3, k4
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.
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
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) +Cl2(g) → 2NaCl(s)
Contoh lain misalnya reaksi antara fosfor putih dan gas klor. Dalam jumlah klor terbatas,fosfor
bereaksi membentuk fosfor triklorida, PCl3, suatu cairan tak berwarna.
P4(s) + 6Cl2(g) → 4PCl3(l)
Jika klor yang tersedia berlebih, maka senyawa fosfor yang dihasilkan adalah fosfor
pentaklorida, PCl5, suatu zat padat berwarna putih.
P4(s) + 10Cl2(g) → 4PCl5(s)
Reaksi penggabungan lain melibatkan senyawa sebagai pereaksi. Misalnya: fosfor triklorida
bereaksi dengan gas klor membentuk fosfor pentaklorida. Persamaan reaksinya:
PCl3(l) + Cl2(g) → PCl5(s)
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 KclO3. Senyawa ini bila dipanaskan akan terurai menjadi KCl dan gas
oksigen. Persamaan reaksinya:
KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
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,CaCO3 hasil penggalian agar dapat dimanfaatkan sebagai bahan bangunan perlu
diolah lebih lanjut dijadikan batu tohor, CaO. Pengolahan batu kapur ini dilakukan dengan cara
pemanggangan batu kapur dalam tungku. Persamaan kimia yang terjadi adalah:
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
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.
3. REAKSI PEMBENTUKAN
Reaksi pembentukan merupakan penggabungan atom-atom dari
beberapa unsur
membentuk
ini adalah :
a. Pembentukan molekul air
2H2 + O2
→
2 H2O
b. Pembentukan Amoniak
senyawa
baru.
Contoh
untuk
reaksi
N2 + 3H2
→
2 NH3
c. Pembentukan Etana
2 C + 3H2
→ C2H6
4. REAKSI PENGURAIAN
Reaksi penguraian merupakan reaksi kebalikan dari reaksi pembentukan. Pada reaksi
penguraian, senyawa terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana atau menjadi unsurunsurnya. Seperti pada reaksi berikut ini:
a. Reaksi penguraian senyawa menjadi unsur-unsur penyusunnya
1.
Penguraian Amoniak
NH3 →
2.
N2 + 3H2
Pengraian Etana
C2H6
→
2 C + 3 H2
b. Reaksi penguraian dari senyawa menjadi senyawa yang lebih
sederhana, seperti :
1.
Reaksi Penguraian Senyawa Hidrogen Karbonat menjadi Air dan Karbondioksida
H2CO3 → H2O + CO2
2.
Reaksi Pengraian senyawa kalsium Karbonat menjadi Kalsium Oksida dan Karbon dioksida
CaCO3 → CaO + CO2
Umumnya reaksi penguraian tidak berlangsung secara spontan, namun memerlukan energi dari
luar, misalnya listrik, panas atau dengan bantuan cahaya matahari.
5. 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
pertukaran
maka
salah satu
produk
dapat
berupa
endapan
atau
bentuk
gas sehingga zat terpisahkan.
Ba(Cl2(aq) +
Na2SO4
→ 2 NaCl
+
BaSO4(s)
Dalam reaksi ini atom Ba berpindah pasangan dengan atom Cl, mem- bentuk endapan putih
BaSO4.
6. 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- → H2O
Reaksi
:
HCl + NaOH
Reaksi ion
:
H+ Cl- + Na+ OH- → Na+ Cl- +
→
NaCl
+ H2O
H+ OH-
Reaksi netralisasi yang lain ditunjukan oleh reaksi antara asam sulfat H2SO4 dengan calcium
hidroksida Ca(OH)2, seperti dibawah ini :
Reaksi :
H2SO4
Ca(OH)2
→
CaSO4
+
2 H2O
2 H+ SO42- + Ca2+ 2 OH- → Ca2+ SO42-+ 2H- 2 OH7.
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 O2 →
2 Fe2O3
Dari persamaan tampak bahwa reaksi pembakaran ditunjukkan dengan adanya gas oksigen.
Contoh lain dari reaksi ini adalah pembakaran dari salah satu campuran bahan bakar :
C7H16 + 11 O2
→
7 CO2 + 8 H2O
Reaksi diatas juga mengindikasikan adanya gas oksigen. Reaksi pembakaran sering juga disebut
dengan reaksi oksidasi.
8. 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 terima elektron. Reaksi oksidasi
melepaskan elektron sedangkan reaksi reduksi menerima elektron. Pada perkembangan terakhir,
reaksi redoks didasarkan pada perubahan bilangan oksidasi.
LATIHAN
1. Ozon diuraikan dengan rantai katalistik
k1
NO + O3
k2
NO + O
NO2 +O2
NO2 +O2
Bagaimana hukum laju pada keadaan mantap untuk pembentukan O2
Jawab : NO + O3 k→1 NO2 + O2
NO3 + O k→2 NO + O2
d [NO 2]
= k1 [NO] [O3] – k2 [NO2] [O] = 0 …………….. (1)
dt
d [NO ]
= k2 [NO2] [O] = 0………………………………...(2)
dt
d [O 2]
= k2 [NO2] [O]……………………………………..(3)
dt
Eliminasi persamaan 2 dan 3
d [O 2]
= 2 k1 [NO2] [O]……………………………………(4)
dt
Cari [NO2] dari persamaan 1 :
k1 [NO] [O3] – k2 [NO2] [O] = 0
k2 [NO2] =
[NO2] =
k 1[NO ][O3 ]
[O]
k 1 [ NO ] [O3]
k 2[O]
Substitusi persamaan ke 4 :
2k2k 1
d [O 2] 2 k 2 k 1[ NO][O 3][O]
=
, dimana k = k 2
dt
k 2[O]
r = k [NO][O3]
2. Untuk penguraian ozon
2O3
3O2
Hukum laju adalah :
-d (O3) = k (O3)2
dt
(O3)
ramalkan suatu mekanisme yang menjelskan hukum laju ini
Jawab :
a. `r
=
K [O3]2
= k [O2]2 [O2]-1
[O 2]
Total komponen dalam tahap penentu laju dalah 2
2 O3 + O2 = 40
b. Ramalkan mekanisme , r ditentukan oleh tahap lambat
O3 + O
2O2( Tahap penentu laju)
c. Mencari asal O3 melalui reaksi pembentukan O3 yang berlansung cepat
O3
O2 + O
3. Mekanisme dari reaksi dekomposisi N2O5 adalah :
N2O3
k1
NO2 +NO3
NO2+ NO3
k2
NO2 + NO3
k3
NO + NO3
k4
N2O3
NO +O2 + NO3
2NO2
Tentukan persamaan laju terhadap N2O5 dengan menggunakan pendekatan keadaan
mantap untuk NO3 dan NO
Jawab:
−d [ N O2 ]
dt
¿ k 1 [ N 2 O5 ] −k 2 [ N O 2 ] [ N O3 ] −k 3 [ N O2 ] [ N O3 ] +k 3 [ N O2 ] [ N O3 ] + k 4 [ NO ] [ N O3 ]
−d [ N O 3 ]
=k 1 [ N 2 O 5 ]−k 2 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 3 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 4 [ NO ] [ N O 3 ] =0
dt
−d [ NO ]
dt =k 1 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 4 [ N O 2 ] [ N O 3 ] =0
−d [ N 2 O 5 ]
=−k 1 [N 2 O 5 ]+k 2 [ N O 2 ] [ N O 3 ] =0
dt
−d [ N 2 O 5 ]
=−k 3 [ N O 2 ] [ N O 3 ] −k 4 [ NO ] [ N O 3 ] terhadap NO
dt
k 1 [ N 2 O5 ] −k 2 [ N O2 ] [ N O3 ] −k 3 [ N O2 ] [ N O3 ]−k 4 [ NO ] [ N O3 ]
k 1 [ N 2 O5 ] =k 2 [ N O2 ] [ N O3 ] + k 3 [ N O2 ] [ N O 3 ] + k 4 [ NO ] [ N O3 ]
k 1 [ N 2 O5 ] =[ NO ] ¿
Nilainya k2, k3, k4