Persamaan Reaksi

     Ø Persamaan kimia atau persamaan reaksi adalah penulisan simbolis dari sebuah reaksi kimia atau lambang-lambang yang menyatakan suatu reaksi kimia.
     Ø Persamaan reaksi menggambarkan reaksi kimia yang terdiri atau rumus kimia reaktan/pereaksi, rumus kimia produk beserta koefisien reaksi masing-masing.
     Ø Rumus kimia pereaksi ditulis di sebelah kiri persamaan dan rumus kimia produk dituliskan di sebelah kanan. Koefisien yang ditulis di sebelah kiri rumus kimia sebuah zat adalah koefisien stoikiometri, yang menggambarkan jumlah zat yang lain.



Contoh :
-         CH4(g) + O2(g)           ->      CO2(g) + H2O(c)
-         CH4(g) + 2O2(g)         ->      CO2(g) + 2H2O(c)
Reaksi sudah setimbang
     Ø Prosedur umum untuk menyetarakan persamaan reaksi kimia adalah         sebagai berikut :
1.  Tulis kata persamaan untuk reaksi yang mencakup semua reakt- an dan produk.
2.  Dibawah setiap reaktan dan produk dalam persamaan kata, tulis rumus yang benar untuk spesies yang bersangkutan.
3. Mengubah koefisien di depan setiap rumus untuk menyeimbang- kan jumlah atom setiap unsur di kedua sisi persamaan.
4.   Periksa apakah jumlah atom setiap unsur sama pada kedua sisi persamaan.
5.   Tulis dalam keadaan fisik untuk masing-masing spesies

Dalam penulisan persamaan reaksi diperlukan tiga langkah :
    1.    Nama-nama pereaksi dan hasil reaksi ditulis, hasilnya disebut sebuah persamaan sebutan.
Contoh : Magnesium+Oksigen -> Magnesiumoksida
    2.   Sebagai pengganti nama zat dipergunakan rumus-rumus kimia, hasilnya disebut persamaan kerangka.
Contoh : Mg(s) + O2(g) -> MgO(s)
   3.   Persamaan kerangka kemudian di setimbangkan, yang menghasilkan persamaan kimia.
Contoh : 2Mg(s) + O2(g) -> 2MgO(s)
Contoh soal :
    1.    Tuliskan persamaan berimbang untuk reaksi berikut :
a.   Mg3N2(p) + H2O(c) -> Mg(OH)2(p) + NH3(g)
b.   C5H12 + O2 -> H2O
c.   AgNO3 + CaCl2 -> AgCl + Ca(NO3)2
d.   HCl(g) + O2 -> H2O(g) + Cl2(g)
    2.   Jika 3,5 mol C3H8(g) (propana) dibakar dalam oksigen, hitunglah:
a.   Jumlah mol gas oksigen yang akan dibutuhkan untuk bereaksi sepenuhnya dengan propana
b.   Jumlah mol karbon dioksida dihasilkan dan
c.   Jumlah mol air yang dihasilkan
Reaksi kimia adalah proses dimana terjadi perubahan kimia dan ditandai dengan pembentukan zat baru. Sebagai contoh, ketika magnesium terbakar diudara dihasilkan zat baru magnesium oksida.
Jenis-jenis reaksi kimia :
    1.    Reaksi pembakaran
Reaksi pembakaran adalah suatu reaksi dimana suatu unsur atau senyawa bergabung dengan oksigen membentuk senyawa yang mengandung oksigen sederhana.
Contohnya :
2C2H6(g) + 7O2(g)     ->      4C02(g) + 6H2O(c)
Etana        + oksigen          karbondioksida + air
    2.   Reaksi penggabungan
Reaksi penggabungan adalah suatu reaksi dimana sebuah zat yang lebih komplek terbentuk dari dua atau lebih zat yang lebih sederhana (baik unsur maupun senyawa).
Contoh :
N2 + 2O2(g) -> 2NO2(g)
    3.   Reaksi penguraian
Reaksi penguraian adalah suatu reaksi dimana suatu zat dipecah menjadi zat-zat yang lebih sederhana.
Contohnya :
2KClO3(p) -> 2KCl(p) + 3O2(g)
    4.   Reaksi penggantian
Reaksi penggantian adalah suatu reaksi  dimana sebuah unsur memindahkan unsur lain dalam suatu senyawa.
Contohnya :
    Ø AgN03 + H2O -> Ag+ + NO-
    Ø Cu(p) + 2Ag+(aq)  -> Cu2+(aq) + 2Ag(p) reaksi seimbang logam tembaga akan mengendapkan logam perak dengan larutan yang mengandung ion perak.
    5.   Reaksi metatesis (Perpindahan ganda)
Adalah suatu reaksi dimana terjadi pertukaran antara dua pereaksi.
Ø AgNO3(aq) + NaCl(aq) -> AgCl(p) + NaNO3(aq)
Dari reaksi diatas NO3- dan Cl- bergabung dengan Ag+ membentuk AgCl(p) yang tidak larut.
Perhitungan massa dan persamaan
Ø Persamaan reaksi mengidentifikasikan hubungan antara jumlah mol pereaksi dengan produk pada reaksi kimia. Karena massa zat dihubungkan dengan jumlah mol, persamaan reaksi dapat digunakan untuk mendefinisikan hubungan antara massa pereaksi dengan produk.
Ø Misalnya, pada pembakaran karbon untuk membentuk karbon dioksida, hubungan massa antara pereaksi dengan produk yaitu :
Ø C(s) + O2(g) -> CO2(g)
Ø 1mol+1mol  -> 1mol
Ø 12g+32g     ->  44g
Ø Untuk setiap 12 g karbon yang terbakar, dibutuhkan 32 g oksigen dan dihasilkan 44 g karbon dioksida.
Contoh soal :
    1.    Persamaan reaksi untuk glukosa yang dihasilkan oleh proses fotosintesis yaitu :
6CO2(g) + 6H2O(l) -> C6H12O6(s) + 6O2(g)
Hitung massa dari karbon dioksida yang diperlukan untuk menghasilkan 4,55 g glukosa.
    2.   Logam besi bereaksi dengan gas klor seperti berikut :
2Fe(p) + 3Cl2 -> 2FeCl3(p)­
Berapa mol FeCl3(p) yang diperoleh bila 3,50 mol Cl2 bereaksi dengan Fe.
    3.   Jika 4,5 mol etana (C2H6) dibakar dalam oksigen, hitunglah :
a.   Jumlah mol gas oksigen yang akan dibutuhkan untuk bereaksi sepenuhnya
b.   Jumlah mol karbon dioksida dihasilkan, dan
c.   Jumlah mol air yang dihasilkan
    4.   Tuliskan persamaan reaksi kimia yang telah diseimbangkan untuk reaksi berikut :
a.   Mg(p) + FeCl3(p) -> MgCl2(p) + Fe(p)
b.   PbO(p) + NH3(p) -> Pb(p) + N2(g) + H2O(c)
    5.   Berapa massa C3H8(g)  harus bereaksi dengan O2 supaya menghasilkan 11,5 gram H2O? Diketahui BA C = 12 ; BA H = 1 ; BA O = 16
Ø Reaksi kimia dalam larutan
Suatu komponen yang menentukan keadaan larutan apakah sebagai padatan, cairan, atau gas disebut pelarut (solvent), sedangkan komponen yang lainnya disebut zat terlarut (solute). Contohnya : lambing NaCl(aq), menunjukan bahwa air sebagai pelarut dan natrium klorida sebagai zat terlarut.
Ø Salah satu konsentrasi yang dapat digunakan dalam perhitungan reaksi kimia dalam larutan yaitu :
Konsentrasi molar = (mol zat terlarut)/(liter larutan)
                                 = (gr zat terlarut atau gr atau mol)/(liter larutan)

Sistem Periodik

Susunan berkala atau yang saat ini lebih di kenal dengan table system periodik unsur (SPU) merupakan suatu alat yang penting yang dapat mempermudah untuk mengenal sifat-sifat kimia ataupun sifat-sifat fisika suatu unsur.

Ada temperatur kamar,sebagian bersifat  gas sebagian bersifat cair,dan lainnya bersifat padat sebagian lain bersifat logam, sebagian bukan logam dan ada pula yang bersifat diantara keduanya,serta masih banyak lagi sifat yang lainnya.


A.Sejarah Perkembangan Table Periodik
1.Hukum Triad Doberenier (1780-1849)
          Bila unsur-unsur di kelompokan berdasarkan kesamaan sifat dan diurutkan masa atomnya,maka setiap kelompok terdapat tiga unsur dengan masa unsur yang ditengah merupakan rata-rata dari masa unsur yang tepi. Unsur-unsur dapat dikelompokan ke dalam kelompok-kelompok tiga unsur yang disebut dengan triade .
     2.Hukum Oktaf Newland (1838-1889)
       Unsur–unsur yang disusun berdasarkan kenaikan masa atom relatifnya, ternyata setiap selihih 1 oktaf (unsur kesatu dan kedelapan unsur kedua dan kesembilan) menunjukan kemiripan unsur.
3.Sistem Periodic Mendeleev ( 1834-1907 )
Bila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan masa atomnya maka sifat unsur akan berulang secara periodik.
4.Sisitem Periodik Modern
Bila unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor atom maka sifat unsur akan berulang secara periodik.
System periodik mederen dikenal juga sebagai system periodik bentuk panjang,dimana terdapat lajur mendatar (horissontal) yang disebut periode dan r tegak (vertical) yang disebut golongan, hingga sekarang tabel periodik yang digunakan adalah tabel periodik ini.
B. Sifat Periodik  Unsur
Jari-jari atom
Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom ke lintasan elektron terluar.
·         Dalam satu perioda,dari kiri ke kanan jari jari atom berkurang.
·         Dalam satu golongan dari atas ke bawah jari-jari atom berkurang
·         Jari-jari atom netral lebih besar dari pada jari-jari ion positifnya tetapi lebih kecil dari jari-jari ion negatifnya.
Contohnya
Jari-jari atom Cl<jari-jari ion Cl-
Jari-jari atom Ba>jari-jari ion Ba2+
2. Potensial Ionisasi (energi ionisasi)
Energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron yang paling lemah/luar dari atom suatu unsur atau ion dalam keadaan gas.
·         Dalam satu perioda dari kiri ke kanan potensial ionisasi bertambah.
·         Dalam satu golongan,dari atas ke bawah potensial ionisasi berkurang.
3. Afinitas elektron Afinitas elektron adalah besarnya energiyang dibebaskan pda saat atom suatu unsur dalam keadaan gas menerima elektron.
·         Dalam satu perioda dari kiri ke kanan affinitas elektron bertambah.
·         Dalam satu golongan,dari atas ke bawah affinitas elektron berkurang.
4.Keelektrogatifan
Keelektrogtifan adalah kemampuan atom suatu unsur untuk menarik elektron ke arah intinya dan digunakan bersama dalam ikatan kovalen. Makin besar harga keelektrogatifan, maka atom akan semakin mudah menarik pasangan elektron ikatan atau gaya tarik elektron dari atom tersebut kuat.
·         Dalam satu perioda, dari kiri ke kanan eelektrogatifan bertambah.
·         Dalam satu golongan ,dari atas ke bawah keelektrogatifan berkurang.
·         Untuk unsur logam nilai elektrogatifan kurng dari 2
·         Untuk unsur metaloid nilai elektronegatifitas sama dengan 2
·         Untuk unsur non logam nilai elektronegatifitas lebih besar dari 2.

C. Hubungan Konfigurasi Elektron Dengan Sistem Periodik Unsur
          Konfigurasi elektron adalah penyebaran elektron dalam orbital-orbital atom baik yang penuh atau sebagian.
1.     Konfigurasi elektron perkulit  (K,L,M)
·         Dengan  keterangan jumlah kulit menunjukan nomor periode  sedangkan jumlah elektron valuensi (EV) menunjukan nomor golongan, missal :
19K : 2,8,8,1
·         Dari atas menunjukan elektron valuensi 1 jadi golongannya adalah 1A, sedangkan jumlah kulitnya ada 4 berarti periodenya ada;ah 4
2.    Konfigurasi persub kulit.
·         Periode ditunjukan oleh kulit terluar.
·         Golongan ditentukan oleh jumlah elektron. Unsur utama (golongan A) ditunjukan oleh jumlah elektron pada subkulit S dan P dari kulit terluar. Unsur golongan transisi (golongan B) ditunjukan oleh subkulit S dab D dari kulit terluar.
D. Cara Penentuan Perioda dan Golongan Suatu Unsur
          1. Unsur dengan nomor atom 11, konfigurasinya : 1s2  2s2  2p6  3s 1
          - n= 3, berarti periode 3 (kulit M)
          -elektron valensi (terluar) 3s sebanyak 1 elektron, berarti termasuk golongan IA
          2. Unsur Ga dengan nomor atom 31, konfigurasinya : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1
-n=4,berarti periodaa 4 (kulit N).
-elektronvalensi 4s2 4p1, berarti golongan IIIA.
3. Unsur Sc dengan nomor atom 21, konfigurasinya : 1s2 2s2 2s6 3s2 3p6 4s2 3d1
-n = 4, berarti perioda 4 (kulit N).
-3d1 4s2 berarti golongan IIIB.

Pengisian elektron dalam orbital-orbital memenuhi beberapa peraturan.
Antara lain :
1.     Prinsip Aufbau : elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi terendah dan seterusnya. Orbital yang memenuhi tingkat energi terendah dan seterusnya.
Orbital yang memenuhi tingkat energi yang paling rendah adalah 1s dilanjutkan dengan 2s, 2p, 3s, 3p, dan seterusnya dan untuk mempermudah dibuat diagram sebagai berikut :
Contoh pengisian elektron-elektron dalam orbital beberapa unsur:
Atom H : mempunyai 1 elektron, konfigurasinya 1s1
Atom C : mempunyai 6 elektron konfigurasinya 1s2 2s2 2p2
Atom K : mempunyai 19 elektron, konfigurasinya 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
2.    Prinsip Pauli : tidak mungkin di dalam atom terdapat 2 elektron dengan keempat bilangan kuantum yang sama.Hal ini berarti ,bila ada dua elektron yang mempunyai bilangan kuantum utama, azimuth dan magnetik yang sama,maka bilangan kuantum spinya harus berlawanan.
3.    Prinsip Hund : cara pengisian elektron dalam orbital pada suatu sub kulit ialah bahawa elektron-elektron sebelum masing-masing orbital terisi dengan sebuah elektron .
·         Contoh :
-Atom C dengan nomor atom 6 berrarti memiliki 6 elektron dan cara pengisian orbital adalah :
Berdasarkan prinsip Hund ,maka 1 elektron dari lintasan  2Sakan berpindah ke lintasan 2pz, sehingga sekarang ada 4 elektron yang tidak berpasangan . Oleh karena itu agar semua orbitalnya penuh , maka atom karbon berikatan dengan unsur yang dapat memberikan 4 elektron .
Sehingga di alam terdapat senyawa CH4 atau CC14,tetapi tidak terdapat senyawa CC13 atau CC15.
      E.Bilangan Kuantum
          Untuk mentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4        
          Bilangan kuantum.
      1.Bilangan kuantum utama (n): mewujudkan lintasan elektron dalam atom .
          N menpunyai harga 1,2,3…….
          -n= 1 sesuai dengan kulit K
          -n=2 sesuai dengan kulit L
          -n=3 sesuai dengan kulit M
          - dan seterusnya.
2. Bilangan kuantum Azimuth (I) : menunjukan sub kulit dimana elektron itu  bergerak sekaligus menunjukan sub kulit yang merupakan penusun suatu  Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n-1)
-n = 1;1 = 0 ; sesuai kulit K
-n =2;1 = 0, 1 ; sesuai kulit L
- n =3;1 = 0,1,2; sesuai kulit M
Dan seterusnya
Sub kulit yang harganya berbeda – beda ini diberi nama khusus :
1 = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)
1 =1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)
1 =2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)
1 =3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)
3.Bilangan kuantum magnetic (m) : mewujudkan adanya satu atau beberapa  tingkatan energi di dalam satu sub kulit . bilangan kuantum magnetic (m)
Mempunyai harga (-1) sampai harga (+1).
          Untuk :                                
          1 = 1 ( sub kulit s ) , harga m = 0 (mempunyai 1 orbital )
          1 = 1 ( sub kulit p ) , harga m = -1,0,+1 ( mempunyai 3 orbital )
          1 = 2 (sub kulit d ) , harga m = -2,-1,0,+1,+2 ( mempunyai 5 orbital)
          1 = 3 (sub kulit f ) , harga m = -3,-2,0,+1,+2,+3 ( mempunyai 7 orbital )

4.Bilangan Kuantum Spin (s) : mewujudkan arah perputaran elektron pada sumbunya . Dalam satu orbital , maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan , dan masing-masing diberi harga spin +1/2 atau -1/2.                              

Stoikiometri

            Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu Stoicheion artinya unsur dan Metrain artinya mengukur. Stoikiometri di definisikan sebagai berikut :

·         Perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuntitatif zat yang terlibat dalam reaksi, baik pereaksi maupun hasil reaksi.

·         Stoikiometri adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reaksinya.

Hukum-hukum dasar ilmu kimia tersebut antara lain yaitu :

§  Hukum Kekekalan Massa = Hukum Lavoiser yaitu “Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap”.

Contoh :

Nitrogen Oksida	+	Oksigen	→	Nitrogen Dioksida
2NO	+	O2		2NO2
(60g)		(32g)		(92g)

§  Hukum Perbandingan Tetap = Hukum Proust yaitu “Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap-tiap senyawa adalah tetap”.

Contoh :

Massa N	:	Massa 0
1 (14)	:	2 (16)
14	:	32
7	:	16

Pada senyawa NO₂      =

Contoh :

1.     Berapa kadar Na dalam 100 gram NaCl: ? Diketahui : (BA Na = 23; BA Cl = 35)

Penyelesaian :

Cari BM (Berat Molekul) NaCl

= (1x23) + (1x35) = 58

Massa Na = (BA Na/ BM NaCl) x massa NaCl

              = 23/58 x 100 gram = 39,655 gram massa Na

Kadar Na = massa Na/ massa NaCl x 100 %

             =  39,655 gram/100 gram x 100 % = 39,655 %

§  Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

“Bila dua buah unsur dapat membentuk dua atau lebih senyawa untuk massa salah satu unsur yang sama banyaknya maka perbandingan massa unsur kedua akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”

Contoh : Bila unsur Nitrogen dan Oksigen disenyawakan dapat terbentuk,

         NO dimana massa N: O = 14 : 16 = 7 : 8

         NO₂ dimana massa N: O = 14 : 32 = 7 : 16

Untuk massa Nitrogen yang sama banyaknya maka perbandingan massa Oksigen pada senyawa  NO : NO₂ = 16 : 32 = 1 : 2

§  Bilangan Avogadro (N_A), juga dinamakan sebagai tetapan Avogadro atau konstanta Avogadro, adalah banyaknya “entitas” (biasanya partikel, atom atau molekul) dalam satu mol, yang merupakan jumlah atom karbon-12 dalam 12 gram (0,012 kilogram) karbon-12 dalam keadaan dasarnya. Perkiraan terakhir untuk angka ini adalah :

-          N_A = (6.02214179±0.00000030) x 10²³ mol ^-1

-          Atau N_A = 6.02 x 10²³ mol ^-1

-          Nilai angka tersebut di atas menunjukkan jumlah partikel dalam satu mol zat.

§  Konsep Mol

Satu mol adalah jumlah zat yang mengandung sejumlah satuan sederhana yang sama dengan bilangan Avogadro. Satu mol zat setara dengan 6.02 x 10²³ partikel.

Dalam perhitungan umum yang dipakai adalah mol bukan jumlah partikel.

Mol unsur =

Mol senyawa     = 

Masaa Atom Relatf (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr)

          Massa atom relatif, yaitu perbandingan massa suatu atom unsur dengan satu atom pembanding. Sedangkan molekul relatif (Mr) sama dengan jumlah massa atom relatif (Ar) dari atom-atom penyusun molekul zat itu.

          Massa molekul relatif (Mr) sama dengan Berat Molekul (BM)

                             Mr = ∑Ar

Contoh soal :

Diketahui : Ar C=12; N=14; O=16; Na=23; H=1. Berapakah Mr dari NaNO₃ dan C₂H₅OH ?

Penyelesaian : - NaNO₃ = Na (1x23) + N (1x14) + O₃(3x16)

                               =     23         +    14        + 64

                               =      101

                   - C₂H₅OH = C (2x12) + H (5x1) + O (1x16) + H (1x1)

                                  =   24      +    5  +   16    +  1

                                  =                      36

Senyawa dan Rumus Kimia

          Senyawa kimia adalah zat yang tersusun oleh dua atau lebih unsur-unsur, sehingga merupakan komninasi lambang-lambang yang disebut rumus kimia. Contoh : air (H₂O) adalah sebuah senyawa yang terdiri dari dua atom hidrogen untuk setiap satu atom oksigen.

          Rumus kimia adalah lambang-lambang yang menyatakan unsur-unsur yang terdapat dalam sebuah senyawa atau jumlah atom relatif dari tiap unsur. Contoh : amonium nitrat (NH₄NO₃), urea {CO(NH₂)₂}.

          Ada tiga macam rumus kimia yaitu :

·         Rumus empiris adalah perbandingan jumlah atom yang paling sederhana dalam suatu senyawa. Contohnya : (CH₃)_n

·         Rumus molekul (formula) suatu senyawa merupakan kelipatan dari rumus empiris senyawa bersangkutan. Contohnya : (CH₃)₂

·         Struktur molekul adalah rumus kimia yang menunjukkank kedudukan dan ikatan semua atom dalam molekul atau ion poliatom atau yang menggambarkan molekul suatu senyawa secra lengkap.

CH_{4 (Metana)} 

 

     

C₂H_{6 (Etana)}

          Catatan : - RE dan RM dapat identik

                  -          RM dapat merupakan penggandaan dari RE

Penentuan Rumus Empiris dan Rumus Molekul Senyawa yang tidak diketahui, memerlukan percobaan laboraturium.

Analisis kualitatif yaitu untuk menentukan unsur yang terdapat dalam senyawa. Analisis kuantitatif yaitu unutk menentukan persen massa masing-masing unsur.

Menentukan rumus empiris dari data analisis kualitatif dan kuantitatif. Menentukan massa molekul relatif (Mr). Menentukan rumus molekul berdasarkan rumus empiris dan massa molekul relatifnya.

Hasil Teoritis, Hasil Nyata, dan Persen Hasil

          Hasil teoritis yaitu jumlah yang dihitung dari persamaan kimia yang telah diseimbangkan atau berapa banyak produk yang diperoleh berdasarkan perhitungan stoikiometri.

          Hasil nyata atau hasil sesungguhnya yaitu jumlah hasil nyata yang secara nyata dihasilkan dalam sebuah reaksi kimia atau beraoa banyak produk yang diperoleh setelah reaksi selesai.

          Efisiensi suatu reaksi kimia dapat ditentukan melelui perhitungan persen hasil atau rendemen persentase yaitu : Persen hasil = (hasil nyata/hasil teoritis) x 100 %

·         Analisis Pengabuan

Analisis yang digunakan untuk menentukan persen susunan suatu senyawa organik melalui percobaan.

·         Analisis Pengendapan

Analisis yang digunakan untuk menen=ntukan persen susunan suatu senyawa melalui percobaan/sama halnya dengan anlisis pengabuan tetapi dilakukan unutk senyawa-senyawa lain.