REAKSI-REAKSI KIMIA

Disusun Oleh : Muhammad Zaki Rahman dan Rinaldi Mugiyono. Reaksi kimia merupakan perubahan yang terjadi terhadap warna, wujud, dan perubahan zat yang disertai perubahan energi dalam bentuk kalor suatu zat. Reaksi kimia merupakan kunci utama ilmu kimia.

1.        Macam-macam Reaksi Kimia

Reaksi-reaksi kimia digolongkang menurut jenisnya sebagai berikut.

a.      Reaksi Penggabungan

Reaksi penggabungan adalah reaksi dimana dua buah zat bergabung membentuk zat ketiga. Misalnya logam Natrium bereaksi dengan gas klorin membentuk natrium klorida. Persamaan kimianya :

2Na + Cl₂  → 2 NaCl

Contoh lain misalnya, forfor triklorida bereaksi dengan gas klor membentuk fosfor pentaklorida. Persamaan kimianya:

PCl₃ + Cl₂ → PCl₅

b.      Reaksi Penguraian

Reaksi penguraian adalah suatu reaksi senyawa tunggal membentuk dua atau lebih zat baru. Misalnya pada KclO₃. Senyawa ini jika dipanaskan akan reruai menjadi KCl dan gas oksigen. Persamaan Kimianya

KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Penguraian kalium klorat biasa digunakan untuk embangkitkan gas oksigen secara laboratorium tetapi sekarang dilarang sebab dapat dijadikan bahan baku peledak. Contoh lain pada pengolahan kapur CaCO₃ hasil penambangan agar dapat dimanfaatkan menjadi kapur tohor, CaO.

Pengolahan batu kapur ini dilakukan dengan cara pemanggangan batu kapur dalam tungku. Persamaan kimia yang terjadi :

CaCO₃ → CaO + CO₂

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

c.       Reaksi Pendesakan atau Pergantian  (Pertukaran Tunggal)

Reaksi pendesakan atau disebut juga reaksi pertukaran tunggall adalah reaksi dimana suatu unsur bereaksi dengan senyawa menggantikan unsur unsur yang terdapat dalam senyawa itu. Misalnya logam besi dicelupkan ke dalam larutan tembaga(II)  nitrat,akan mengendapkan logam tembaga. Persamaan kimiany adalah :

2Fe + Cu(NO₃)₂ → Cu + Fe(NO₃)₂

Besi menggantikan tembaga yang terdapat dalam larutan menghasilkan larutan besi(II) nitrat dan logam tembaga.

d.      Reaksi Metatesis (Pertukaran Ganda)

Reaksi metatesis adalah reaksi yang melibatkan pertukaran bagian dari pereaksi. Jika pereaksi adalah senyawa ionik dalam bentuk larutan, bagian yang bertukaran adalah kation dan anion dari senyawa. Misalnya larutan kalium iodida yang tidak berwarna dicampurkan dengan larutan timbal(II) nitrat yang juga tak berwarna. Ion-ion di dalam larutan bereaksi membentuk endapan berwarna kuning dari senyawa timbal(II) iodida. Persamaan kimianya :

2Kl + Pb(NO₃)₂ → 2KNO₃ + Pbl₂

Ion iodida dalam larutan kalium iodida bertukarand engan ion nitrat dari larutan timbang (II) nitrat, menghasilkan larutan kalium nitrat yang tidak berwarna dan padatan timbal(II) iodida berwarna kuning, sebagai Pbl₂.

e.      Reaksi Pembakaran (Reaksi Oksidasi)

Reaksi pembakaran adalah reaksi satu zat dengan oksigen. Biasanya bereaksi cepat disertai pengelepasan karbon yang berbentuk nyala.

Jika pembakarannya sempurna, senyawa karbon dibakar dalam oksigen atau udara akan terbentuk karbon dioksida(CO₂) dan uap air(H₂O), tetapi jika pembakaran kurang sempurna akan terbentuk gas karbon monoksida(CO), atau boleh jadi terbentuk karbon yang berwarna hitam (jelaga). Beberapa contoh pembakaran senyawa karbon

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O

Contoh Soal

Penggolongan Reaksi Kimia

a)      2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂

b)      2H₂S + 3O₂  → 2H₂O + 2SO₂

c)      HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O

d)      2Nal + Cl₂ → 2NaCl + I₂

Penyelesaian :

a)      Reaksi tergolong reaksi penguraian. Satu senyawa terurai menjadi senyawa lain.

b)      Reaksinya termasuk reaksi pembakaran. Gas hidrogen sulfida dibakar dengan oksigen menghasilkan uap air dan belerang oksida.

c)      Reaksi ini adalah reaksi metatesis. Ini dapat lebih mudah dengan menuliskan rumus air sebagai HOH.

            HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + HOH

Terjadi pertukaran dari bagian-bagian reaksi.

d)      Reaksi ini adalah reaksi pertukaran. Atom iodin dalam Nal digantikan oleh atom klorin dari gas karbon klorin yang terlarut dalam larutan.

2.      Reaksi Dalam Larutan

Ada tiga macam reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu reaksi pengendapan, reaksi reaksi pembentukan gas, dan reaksi netralisasi. Ketiga reaksi ini melibatkan ion-ion yang terdapat dalam larutan. Oleh sebab itu, perlu diketahui lebih jauh tentang ion-ion dalam larutan. Disamping itu, larutan yang dibahas hanya di dalam pelarut air

a.      Persamaan Ion dan Molekul

Banyak reaksi-reaksi kimia dala bentuk larutan melibatkan reaksi ionik. Misalnya pada reaksi pembentukan endapan CaCO₃. Salah satu cara untuk membuat CaCO₃ adalah dengan mereaksikan kalsium hidroksida dan natrium karbonat. Persamaan kimia untuk reaksi ini adalah :

Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃ + 2NaOH

Persamaan ini dinamakan persamaan molekuler, zat tersebut dalam larutan terdapat ion-ionnya. Persamaan molekul berguna untuk menghitung jumlah zat yang terlibat dalam larutan.

Sebenarnya, jika padatan larutan kalsium hidroksida dilarutkan dalam air, zat tersebut akan terurai menjadi Ca²⁺ dan ion OH^- . Menjadi Ca²⁺ + 2OH^- sebagai pengganti Ca(OH)₂. Dan juga pada senyawa Na₂CO₃ lebih tepat dituliskan dalam bentuk 2Na⁺ + CO₃^2-. Demikian pula untuk zat yang dihasilkan. Persamaan kimia dapat dituliskan sebagai berikut.

Ca²⁺ + 2OH^- + 2Na⁺ + CO₃^2-  → CaCo₃ + 2Na⁺ + 2OH^-

Beberapa aturan untuk mengubah persamaan molekuler menjadi persamaan ion adalah sebagai berikut.

1.                  Zat ionik yang ditunjukkan dalam persamaan molekul seperti NaCl, umumnya dituliskan sebagai ion-ion.

2.                  Zat-zat ionik yang tidak larut baik sebagai pereaksi maupun produk (endapan) dinyatakan sebagai rumus senyawa.

3.                  Zat molekuler yang merupakan elektron kuat, seperti asam-asam kuat ditulis sebagai ion-ionnya. Jadi, HCl ditulis sebagai H₃O⁺ + Cl^- atau sebagai H⁺ + Cl^-.

Pada persamaan ion yang dituliskan, beberapa ion  muncul pada kedua ruas persamaan dinamakan ion spektato, yaitu ion-ion yang tidak terlibat dalam persamaan kimia. Ion-ion tersebut dapat diabaikan dari persamaan. Misalnya untuk persamaan di atas :

 Ca²⁺ + 2OH^- + 2Na⁺ + CO₃^2- → CaCo₃ + 2Na⁺ + 2OH^-

Dapat dituliskan sebagai:

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCo₃

Persamaan ini disebut sebagai persamaan bersih, yaitu persamaan dengan ion spectator dihilangkan.

                        Contoh Soal

                        Penulisan persamaan ion bersih

            Tuliskan persamaan ion bersih untuk persamaan molekuler berikut.

            2HClO₄ + Ca(OH)₂ → Ca(CIO₄)₂ + 2H₂O

            Penyelesaian :

Asam perklorat , HClO₄ adalah asam kuat sehingga dalam larutan terurai membentuk ion-ionnya. Dalam persamaan ditulis sebagai ion beripa H⁺ dan ClO₄^-.

Kalsium hidroksida, Ca(OH)₂ dan kalsium perklorat, Ca(ClO₄)₂ juga terlarut dalam air sebagai zat ionik. Air adalah elektrolit lemah sehingga ditulis ionnya saja. Setelah spectator diabaikan, maka persamaan ion bersihnya:

H⁺ + OH^- → H₂O

b.      Reaks Pengendapan

Reaksi pembentukan endapan di dalam larutan didasarkan pada fakta bahwa salah satu produk biasanya tidak larut dalam air.

            Tabel 1.1 Aturan empiris kelarutan senyawa ionik.

Semua larut : Senyawa natrium,kalium,dan amonium. Asetat dan nitrat Halida(Klorida,bromida,iodida)sulfat	Kecuali Pb(II),Ag,Hg(I) Ca,Sr,Ba,Pb
Semua tidak larut : Karbnat dan phospat hidroksida sufida	Kecuali Na,K,NH4-,Ca.

Tabel Diatas diungkapkan aturan untuk meramalkan kelarutan senyawa-senyawa ionik yang umum.

 Bagaimana suatu reaksi dapat menghasilkan endapan. Andaikan dua senyawa ionik yang dapat larut dicampurkan, misalnya kalsium klorida dan natrium fosfat. Persamaan kimianya :

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 6NaCl

Menurut Tabel 1.1 diketahui bahwa garam-garam klorida larut., sehingga produk NaCl larut dalam air; sedangkan kalsium fosfat tidak larut, kecuali garam fostat dan natrium,kalium, dan amonium semuanya larut dalam air. Dengan demikian, anda dapat memberikan lambang senyawa ke dalam persamaan itu.

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ → Ca(PO₄)₂ + 6NaCl

Reaksi dapat terjadi sebab kalsium fosfat tidak larut, tetapi membentuk endapan berwarna putih, yang dapat disaring dari larutan NaCL yang tetap sebagai ion-ionnya.

Untuk memperoleh persamaan ion bersih, pertama dituliskan persamaan ionnya dan ion-ion spectator diabaikan.

3Ca²⁺+ 6Cl^- + 6Na + 2PO₄^3-  → Ca₃(PO₄)₂ + 6Na⁺ + 6Cl^-

Persamaan ion bersihnya adalah:

3Ca²⁺ + 2PO ₄^3- → Ca₃(PO₄)₂

Persamaan ini menyatakan reaksi esensial yang terjadi, yaitu ion-ion Ca²⁺ dan PO₄^3- dalam larutan bereaksi membentuk padatan kalsium fosfat.

c.       Reaksi Netralisasi

Reaksi netralisasi adalahreaksi suatu asam dan basa yang menghasilkan senyawa ion dan boleh juga air. Senyawa ion yang merupakan hasil dari reaksi netralisasi dinamkan garam.

Persamaan kima berikut merupakan contoh reaksi netralisasi yang menghasilkan garam dan air:

HCI + NaOH → NaCI  + H₂O

HCN + KOH →KCN + H₂O

Reaksi tersebut ditulis sebagai reaksi molekuler                                                                                                                                                                          

Pada reaksi pertama melibatkan asam kuat dan basa. Asam kuat dan basa kuat terurai sempurna didalam larutan membentuk ion-ionnya. Persamaan ion bersihnya:

H⁺  + OH^- → H₂O

Reaksi suatu asam, misalnya asam nitrat dan amonia juga merupakan reaksi netralisasi.

HNO³ + NH³ → NH₄NO₃

Persamaan ion bersihnya:

H⁺ + NH₃ → NH₄⁺

Walaupun persamaan molekuler tidak memiliki bntuk reaksi metatesis, tetapi persamaan ion bersihnya menunjukan reaksi asam-basa.

d.      Reaksi Pembentukan Gas

Dalam reaksi kimia, selain dapat membentuk produk reaksi berupa endapan, juga terdapat reaksi yang dapat menghasilkan gas.

Misalnya reaksi antara natrium karbonat dan asam klorida. Persamaan reaksi metatesisnyaadalah:

Na₂CO₃ +2HCI → 2NaCI  + H₂CO₃

Produk asam karbonat, H₂CO₃ tidak stabil dan cenderung terurai menjadi air dan gas karbon dioksida. Persamaan kimianya:

H₂CO₃  → H₂O +  CO₂

Hasil keseluruhan reaksiyang ditulis dalam brntuk persamaan molekolur adalah:

Na₂CO₃  + 2HCI → 2NaCI  + H₂O +  CO₂

Persamaan bersihnya:

CO₃^2-  + 2H⁺ → H₂ O +  CO₂

Jadi senyawa karbonat bereaksi dengan asam melepas karbon dikosida berupa gas. Reaksi ini digunakan sebagai uji sederhana mineral karbonat, seperti batu kapur.

e.      Energi dan Reaksi Kimia

Hampir semua reaksi-reaksi kimia melibatkan perubahan energi dalam bentuk kalor.ada reaksi yang melepaskan kalor; ada juga reaksi yang membutuhkan kalor. Kalor yang dibutuhkan diserap dari lingkungan sekitarnya. Reksi yang melepaskan kalor diamakan reaksi eksoterm ditandai dengan meningkatnya suhu pada reaktor atau terbentuknya percikan api. Reaksi yang membutuhkan kalor biasanya dinamakan reaksi endoterm, ditandai dengan menurunny suhu reaktor.

Pembakaran gas alam cair, misalnya LPG adalah salah satu contoh reaksi kimia yang menghasilkan energi dalam bentuk kalor, atau reaksi eksoterm. Persamaan kimianya:

CH₄ ­+ 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + energi

Dilain pihak, fotosintesis yang berlangsungdalam tanaman berdaun hijau adalah merupakan reaksi endoterm, dimana energi dippasok untuk matahari. Reaksi yang terjadi sebenarnya sangat rumit, namun secara umum dapat ditulis dalam bentuk sederhana sebagai berikut.

CO₂ + H₂O  → C₆H₁₂O₆

Daftar Pustaka :

Sunarya, Yayan. 2010. Kimia Dasar 1. Bandung: Yrama Widya