BAB 2

Reaksi

Senyawa Anorganik

Reaksi kimia• Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu

menghasilkan antarubahan senyawa kimia.

• Senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagaireaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan denganperubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebihproduk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda darireaktan

• Pada reaksi kimia terdiri atas pereaksi atau zat yang bereaksi(reaktan) dan hasil reaksi (produk)

REAKTAN (A+B) Produk (c)

• Suatu reaksi kimia dapat berlangsung dipengaruhi antara lain adalah kondisi pereaksi atau sifat pereaksi, suhu proses, waktu proses, jenis atau bentuk pereaksi, dan tekanan

• Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia,

• Reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir.

• Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan.

• Dalam biokimia, sederet reaksi kimia yang dikatalisisoleh enzim membentuk lintasan metabolisme, di mana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan.

SINTESIS & ANALISISSintesis : penggabungan dua atau lebih senyawa

membentuk senyawa baru yang lebih kompleks. Dua pereaksi atau lebih menghasilkan satu produk .

• contoh gas hidrogen dan gas nitrogen amoniak

N2 + 3H2 2NH3

2H2 + O2 2 H2O

Analisis : kebalikan dari proses sintesis, yaitu suatu senyawa yang dapat terurai menjadi dua atau lebih senyawa. Proses elektrolisis air gas hidrogen dan gas oksigen . 2 H2O 2 H2 + O2

Pemanasan kalsium karbonat menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida: CaCO3 CaO + CO2

Reaksi Substitusi tunggal : suatu reaksi yang

melibatkan proses penggantian satu unsur

tunggal di suatu senyawa. Sebagai contoh:

Fe + 2HCl FeCl2 + H2

Reaksi substitusi ganda: suatu reaksi yang

melibatkan proses penggantian dua senyawa

membentuk dua senyawa baru yang berbeda.

Pb(NO3)2 + 2KI PbI2 + 2KNO3

BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl

Reaksi fotokimia• Dalam reaksi fotokimia, atom dan

molekul akan menyerap energi (foton) dari cahaya dan mengubahnya ke eksitasi.

• Atom dan molekul ini lalu dapat melepaskan energi dengan memecahkan ikatan kimia, maka menghasilkan radikal.

• Reaksi ang termasuk ke dalam reaksi fotokimia di antaranya reaksi hidrogen-oksigen, polimerisasi radikal, reaksi berantai dan reaksi penataan ulang.[25]

• Contoh : fotosintesis, tanaman menggunakan energi matahari untuk mengubah karbon dioksida dan airmenjadi glukosa dan oksigen sebagai hasil samping.

• Manusia mengandalkan fotokimia dalam pembentukan vitamin D, dan persepsi visual dihasilkan dari reaksi fotokimia di rhodopsin.

Katalisis • Pada katalisis, reaksinya tidak berlangsung secara spontan,

tapi melalui substansi ketiga yang disebut dengan katalis. Tidak seperti reagen lainnya yang ikut dalam reaksi kimia, katalis tidak ikut serta dalam reaksi itu sendiri, tapi dapat menghambat, mematikan, atau menghancurkan melalui proses sekunder.

• Katalis dapat digunakan pada fase yang berbeda (katalis heterogen) maupun pada fase yang sama (katalis homogen) sebagai reaktan.

• Fungsi katalis hanyalah mempercepat reaksi - zat kimia yang memperlambat reaksi disebut dengan inhibitor. Substansi yang meningkatkan aktivitas katalis disebut promoter, dan substansi yang mematikan katalis disebut racun katalis.

• Sebuah reaksi kimia yang semestinya tidak bisa berlangsung karena energi aktivasinya terlalu tinggi, bisa menjadi berlangsung karena kehadiran katalis ini.

Reaksi biokimia

• Reaksi biokimia dikendalikan oleh enzim. Protein-protein ini hanya dapat mengkatalis satu jenis reaksi yang spesifik, sehingga reaksinya benar-benar dapat dikontrol.

• Reaksi ini berlangsung pada sisi aktif dari substrat. Reaksi katalisasi enzim ini bergantung pada banyak hal, di antaranya adalah bentuk enzimnya, jenis ikatannya, interaksi elektrostatik, pemberian dan penerimaan proton (pada reaksi asam/basa), dan lainnya.

• Reaksi dalam tubuh metabolisme

Ciri-ciri reaksi kimia

Terbentuk endapan Terajadi perubahn warna

Terbentuk gas Perubahan suhu

Termodinamika• Reaksi kimia dapat ditentukan oleh hukum-hukum termodinamika.

• Reaksi dapat terjadi dengan sendirinya apabila senyawa tersebut melepaskan energi. Energi bebas yang dihasilkan reaksi ini terdiri dari 2 besaran termodinamika yaitu entalpi dan entropi.

∆G = ∆ H - T ∆S

G: energi bebas, H: entalpi, T: suhu, S: entropi, Δ: perbedaan

• Reaksi eksotermik terjadi apabila ΔH bernilai negatif dan energi dilepaskan. Contoh : proses presipitasi dan kristalisasi, padatan terbentuk dari gas atau cairan.

• Reaksi endotermik, panas diambil dari lingkungan. Hal ini dapat dilakukan dengan meningkatkan entropi sistem.

• Kenaikan entropi berbanding lurus dengan suhunya, maka reaksi endotermik dilakukan pada suhu tinggi dan reaksi eksotermik dilakukan pada suhu yang rendah. Perubahan suhu mengubah arah reaksi

• Reaksi juga dapat diketahui dengan energi dalam yang menyebabkan perubahan pada entropi, volume, dan potensial kimia

dU = TdS – PdV + µ dn

• U: energi dalam, S: entropi, p: tekanan, μ: potensial kimia, n: jumlah molekul, d: tanda perubahan kecil

Kinetika reaksiLaju reaksi suatu reaksi kimia merupakan

pengukuran bagaimana konsentrasi ataupuntekanan zat-zat yang terlibat dalam reaksiberubah seiring dengan berjalannya waktu. Lajureaksi secara mendasar tergantung pada:

• Konsentrasi reaktan, reaksi berjalan denganlebih cepat apabila konsentrasinya dinaikkan. Halini diakibatkan karena peningkatan pertumbukanatom per satuan waktu,

• Luas permukaan yang tersedia bagi reaktan untuksaling berinteraksi, terutama reaktan padat dalamsistem heterogen. Luas permukaan yang besarakan meningkatkan laju reaksi.

• Tekanan, dengan meningkatkan tekanan

menurunkan volume antar molekul sehinggaakan meningkatkan frekuensi tumbukan molekul.

• Energi aktivasi, sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk membuat reaksi bermulai dan berjalan secara spontan. Energi aktivasi yang lebih tinggi mengimplikasikan bahwa reaktan memerlukan lebih banyak energi untuk memulai reaksi daripada reaksi yang berenergi aktivasi lebih rendah.

• Suhu, yang meningkatkan laju reaksi apabila suhu dinaikkan, dikarenakan suhu yang tinggi meningkatkan energi molekul, sehingga meningkatkan tumbukan antar molekul per satuan waktu.

• Katalis. Katalis adalah zat yang mengubah lintasan (mekanisme) suatu reaksi dan akan meningkatkan laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi yang diperlukan agar reaksi dapat berjalan. Katalis tidak dikonsumsi ataupun berubah selama reaksi, sehingga ia dapat digunakan kembali.

• Untuk beberapa reaksi, keberadaan radiasi elektromagnetik, utamanya ultraviolet, diperlukan untuk memutuskan ikatan yang diperlukan agar reaksi dapat bermulai. Hal ini utamanya terjadi pada reaksi yang melibatkan radikal.

Laju reaksi berhubungan dengan konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Hubungan ini ditentukan oleh persamaan laju tiap-tiap reaksi. Perlu diperhatikan bahwa beberapa reaksi memiliki kelajuan yang tidak tergantung pada konsentrasi reaksi. Hal ini disebut sebagai reaksi orde nol.

Sistem Reaksi

Reaksi ini dibedakan berdasarkan fasa zat yang bereaksi

Padat

Padat -cair

Gas – gas

Gas-cair

Cair –cair

Reaksi fasa padat

• Reaksi yang melibatkan fasa padat biasanya merupakan reaksi pemanasan atau peruraian seperti

• KClO3 (s) KCl(s) + O2 (g)

• CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)

• BaO2 (s) BaO(s) + O2 (g)

Reaksi dalam fasa padat dan cair

• Reaksi ini umumnya terjadi antara zat padat dalam larutan atau cairan.

• Logam dalam bentuk serbuk direaksikan dengan asam atau basa.

• Fe (s) + 2HCl (aq) = Fe Cl2(aq) + H2 (g)

• Zn (s) +2NaOH (aq)= Na2ZnO2 (aq) + H2(g)

• CaCO3(s) + 2HCl(aq) = CaCl2 (aq) + H2O (aq)+ CO2 (g)

Reaksi pada fasa gas

• Beberapa reaksi yang pereaksinya fasa gas antara lain ;

• Sintesis amoniak ; proses haber;N2 (g) + H2 (g) = NH3 (gas)

Pada reaksi ini dipengaruhi oleh ada/tidaknya katalis, suhu, dan tekanan

• Sintesis gas SO3 : 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)• Sintesis H2O : 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g)• Reaksi pembakaran gas

Metana + O2 = CO2 + H2O

Reaksi fasa gas -cair

• Reaksi ini melibatkan fasa gas dan cair yaitu reaksi antara gas dan cairan dapat menghasilkan senyawa baru berupa kelarutan gas dalam cairan

• CO2 (g) + H2O (aq) = H2CO3 (aq)

• CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) = CaCO3 (s) + H2O (l)

Reaksi fasa cair

• Reaksi ini umumnya melibatkan reaksi ion, artinya reaksi antar ion-ion dalam suatu cairan atau larutan membentuk padatan atau terjadi perubahan warna

• NaCl(aq) + AgNO3(aq) = AgCl(s) + NaNO3(aq)

• H2SO4(aq) + BaCl2(aq) = BaSO4(s) + HCl (aq)

• Pb(NO3)2 (aq) + K2CrO4 (aq) = PbCrO4(s) + 2KNO3

• CuSO4 (aq) + 2NaOH(g) = Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq)

Berdasarkan transfer elektron

• Redoks : reaksi yang melibatkan adanya tranfer elektron dari daerah terjadi reaksi oksidasi (pelepasan elektron) menuju ke daerah reaksi reduksi (penerimaan elektron)2 S2O3

2−(aq) + I2(aq) → S4O62−(aq) + 2 I−(aq)

• I2 direduksi menjadi I- dan S2O32- (anion tiosulfat)

dioksidasi menjadi S4O62-

• Reaksi asam-basa adalah reaksi yang mendonorkan proton dari sebuah molekul asam ke molekul basa. Disini, asam berperan sebagai donor proton dan basa berperan sebagai akseptor proton.HCl + NH3 NH4

+ + OH -

Reaksi dalam Larutan Komponen larutan terdiri dari dua jenis,

yaitu: pelarut dan zat

terlarut, yang dapat dipertukarkan ter-

gantung jumlahnya.

Pelarut merupakan komponen yang utama

yang terdapat dalam jumlah yang

banyak, sedangkan komponen minornya m

erupakan zat terlarut

Larutan Elektrolit • Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai menjadi

ion-ion konduktor elektrik,

• Elektrolit : air, asam, basa, dan garam.

• Beberapa gas tertentu dapat berfungsi sebagai elektrolit

pada kondisi tertentu misalnya pada T tinggi / P rendah.

• Elektrolit kuat adalah identik dengan asam, basa, dan

garam

• Elektrolit merupakan senyawa yang berikatan ion dan

kovalen polar.

• Senyawa dengan ikatan ion merupakan elektrolit

misalnya, NaCl (garam dapur).

Elektrolit

Elektrolit kuat • Asam kuat, antara lain: HCl, HClO3, HClO4,

H2SO4, HNO3 dan lain-lain,

• Basa kuat, yaitu basagolongan alkali dan alkali tanah, antara lain : NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain,

• Garam yang mempunyai kelarutan tinggi, antara lain : NaCl, KCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-lain

Asam Arhenius

Asam adalah zat yang dalam air dapat menghasilkan ion H+. Contoh asam HCl, H2SO4, H3PO4. Sifat- sifat larutan asam adalah sebagai berikut.

• Dalam air menghasilkan ion H+.• Menyebabkan warna kertas lakmus menjadi

merah.• Larutannya dalam air dapat menghantarkan arus

listrik.• Menyebabkan perkaratan logam (korosif).

Asam-basa Bronsted Lowry• Asam adalah suatu zat yang dapat menyumbang

proton (H+), donor proton.

• Basa adalah zat yang dapat menerima proton, akseptor proton.

Contoh H2O + HCl H3O+ + Cl-.

• HCl termasuk asam karena memberi proton, H2O termasuk basa karena menerima proton.

• Zat yang telah menerima proton disebut asam konjugasi, sedangkan yang telah memberi proton disebut basa konjugasi.

• Contoh reaksi di atas, H3O+ adalah asam konjugasi, dan Cl- adalah basa konjugasi.

Asam basa Lewis

• Asam adalah senyawa penerima (akseptor) pasangan elektron, sedangkan basa adalah senyawa pemberi (donor) pasangan elektron.

• Reaksi asam- basa Lewis tergolong reaksi pembentukan ikatan koordinasi.

• Contoh reaksi BF3 (asam Lewis) dengan NH3

(basa Lewis)

Kekuatan asam-basa

• Kekuatan asam –basa ditentukan oleh besarnya asam atau basa yang terionisasi dalam larutan

• Besarnya ionisasi ; alpa (α) , α = 1, artinya asam atau basa terionisasi sempurna dan merupakan asam kuat

• Asam/basa lemah ; α < 1, atau harga tetapannya kecil. Artinya asam/basa mengalami ionisasi sebagian

Garam • Garam adalah suatu senyawa yang terbentuk

dari reaksi asam dengan basa

• Rumus kimia tersusun dari kation (ion logam) dan anion yang berasal dari sisa asam

• Berdasarkan rumus kimia , garam dibedakan menjadi garam normal, garam asam, garam basa, dam rangkap dan garam kompleks (senyawa kompleks)

Garam normal/netral • garam yang rumusnya hanya terdiri atas

kation dan sisa asam,

• Contoh: natrium klorida (NaCl), natrium fosfat (Na3PO4), besi(II) sulfat, kalium karbonat (CaCO3), dan lain sebagainya. Dalam larutan , garam ini terion menjadi kation dan anion

NaCl = Na + + Cl -

K2SO4 = 2K + + SO42-

Garam asam

Garam yang rumus kimianya masih mengandung atom hidrogen (H) seperti kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2], natrium hidrofosfat (Na2HPO4), kalium dihidrofosfat (KH2PO4), kaliumhidrosulfit (KHSO3), dan sebagainya.

Garam ini akan terionisasi menjadi kation dan H+ dan sisa asam

Ca(HCO3)2 = Ca 2+ + HCO3–

HCO3- = H+ + CO3

2-

Garam basa

• Garam yang rumus kimianya masih mengandung gugus hidroksil (OH) seperti besi (II) hidroksi klorida (FeOHCl), besi (III) hidroksi sulfat (Fe(OH)SO4), dan sebagainya.

• Garam ini dapat terion menjadi kation dan anion serta ion hidroksil

FeOHCl = FeOH+ + Cl -

FeOH + = Fe 2+ + OH -

Garam rangkap

• Garam yang rumus kimianya merupakan gabungan dari dua garam nornal seperti kaporit [CaOCl2 = Ca(OCl)2 dan CaCl2], Amonium besi(II) sulfat [Fe(NH4)2(SO4)2 = FeSO4 + (NH4)2SO4)], dan sebagainya.

• Garam ini dalam larutan terion menjadi ion-ion positip (kation) dan ion negatif (anion).

CaOCl2 = Ca 2+ + ClO - + Cl –

Garam Kompleks

• Garam yang rumus kimianya lebih kompleks dan dalam larutan terionisasi menghasilkan ion kompleks.

• Contoh, Perak amonium klorida [Ag(NH3)2Cl], tembaga(II) tetraamonium sulfat (Cu(NH3)4SO4), kalium ferro sianida [K4Fe(CN)6], kalium ferri sianida [K3Fe(CN)6], kalium triIodida (KI3), dan sebagainya

• Ag(NH3)2Cl = Ag(NH3)2+ + Cl -

• K4Fe(CN)6 = 4K+ + Fe(CN)64-

Lanjutan • Pada senyawa kompleks terjadi katan koordinasi

antara ion pusat (logam transisi) dengan ligand ( molekul netral atau anion). Ion Kompleks terdiri dari Ion pusat dari Ligand

• 1. Ion pusat adalah ion dari unsur-unsur transisi dan bermuatan positif.

• 2. Ligand: molekul atau ion yang mempunyai pasangan elektron bebas. Misal : Cl-, CN-, NH3, H2O dan sebagainya.

• 3. Bilangan koordinasi adalah jumlah ligand dalam suatu ion kompleks

Reaksi kimia

Berdasarkan sifat zat bahwa reaksi kimia melibatkan adanya transfer elektron dibedakan menjadi:

Reaksi yang melibatkan adanya transfer elektron yang disebut reaksi redoks dan reaksi yang tidak melibatkan adanya transfer elektron.

Reaksi yang tidak melibatkan adanya transfer elektron dibagi menjadi a. Reaksi penetralan (asam-basa)b. Reaksi pembentukan gas c. Reaksi pengendapan

Reaksi penetralan 1. Asam + basa garam + air• HCl + NaOH NaCl + H2O• H+ +Cl- + Na + + OH - Na+Cl- + H2O• H+ + OH - H2O

NaOH + H2SO4

KOH + HBr 2. Oksida asam + basa garam + air

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O3. Asam + Oksida basa garam + air

H2SO4 + Al2O3 Al2(SO4) 3 + H2O6HCl + Fe2O3 2FeCl3 + 3H2O

Pembentukan Gas

Gas hidrogen (H2)

• Asam non oksidator + logam reaktif

2HCl + Fe Fe Cl2 + H2

2H+ + Fe Fe 2+ + H2

Logam amfoter + basa kuat

2Al + 2KOH + 2H2O 2KAlO2 + 3H2

Al + 2OH - + H2O AlO2- + 2H2

• 2Al + 2KOH + 6H2O 2KAl(OH)4 + 2H2

Pembuatan Gas Hidrogen Sulfida (H2S)Gas hidrogen sulfide dapat dihasilkan dari reaksi

garam sulfide dengan larutan asam• FeS + HCl FeCl2 + H2S• FeS + 2H+

Fe 2+ + H2SPembuatan Gas Karbon Dioksida (CO2)Gas karbon dioksida dapat dihasilkan dari reaksi

senyawa karbonat dengan asam kuat • Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2

Na2CO3 + 2H+ 2 Na+ + H2O + CO2

• CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2

CaCO3 + 2H+ Ca 2+ + H2O + CO2

Pembuatan Gas Ammonia (NH3)

• Gas ammonia dapat dihasilkan dari reaksi garam ammonium dengan basa (natrium hidroksida)

NH4Cl + NaOH NaCl + NH3 + H2O

NH4+ + Cl - + Na+ + OH - Na + + Cl - + NH3 + H2O

NH4+ + OH - NH3 + H2O

Reaksi Pengendapan

• Pengendapan atau presipitat dapat dihasilkan dari reaksi ion-ion yang dapat menghasilkan suatu garam atau senyawa yang mengendap atau sukar larut

• NaCl + AgNO3 AgCl + Na + + NO3–

Na+ + Cl - + Ag + + NO3- AgCl + Na+ + NO3

–

Ag + + Cl - AgCl

Redoks Reaksi redoks adalah reaksi yang melibatkan oksidasi dan

reduksi. Reaksi ini melibatkan adanya transfer elektron.• Oksidasi adalah proses reaksi yang melibatkan oksigen atau

proses pelepasan elektron, • Reduksi adalah reaksi yang melibatkan gas hidrogen atau

proses penangkapan electron• 2Mg + O2 2MgO• Fe + 2HCl Fe Cl2 + H2

• FeO + H2 Fe + H2OFe dalam asam (HCl)• Fe Fe 2+ + 2e ( oksidasi)• 2H+ + 2e H2 (reduksi)• Resksi : Fe + 2H+

Fe 2+ + H2

Contoh lain • Reduksi : proses penerimaan elektron atau

reaksi yang melibatkan pengurangan oksigen

Cu + H2O CuO + H2

Cu 2+ + 2e = Cu

• Oksidasi ; proses pelepasan elektron atau reaksi yang melibatkan adanya pengikatan oksigen

Fe Fe 2+ + 2e

Fe + O2 = Fe2O3

Oksidator dan Reduktor • Oksidator : zat yang mengoksidasi zat lain dan

mengalami reduksi

• Reduktor : zat yang mereduksi zat lain dan mengalami oksidasi

1. Fe + 2HCl FeCl2 + H2

2. MnO2 + 4HCl MnCl2 + 2H2O + Cl2Pada reaksi 1) Fe sebagai reduktor dan HCl

sebagai oksidator, sedangkan pada reaksi 2) MnO2 sbg oksidator dan HCl sbg reduktor

Potensial elektroda Standar • Elektroda Reaksi katoda (reduksi) E0 Sel (Volt)

• Li +/Li Li + + e Li - 3,04

• K+/K K+ + e K - 2,925

• Ca 2+ / Ca Ca 2+ + 2e Ca -2,87

• Na+/Na Na+ + e Na - 2,714

• Mg 2+ /Mg Mg 2+ + 2e Mg - 2,363

• Al 3+ /Al Al 3+ + 3e Al - 1,662

• H2O/H2,OH- 2H2O + 2e H2 + 2OH- - 0,828

• Zn 2+ /Zn Zn 2+ + 2e Zn - 0,763

• Cr3+ /Cr Cr3+ + 3e Cr - 0,744

• Fe 2+ /Fe Fe 2+ + 2e Fe - 0,440

• Cd 2+ / Cd Cd 2+ + 2e Cd - 0,403

• Co2+ /Co Co2+ + 2e Co - 0,277

• Ni 2+ /Ni Ni 2+ + 2e Ni - 0,250

• Sn 2+ /Sn Sn 2+ +2e Sn - 0, 136

• Pb 2+ /Pb Pb 2+ + 2e Pb - 0, 126

• 2H+ /H2 2H+ + 2e H2 0,000

Lanjutan • Sn 4+ /Sn 2+ Sn 4+ + 2e Sn 2+ + 0, 15

• Cu 2+ / Cu Cu 2+ + 2e Cu + 0, 337

• O2/OH - O2 + 2H2O + 4e 4 OH - + 0, 401

• Fe3+ /Fe Fe3+ + 3e Fe + 0, 771

• Hg22+ /Hg Hg2

2+ + 2e 2Hg + 0, 788

• Ag +/Ag Ag + + e Ag + 0, 799

• O2 /OH - O2 + 2H2O + 4e 4OH - + 0, 82

• Pt 3+ / Pt Pt 3+ + 3e Pt + 1,200

• O2 / H2O O2 + 4H+ +4e 2H2O + 1,229

• Cr2O72- /Cr 3+ Cr2O7

2- + 14H+ +6e 2Cr 3+ + 1,33

• Cl2/Cl - Cl2 + 2e 2Cl - + 1,358

• PbO2 /Pb PbO2+4H++4e Pb2+ + 2H2O + 1, 46

• Au 3+ /Au Au 3+ + 3e Au + 1, 498

• MnO4-/Mn 2+ MnO4

- + 8H+ +5e Mn 2+ + 1, 52

• PbO2/PbSO4 PbO2 + 4H++SO42- + 2ePbSO4 + H2O + 1, 68

• H2O2/H2O H2O2 + 2H+ + 2e 2H2O + 1, 78

• F2 /F - F2 + 2e 2F - + 1, 87

*) Jones, Principles and Prevention of Corrosion dan Kimia untuk Universitas jilid 2

• Berdasarkan tabel potensial reduksi standar dapat ditunjukkan bahwa

• Zat dengan E0 positip (+) bersifat oksidator (mudah mengalami reduksi) dan yang bernilai negatif(-) lebih cenderung bersifat reduktor atau lebih mudah mengalami oksidasi

• Fe 2+ + MnO4- + H+

Mn 2+ + Fe 3+ + H2O

• Mg + 2H+ = Mg 2+ + H2

• Agar reaksi redoks dapat berlangsung spontan, maka besarnya E sel adalah positip (+)

• E 0sel = E0 Oksidator – E0 Reduktor

Contoh : Ni dalam larutan CuSO4

• Reaksi : Ni + Cu 2+ = Cu + Ni 2+

E 0Sel = E0Cu2+/Cu – E0

Ni2+/Ni

= 0,337 - ( - 0,25) = 0,587 Volt.

Aplikasi reaksi Redoks di Industri • Proses elektrolisis : terjadi pada produksi gas hidrogen,

klor, logam Na, Hg, Al, dan rebagainya• Proses refining atau pemurnian logam dari bijihnya

seperti : logam Au, Ag, tembaga• Proses elektroplating logam yang bertujuan untuk

dekoratif dan proteksi korosi logam seperti vernikel, verkrom, penyepuhan emas, perak, tembaga, kadmium dan sebagainya

• Proses anodisasi aluminium• Proses pengubahan logam dari bijihnya melalui proses

reduksi dan pemanasan• Proses reaksi pada baterai (sel kering dan sel

sekundair)

Proses fisika Proses fisika yang menyertai suatu proses adalah

• Pelarutan dan pencampuran

• Pengendapan , dekantasi , flotasi, Flokulasi

• Pemisahan: penyaringan/filtrasi, ekstraksi, distilasi, kromatografi

• Pemanasan : distilasi

• Pendinginan/kristalisasi

• Pengeringan

Pelarutan & Pencampuran • Pelarutan ; proses /cara melarutkan suatu

zat padat ke dalam zat cair menjadi larutan

• Pengadukan adalah operasi yang menciptakan terjadinya gerakan dari bahan yang diaduk seperti molekul-molekul, zat-zat yang bergerak atau komponennya menyebar (terdispersi).

• Pencampuran adalah operasi yang menyebabkan tersebarnya secara acak suatu bahan ke bahan yang lain dimana bahan-bahan tersebut terpisah dalam dua fasa atau lebih.

• Proses pencampuran bisa dilakukan dalam sebuah tangki berpengaduk.

Pengendapan /Presipitasi • Presipitasi adalah proses reaksi

terbentuknya padatan (endapan) di dalam sebuah larutan sebagai hasil dari reaksi kimia.

• Presipitasi ini biasanya terbentuk ketika konsentrasi ion yang larut telah mencapai batas kelarutan dan hasilnya adalah membentuk garam.

• Reaksi ini dapat dipercepat dengan menambahkan agen presipitasi atau mengurangi pelarutnya.

• Reaksi presipitasi yang cepat akan menghasilkan residu mikrokristalin dan proses yang lambat akan menghasilkan kristal tunggal. Kristal tunggal juga dapat diperoleh dari rekristalisasi dari garam mikrokristalin.

Dekantasi • Dekantasi adalah proses pemisahan

zat padat yang tidak ikut terlarut di dalam pelarutnya dengan cara dituangkan, sehingga akibatnya cairan tersebut akan terpisah dari zat padat yang tercampur.

• Dekantasi dilakukan dengan menuang cairan ke wadah lain secara hati-hati supaya padatan terpisah dari cairan.

• Untuk memudahkan dapat digunakan batang pengaduk saat menuang cairan.

• Prinsip dekantasi adalah perbedaan wujud zat dalam campuran, yaitu antara zat padat dan zat cair sehingga dengan menggunakan teknik dekantasi, cairan dapat terpisah dari campurannya.

Flotasi • Flotalasi adalah suatu pemisahan

suatu zat dari zat lainnya pada suatu cairan/larutan berdasarkan perbedaan sifat permukaan dari zat yang akan dipisahkan, dimana zat yang bersifat hidrofilik tetap berada fasa air sedangkan zat yang bersifat hidrofobik akan terikat pada gelembung udara dan akan terbawa ke permukaan larutan dan membentuk buih yang kemudian dapat dipisahkan dari cairan tersebut.

• Secara umum flotation melibatkan 3 fase yaitu cair (sebagai media), padat (partikel yang terkandung dalam cairan) dan gas (gelembung udara).

Koagulasi Kooagulasi adalah proses penambahan zat kimia (koagulan) ke

dalam air baku dengan maksud mengurangi gaya tolak-menolak antar partikel koloid

• Koagulasi terpenuhi dengan penambahan ion-ion yang mempunyai muatan berlawanan dengan partikel koloid

• Partikel koloid umumnya bermuatan negatif, sehingga ionion yang ditambahkan harus kation atau bermuatan positif

Koagulasi dan flokulasi merupakan proses yang terjadi secara berurutan untuk mentidakstabilkan partikel tersuspensi, menyebabkan tumbukan partikel dan tumbuh menjadi flok

Pertama koagulasi dengan melibatkan netralisasi dari muatan partikel dengan penambahan elektrolit (koagulan)

Agregat yang terbentuk akan saling menempel dan menyebabkan terbentuknya partikel yang lebih besar yang dinamakan mikroflok,

Pengadukan cepat untuk mendispersikan koagulan dalam larutan dan mendorong terjadinya tumbukan partikel sangat diperlukan untuk memperoleh proses koagulasi yang bagus

Sentrifugasi

• Sentrifugasi adalah metode pemisahan campuran penganti filtrasi atau penyaringan karena partikel yang mau dipisahkan padatannya sangat halus dan jumlah campurannya sedikit.

• Contoh metode sentrifugasi adalah memisahkan sel-sel darah putih dari plasma darah

Filtrasi /Penyaringan

• Prinsip penyaringan adalah proses pemisahan berdasarkan perbedaan ukuran partikel dalam campuran. Contoh pemisahan air dari pasir.

• Penyaringan dilakukan dengan menuang campuran ke atas kertas saring dari sebuah corong gelas.

• Kertas saring akan menahan padatan yang lebih besar daripada ukuran lubang saring.

• Padatan yang tertinggal pada kertas saring ini disebut residu. Sementara zat dengan ukuran partikel lebih kecil dari ukuran lubang saring akan lolos melalui kertas saring.

• Zat yang dapat melewati kertas saring ini disebut filtrat.

Destilasi • Destilasi merupakan teknik

pemisahan yang didasari atas perbedaan perbedaan titik didik atau titik cair dari masing-masing zat penyusun dari campuran homogen.

• Dalam proses destilasi terdapat dua tahap proses yaitu tahap penguapan dan dilanjutkan dengan tahap pengembangan kembali uap menjadi cair atau padatan.

• Atas dasar ini maka perangkat peralatan destilasi menggunakan alat pemanas dan alat pendingin

Ekstraksi • Ekstraksi adalah proses pemisahan suatu

zat berdasarkan perbedaan kelarutannya terhadap dua cairan tidak saling larut yang berbeda, biasanya air dan yang lainnya pelarut organik.

Proses ekstraksi dapat berlangsung pada:• Ekstraksi parfum, untuk mendapatkan

komponen dari bahan yang wangi.• Ekstraksi cair-cair atau dikenal juga dengan

nama ekstraksi solven. Ekstraksi jenis ini merupakan proses yang umum digunakan dalam skala laboratorium maupun skala industri.

• Leaching, adalah proses pemisahan kimia yang bertujuan untuk memisahkan suatu senyawa kimia dari matriks padatan ke dalam cairan.

Evaporasi • Penguapan atau evaporasi adalah

proses perubahan molekul di dalam keadaan cair dengan spontan menjadi gas (contohnya uap air).

• Penguapan dapat dilihat dari lenyapnya cairan secara berangsur-angsur ketika terpapar pada gas dengan volume signifikan.

• Evaporasi Adalah proses pertukaran melalui molekul air di atmosfer atau peristiwa berubahnya air atau es menjadi uap di udara.

Sublimasi

• Sublimasi yaitu perubahan wujud zat dari padat ke gas atau dari gas ke padat.

• Metode sublimasi digunakan untuk memisahkan zat yang menyublim ketika dipanaskan.

• Gas yang dihasilkan ditampung lalu didinginkan kembali.

• syarat pemisahan campuran dengan menggunakan sublimasi adalah partikel yang bercampur harus memiliki perbedaan titik didih yang besar, sehingga kita dapat menghasilkan uap dengan tingkat kemurnian yang tinggi.

• Contohnya pemisahan campuran iod dan gas.

Kristalisasi • Kristalisasi adalah proses pembentukan

kristal• ristal dapat terbentuk bila uap dari

partikel yang sedang mengalami sublimasi menjadi dingin.

• Pada kristalisasi, bahan-bahan lain yang tidak diinginkan tetapi terdapat dalam campuran akan tetap berwujud cair.

• Pembentukan kristal dapat juga terjadi bila suatu larutan telah melampaui titik jenuhnya.

• Titik jenuh larutan adalah suatu titik dimana penambahan partikel terlarut sudah tidak dapat menyebabkan partikel tersebut melarut sehingga terbentuk larutan jenuh.

• Contoh kristalisasi yaitu pada pembuatan garam dapur dari air laut.

Konsentrasi larutan

• Persen (%) : b/V, b/b, v/v: Jumlah zat dalam 100 bagian. Larutan NaCl 5% : 5 g dalam 100 mL larutan

• Ppm : part permillion ; (mg zat terlarut/L)

• Bpj : bagian per juta : (mg/L) atau (mg/Kg)

• M : mol/L

• N = molekv/L

• m: mol/Kg pelarut

• g/L : jumlah gram zat terlarut dalam 1 L larutan

Perhitungan kimia

• Jika 1,4 gram Fe direaksikan dengan 25 mL HCl 1M akan membebaskan gas hidrogen. Tentukan zat sebagai reaksi pembatas dan jumlah gas yang dihasilkan pada STP

• Batu gamping (CaCO3) sebanyak 5 gram ditambahkan ke dalam 50 mL HCl 0,5 M. Tentukan gas CO2 yang terjadi dan apakah semua CaCO3 larut.

Tugas

1. Tuliskan reaksi untuk

• Mg + NiSO4Mg 2+ + Ni + SO42-

• Fe 2+ + Cr2O72-

• Zn + Cu 2+

• Na + Cl2

• Al + OH -

• Zn + HCl

2. Hitung besarnya E sel standar pada soal no1.

Tugas • Kerjakan soal berikut di kertas HVS A41. Hitung jumlah zat yang harus dilarutkan untuk membuat larutan

berikut.a. Larutan NaOH 0,5M sebanyak 250 mLb. Larutan gula 10%c. Larutan alkohol 12%d. air sebanyak 500 mL dengan kandungan Fe 15ppm

2. Hitung jumlah zat yang dihasilkan pada reaksi berikuta. 2 gram Mg dalam 50 mL HCl 0,2Mb. 1 gram NaCl dalam 25 ml AgNO3 0,1M

3. 1 gram Fe dilarutan dalam asam sulfat 20% berlebih. Tuliskan reaksi yang terjadi dan berapa mL gas hidrogen yang terbentuk pada suhu 25 0C , 1 atm

4. 5 gram Fe dilarutkan dalam 50 mL larutan H2SO4 10%. Tentukan jumlah FeSO4 yang terbentuk jika kemurnian Fe adalah 98%

5. Jika 0,6 gram CaCO3 direaksikan dengan 30 mL larutan asam sulfat 2,0M menghasilkan kalsium sulfat. Tentukan jumlah kalsium sulfat yang terbentuk dan jelaskan reaksi pembatasnya dan apakah kalsium sulfat yang terbentuk murni.