reaksi kimia dalam larutan air.pdf

7/21/2019 reaksi kimia dalam larutan air.pdf

1/8

MODUL5REAKSI KIMIA DALAM LARUTAN AIR

Dalam mudul 3 telah dipelajari bahwa agar lebih praktis banyak reaksi dilakukan dalam

bentuk larutan. Bila suatu pereaksi dilarutkan dalam suatu pelarut, partikelnya akan

terbagi dan bercampur secara merata dengan bebas dalam larutan. Hal ini

menyebabkan reaksi akan begalan lebih mudah dan cepat.

Salah satu pelarut yang paling penting bagi reaksi kimia adalah air. Air suatu zat yang

umum tapi merupakan pelarut yang baik untuk bermacam zat kimia baik yang berbentuk

ion atau molekul. Malah, kemampuan air untuk melarutkan bermacam zat kimia dalam

berbagai derajat merupakan kekhawatiran pokok dari masyarakat modern sekarang,

yang se-clang bergumul dengan bertambahnya persoalan pencemaran air pada daerah

padat penduduk. Banyaknya perhatian yang telah diberikan pada reaksi dalam larutan air,

sebagian karena air merupakan pelarut umum yang mudah didapat dalam laboratorium

dan sebagian lagi karena adanya reaksi pencemaran air yang potensial disekeliling kita

dan jugs disebabkan karena air merupakan media dimana reaksi biokimia terjadi.

ISTILAH-ISTILAH PADA LARUTAN

Banyak istilah yang kita pakai pada pembicaraan mengenai larutan telah diperkenalkan

pada modul Termasuk istilah pelarut (solven) dan zat terlarut (solut). Solven umumnya

adalah zat yang berada pada larutan dalam jumlah yang besar, sedangkan zat lainnya

dianggap sebagai solut. Pada larutan yang mengandung air maka air tersebut selalu

dianggap sebagai solven walaupun jumlahnya relatif sedikit. Misalnya pada campuran

dari H2SO4 96% dan H2O 4% berat , dinamakan "asam sulfat pekat",

menggambarkan bahwa sejumlah besar asam sulfat dilarutkan dalam sedikit air, jadi air

merupakan solven dan H2SO4 solutnya.

lstilah lain yang adalah pekat dan encer. Canaan pekat mengandung relatif lebih

banyak solut dibanding solven sedangkan larutan encer mengandung relatif lebih

sedikit solut dibanding solvennya. Ditekankan di sini kata relatif, sebab ada larutan

disebut pekat bila dibandingkan dengan larutan lain yang mempunyai perbandingan

solut lebih rendah terhadap solvennya.

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Nanang Ruhyat MT. K I M I A

T E K N I K 1


2/8

Dalam beberapa hal, ada batas dari jumlah solut yang dapat lanit dalam sejumlah

solven pada temperatur tertentu. Misalnya bila kita tambahkan natrium klorida pada 100

ml air pada 0C hanya 35,79 g garam yang akan larut , berapapun banyaknya jurnlah

garam yang kita masulckan. Kelebihan NaCl rya akan mengendap di dasar wadah. Suatu

larutan yang mengandung sejumlah solut yang larut clan mengadakan kesetimbangan

dengan solut padatnya disebut larutan jenuh dan jumlah solut yang larut dalam larutan

jenuh ini dinamakan kelarutan zat tersebut sehingga kelarutan dari natrium klorida

dalam air pada 0C adalah 35,7 g NaCI dalam 100 ml- air. Berarti untuk kelaruitan,

kita selalu harus menyebut temperaturnya.

Bila suatu larutan mengandung solut kurang dari yang diperlukan untuk membuat

larutan jenuh, dikatakan larutantidakjenuh. Misalnya bila akan melarutkan 20 g NaCI

dalam 100 mL air pada 0C. Suatu larutan tak jenuh masih mampu melarutkan lebih

banyak solut, dalam hat ini penambahan 15,7 g NaCI dapat dilarutkan tiap 100 mL air.

Penting diketahui bahwa istilah jenuh dan tak jenuh tak ada hubungan secara langsung

dengan isti lah larutan pekat dan encer. Misalnya suatu larutan jenuh perak klorida

pada temperatur kamar hanya mengandung 0,000089 g AgCl/100 mL air, sehingga bisa

kita anggap larutan encer. Tetapi sebaliknya diperlukan kira-kira 500 g litium klorat

(Li-CIO,) per 100 mL untuk membuat larutan jenuh nada temperatur yang sama. Pada hat

larutan yang mengandung 400 g LiClO, dalam 100 niL air sudah dikatakan pekat

walaupun belum jenuh.

Akhimya ada beberapa zat yang acap kali mernbentl ik larutan sangat jenuh (super

saturated) vaitu larutan yang inengandLIM- lebih banyak solut dari pada yang

diperlukan untuk larutan jenuh. Contohnya adalah natrium asetat (CH3COONa)

Pada 0C senyawa ini dapat larut sampai. mencapai 1 19 g/100 int., tetapi

kelarutannya akan bertambah dengan naiknya temperatur. Bila suatu larutan tak jenuh

yang panas yang mengandung 119 g lebili NaC,H2O, per 100 ml didinginkan sampai 0C,

scharusnya kelebihan solut akan mengendap pada dasar larutan, tetapi biasanya tidak.

Kelebihan solut akan tetap berada dalam bentuk larutan.


T E K N I K 2


3/8

ELEKTROLIT

Umumnya air adalah pelarut (solven) yang baik untuk senyawa ion dan larutan air

yang yang mengandung zat-zat ini akan mempunyai sifat-sifat yang khan, salah

satu adalah dapat meneruskan arcs listrik. Dapat diperlihatkan oleh alai pada

Gambar 5.2. Bila elektroda dicelupkan ke dalam air murni, bola lampu tak akan

menyala karena air adalah konduktor listrik yang sangat jelek. Tetapi bila suatu

senyawa ion yang larut seperti NaCI ditambahkan pada air, setelah solutnya lanit,

bola lampu mulai menyala dengan terang. Senyawa seperti NaCl yang membuat

larutan menjadi konduktor listrik disebut elektrolit.

Bagaimana keterangan dari sifat konduktor listrik larutan senyawa ion dalam air ini?

Ketika zat larut dalam air, ion-ion yang tadinya terikat kuat dalam zat padatnya akan

lepas dan melayang-layang dalam larutan, bebas satu dengan yang lain. Dikatakan

senyawa telah terdisosiasi atau melepaskan diri menghasilkan ion-ion dan adanya ion-onbebas inilah yang menyebabkan larutan menjadi konduktor listrik.

Keterangan mengenai elektrolit ini pertama kali diberikan oleh Svante Arrhenius ,

ahli kimia terkeital dari Swedia. Sangatlah menarik untuk disimak bahwa hampir saja is

tak diberikan gelar doktornya pada tahun 1884 di Universitas Upsala, Swedia, karena

mengemukakan hal ini. Bagaimanapun teorinya tetap bertahan sampai kini, karena telah

menerangkan dengan sukses mengenai sifat larutan garam.

Bila senyawa ion berdisosiasi dalam air, ion-ionnya tak bebas sama sekali, karena ion-ion

tersebut akan dihalangi oleh molekul-molekul air sehingga dikatakan akan terhidrasi. Hal

ini dinyatakan dengan tulisan (aq) dibelakang dari rumus ion-ion t e r s e b u t .

M i s a l n y a p a d a d i s o s i a s i Natrium klorida yang terjadi bila zat padatnya

dilarutkan dalam air dapat atakan dalam persamaan:

NaCl(s) ----> Na+(aq) + CI-(aq)

Kerapkali, untuk mudahnya huruf s dan aq dihilangkan saja.

Terbentuknya ion-ion dalam larutan tak hanya terbatas untuk senyawa ion saja. Banyak

juga zat berbentuk molekul yang bereaksi dengan air akan menghasilkan ion-ion

sehingga juga merupakan suatu elektrolit. Contohnya adalah HCI. Bila gas HCI

dilarutkan dalam air, akan terjadi reaksi sebagai berikut:


T E K N I K 3


4/8

HCI(g) + H20 H2O+(aq) + Cl-(aq)

Reaksi semacam ini biasanya disebut reaksi ionisasi karena menghasilkan ion-ion

yang sebelurnnva tak ada (Tetapi sering disebut sebagai disosiasi agar tak usah

menggunakan istilah yang berbeda untuk elektrolit ion dan molekul). Reaksi terjadi

karena adanya perpindahan proton atau ion hidrogen (H+) dan molekul HCI ke

molekul air menghasilkan ion hidronium H2O+ dan ion klorida (CI-). Sehingga walaupun

hidrogen klorida murni berada sebagai molekul yang kelistrikannya netral (cairan HCI tak

menghantarkan listrik) bila dilarutkan dalam air akan teqadi reaksi kimia dan

menghasilkan ion dan menjadi suatu elektrolit.

Seperti terlihat, ion hidronium merupakan sesuatu yang sangat penting untuk dibicarakan

pada reaksi kimia dalam lamtan air. Sangatlah berguna untuk menganggap ion hidronium

itu sebagai ion H+atau proton yang berasosiasi dengan molekul air. Kita dapat melakukan

hal ini karena bila ion hidronium bereaksi, akan dilepaskan protonnya dan yang tinggal

molekul air sebagai salah satu hasil reaksi. Sebetulnya H20 dari ion hidronium hanya

bertindak sebagai pembawa untuk ion H+. Karena itu ion hidronium sering ditulis sebagai H+,

dan kita sering membicarakan ion H30+sebagai ion hidrogen. Bila H20 dari H30+ ion

kita hilangkan, disosiasi HCI dapat ditulis sebagai berikut:

HCI(aq)4 H+(aq) + Cl-(aq)

Walaupun kita menulis hanya H+, harus selalu diingat bahwa paling sedikit satu tapi

mungkin ada beberapa lagi molekul H20 yang berasosi dengan proton ini dalam larutan


T E K N I K 4


5/8

Elektrolit Kuat dan Elektrolit Lemah

Dua contoh elektrolit yang dibicarakan diatas yaitu NaCl dan HCl, dalam larutan akan

terdisosiasi secara sempurna; 1 mol NaCl akan memberikan 1 mol Na+dan 1 mol Cl-,

demikian juga 1 mol HCl akan menghasilkan 1 mol ion H+dan 1 mol ion Cl-. Zat-zat

semacam NaCI dan HCI yang dalam larutan akan terdisosiasi sempurna disebut elektrolit

kuat.

Banyak juga zat-zat yang berbentuk molekul bila dilarutkan dalam air yang sama sekali

tak mempunyai kemampuan untuk terionisasi. Contohnya alkohol dan gula. Bila

senyawa-senyawa ini dilarutkan dalam air, molekul-molekulnya hanya bercampur

dengan molekul-molekul air membentuk larutan yang homogen, tetapi larutannya tak

mengandung ion-ion karena solutnya tak bereaksi dengan air. Karena solut ini tak

menghasilkan ion dalam larutan, larutannya tak menghantarkan listrik dan solut

semacam ini dinamakan non elektrolit.

Diantara elektrolit kuat dan nonelektrolit ada sejumlah senyawa yang disebut

elektrolit lemah. Senyawa-senyawa ini menghasilkan larutan yang menghantarkan

listrik, tetapi lemah sekali. Contohnya asam asetat CH3COOH suatu zat yang

membuat cuka rasanya asam. Bila elektroda dari alas konduktor dicelupkan ke dalam

larutan asam ini dari bola lampu hanya redup saja.

Dalam larutan asam asetat, hanya sebagian kecil dari molekul asam asetat yang

dihasilkan reaksi berikut ini berbentuk ion

CH3COOH (aq) CH3COO-(aq) + H+(aq)

MisaInya dalam larutan CH3COOH 1,0 M hanya kira-kira 0,42% yang bereaksi.

Sisanya masih tetap berbentuk molekul yang tak bermuatan.

Sangatlah penting untuk dibicarakan sebab dari keterbatasan dari derajat disosiasi

elektrolit lemah ini, karena hal ini akan mengabaikan hal-hal penting dari konsep

kimia, sehingga akan diuraikan dalam modul dibelakang.Pada larutan asam asetat, molekul-molekul CH3COOH secara tetap akan

bertumbukan dengan molekul air dan setiap tumbukan ada kemungkinan sebuah proton

dari molekul CH3COOH akan berpindah ke molekul air dan menghasilkan H+ serta

CH3COO- ion. Tapi dalam larutan ini ada juga pertemuan antara ion asetat dan ion

hidronium. Bila kedua ion ini bertemu, kemungkinan besar dari ion H+ akan melepaskan


T E K N I K 5


6/8

protonnya ke ion CH3COO-untuk membentuk kembali molekul-molekul CH3COOHdan

H20. Sehingga dalam larutan ini ada dua reaksi yang berjalan bersamaan

CH3COOH + H2O H+ + CH3COO-

H+ + CH3COO- CH3COOH + H2O

Biila kecepatan reaksi (1) untuk membentuk ion-ion sama dengan kecepatan reaksi (2)

yang menghilangkan ion-ion tersebut, maka konsentrasi masing-masing zat dalam

larutan tak akan berubah. Malah mulai saat ini konsentrasi masing-masing zat akan

tetap, walaupun bila kita teliti ada beberapa unit CH3COOH yang kadang-kadang

berbentuk ion CH3COO-, kadang-kadang sebagai molekul CH3COOH. . Keadaan

semacam ini disebut seimbang. Disebut keseimbangan dinamik karena dalam

larutan selalu terjadi perubahan tedadi dua rekasi: ion-ion bereaksi menjadi molekul

dan molekul bereaksi membentuk ion-ion.

Untuk menunjukkan adanya reaksi kesetimbangan dalam suatu reaksi, digunakan

dua tanda panah == > pada reaksi kimianya. Sehingga, kesetimbangan yang kita

bicarakar, ditulis sebagai berikut:

CH3COOH + H2O == > H+ + CH3COO-

Penggunaan panah dua arah ini menyatakan bahwa kecepatan reaksi dari kiri ke

kanan adalah sama dengan kecepatan reaksi dari kanan ke kiri. Dalam larutan

asam asetat kecepatan reaksi yang sama ini terjadi sewaaktu sedikit asam asetat

yang telah terionisasi. Dalam hal semacam ini dikatakan bahwa larutan asam asetat

kecil. Jadi keadaan setimbang yaitu perbandingan relatif antara pereaksi dan hasil

reaksi lebih kuat ke kiri berarti lebih banyak ke arah bentuk molekul. Dengan kata

lain hampir seluruh asam asetat berada dalam bentuk tak terionisasi.

Untuk elektrolit kuat seperti HCl, reaksi dari ion-ionnya untuk membentuk molekul

kemungkinannya tak ada. Bila ion H+ bertemu dengan ion Cl- dalam larutan, tak

terbentuk apa-apa. Sebab itu bila HCl dilarutkan dalam air, hanya reaksi ke kanan

yang terjadi dan segera seluruh HCl akan berubah menjadi ion-ion. Solut akan

terionisasi 100%. Bila kita menulis persamaan reaksi untuk elektrolit kuat dalam air, kita


T E K N I K 6


7/8

hilangkan tanda panah ke kiri karena reaksinya tak terjadi. Karena itu untuk reaksi HCl

ditulis

HCL(aq) + H2) H+ + Cl -(aq)

Konsep dari kesetimbangan dinamik sangatlah penting. Semua proses, baik kimia atau

fisika selalu akan bergerak ke arah kesetimbangan dan kita akan menggunakan konsep

ini dalam bab-bab yang akan datang untuk menganalisis perubahan fisika maupun reaksi

kimia

REAKSI ANTARA ION-ION

Banyak reaksi-reaksi kimia yang dilakukan dalam laboratorium, yang merupakan bagian

dalam pelajaran kimia, melibatkan elektrolit-elektrolit yang dilarutkan dalam air.Umumnya, reaksi-reaksi ini terjadi antara ion-ion yang ada dalam larutan, sebab itu

dapat disebut reaksi reaksi ion. Contoh yang khas adalah reaksi yang tedadi bila larutan

natrium klorida dan perak nitrat dicampur, yang diperlihatkan dalam. Ketika larutan yang

satu ditambahkan pada yang lain, suatu.endapan putih dari perak klorida terbentuk.

Bila larutan natrium klorida mengandung 1 mol NaCl dan larutan perak nitrat mengandung

1 mol AgNO3, Maka 1 mol AgCI akan terbentuk dan larutan akan menganduilg I

mol NaNO3 yang terlarut. Bila diinginkan, kita dapat memisahkan AgCI dari larutan

dengan jalan menyaring campuran. Bila filtrat, air yang jernih yang melalui kertascaring, diuapkan, yang tinggal adalah kristal NaNO3.

Persamaan kimia untuk perubahan yang terjadi adalah

AgNO,(aq) + NaCI(aq) AgC1(s) + NaNO,(aq)

Reaksi semacam ini, dimana terjadi pertukaran tempat dari anion dan kation dinamakan

metatesis atau perubahan rangkap, (Cl- menggantikan NO, - dan NO3 - menggantikan

CI-).

Persamaan di atas dinamakan persamaan molekuler, sebab semua pereaksi dan hasil

reaksi ditulis seolah-olah zat-zat tersebut berbentuk molekul. (Tentunya kamu telah

mengetahui bahwa zat-zat ionik dalam keadaan padat maupun larutan tak berbentuk

sebagai molekul. Dinamakan saja persamaan molekuler karena tak diperlihatkan

adanya ion-ion).

Penyajian yang lebih tepat dari reaksi ini seperti yang terjadi sesungguhnya didapat bila


T E K N I K 7


8/8

kita memperhatikan apa yang terjadi bila solut dilarutkan dalam air. Seperti telah

dibicarakan sebelumnya, tiap senyawa ion yang larut, pada larutan berada bukan dalam

bentuk molekul tapi sebagai ion-ion yang tersebar dalam pelarut. senyawa ini 100% akan

terdisosiasi. sebab itu, dalam air NaCl berada dalam bentuk ion Na +dan Cl-. Demikian

juga larutan AgNO3, berada sebagai ion Ag+ dan ion NO3 -. Bila kedua larutan

dicampur, eat padat AgCI terbentuk karena

bergabungnya ion Ag+dan ion CI-. Zat padat dalam larutan yang terbentuk karena reaksi

kimia dinamakan suatu endapan. Larutan yang ada setelah terbentuk AgCI hanya

mengandung ion Na+dan ion NO3-, jadi

adalah larutan Natrium Nitrat (NaNO3). Untuk menunjukkan zat-zat Yang seluruhnya

terdisosiasi dalam reaksi ini kita tulis persamaannya sebagai berikut:

Ag'(aq) + NO, -(aq) + Na-(aq) + C1 (aq) ---> AgCl(.Y) + Na'(aq) + NO3-(aq)

Persamaan ini disebut persamaan ionik dan didapat dengan menulis rumus dari tiap

elektrolit kuat yang larut dalam bentuk terdisosiasi dan. rumus "yang tak larut dalam

bentuk molekuler".

Bila diperiksa persamaan ionik dari reaksi ini, terlihat bahwa ion Na+ dan NO3 - tak

merigalami perubahan. Ion Na+dan NO3-yang sama tetap


T E K N I K 8

reaksi kimia dalam larutan air.pdf

Documents