Halaman
75Rumus dan Persamaan KimiaC.Persamaan KimiaKajian utama dalam ilmu Kimia adalah mempelajari perubahan materiatau reaksi kimia. Agar reaksi kimia yang terjadi mudah dikomunikasikan,digunakan lambang dan zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia yangdinyatakan dalam bentuk persamaan kimia atau persamaan reaksi.1.Persamaan ReaksiPersamaan reaksi didefinisikan sebagai persamaan yang menyatakankesetaraan jumlah zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia dengan menggunakanrumus kimia. Dalam reaksi kimia terdapat zat-zat pereaksi dan zat-zat hasilreaksi. Dalam menuliskan persamaan reaksi, rumus kimia pereaksidituliskan di ruas kiri dan rumus kimia hasil reaksi dituliskan di ruaskanan. Antara kedua ruas itu dihubungkan dengan anak panah (⎯⎯→)yang menyatakan arah reaksi kimia.Contoh:Logam magnesium bereaksi dengan gas klorin membentuk magnesiumklorida. Tuliskan persamaan reaksinya.Persamaan reaksinya adalah Mg + Cl2⎯⎯→MgCl22.Menyetarakan Persamaan ReaksiTinjau reaksi antara logam natrium dan gas klorin. Berdasarkanpercobaan, dalam reaksi tersebut dihasilkan natrium klorida denganrumus kimia NaCl. Bagaimana persamaan reaksinya?Suatu persamaan reaksi dikatakan benar jika memenuhi hukum kimia,yaitu zat-zat yang terlibat dalam reaksi harus setara, baik jumlah zat maupunmuatannya. Sebelum menuliskan persamaan reaksi yang benar, tuliskandulu persamaan kerangkanya. Persamaan kerangka untuk reaksi ini adalahNa + Cl2⎯⎯→ NaClApakah persamaan sudah setara jumlah atomnya? Persamaan tersebutbelum setara sebab pada hasil reaksi ada satu atom klorin, sedangkanpada pereaksi ada dua atom klorin dalam bentuk molekul Cl2. Untukmenyetarakan persamaan reaksi, manakah cara berikut yang benar?a.Mengubah pereaksi menjadi atom klorin, persamaan menjadi:Na + Cl ⎯⎯→ NaCIb.Mengubah hasil reaksi menjadi NaCl2, dan persamaan menjadi:Na + Cl2⎯⎯→ NaCl2Kedua persamaan tampak setara, tetapi kedua cara tersebut tidak benar,sebab mengubah fakta hasil percobaan.Gas klorin yang direaksikan berupa molekul diatom sehingga harustetap sebagai molekul diatom. Demikian pula hasil reaksinya berupa NaClbukan NaCl2. Jadi, kedua persamaan reaksi tersebut tidak sesuai HukumPerbandingan Tetap.Cara yang benar untuk menyetarakan persamaan reaksi adalah denganmenambahkan bilangan di depan setiap rumus kimia dengan angka yangsesuai. Bilangan yang ditambahkan ini dinamakan koefisien reaksi. Jadi,cara yang benar untuk menyetarakan persamaan reaksi adalah dengancara menentukan nilai koefisien reaksi. Adapun langkah-langkahnyaadalah sebagai berikut.Gambar 4.5Reaksi kimia di laboratorium dinyatakandengan persamaan reaksi agar mudahdipelajari.Sumber:Dokumentasi PenerbitPenulisan persamaan reaksi harustunduk pada hukum-hukum dasar: •Hukum kekekalan massa (jumlahzat) •Hukum perbandingan tetap(rumus kimia) •Sifat-sifat listrik (muatan)The writing of reaction equation has toallow to the law:•Law of conservation of mass•Law of definite proportion•Electrical propertiesNoteCatatan
76Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas Xa.Oleh karena ada dua atom Cl yang bereaksi maka bubuhkan angka2 di depan NaCl. Persamaan kerangka menjadi:Na + Cl2⎯⎯→2NaClb.Jumlah atom Cl di sebelah kiri dan kanan persamaan sudah setara(ruas kiri dan kanan mengandung 2 atom Cl).c.Di ruas kanan jumlah atom Na menjadi 2, sedangkan ruas kiri hanya1 atom. Untuk menyetarakannya, tambahkan angka 2 di depanlambang unsur Na sehingga persamaan menjadi:2Na + Cl2⎯⎯→2NaClDengan cara seperti itu, jumlah atom di ruas kiri sama dengan diruas kanan. Dengan demikian, persamaan reaksi sudah setara.1.Definisikan dengan kalimat Anda sendiri apa yang dimaksud koefisien reaksi.2.Rangkum dengan kalimat sendiri langkah-langkah menyetarakan persamaan reaksi.Kegiatan InkuiriPersamaan reaksi tersebut belum lengkap sebab belum mencantumkanwujud atau fasa zat yang terlibat dalam reaksi kimia. Menurut aturanIUPAC, penulisan fasa atau wujud zat dalam persamaan reaksi sejajardengan rumus kimianya. Adapun aturan lama fasa dituliskan sebagai indeksbawah. Untuk melengkapinya, gunakan lambang-lambang berikut.a.Tambahkan huruf (g), singkatan dari gas untuk zat berupa gas.b.Tambahkan huruf (A), singkatan dari liquid untuk zat berupa cair.c.Tambahkan huruf (s), singkatan dari solid untuk zat berupa padat.d. Tambahkan huruf (aq), singkatan dari aqueous untuk zat berupalarutan.Dengan demikian, persamaan reaksi tersebut dapat ditulis secaralengkap menjadi:2Na(s) + Cl2(g) ⎯⎯→2NaCl(s)Berikut ini beberapa persamaan reaksi kimia yang sudah setara danlengkap.Na2O(s) + SO3(g)⎯⎯→Na2SO4(s)NaOH(aq) + HCl(aq)⎯⎯→NaCl(aq) + H2O(A)CaCO3(s) + 2HCl(aq)⎯⎯→CaCl2(aq) + H2O(A) + CO2(g)NaHCO3(s) + HCl(aq)⎯⎯→NaCl(aq) + H2O(A) + CO2(g)Persamaan ReaksiMenyetarakan Persamaan Reaksi SederhanaGas nitrogen bereaksi dengan gas oksigen menjadi gas dinitrogen tetroksida.Tuliskan persamaan reaksinya.JawabLangkah I: tuliskan persamaan kerangkanya.N2 + O2⎯⎯→ N2O4SekilasKimiaLavoisier, mengemukakanprinsip kekekalan materi pada1789. Lavoisier adalah orangpertama yang menunjukkan prinsipini secara giat.Sumber:ironorchid.comContoh 4.6Antoine Lavoisier(1743–1794)Pada reaksi:a Cl2 + b NaOH→c NaCl + d NaClO + eH2OHarga a, b, c, d, dan e berturut-turutadalah ....A.1, 2, 2, 5, 6D.3, 1, 3, 5, 6B.3, 3, 1, 5, 6E.3, 5, 3, 1, 6C.1, 2, 1, 1, 1PembahasanSetarakan dulu atom yang tidak seringmuncul, yaitu H. Kemudian,menyetarakan atom Na, O, dan Cl yangsering muncul.Penyetaraan H:Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2OPerhatikan jumlah atom pada keduaruas sama.Semua atom yang terlibat dalampersamaan reaksi di atas sudah setarasehingga tidak perlu lagi merubahkoefisien reaksi atom lain. Jadi,persamaan reaksinya:Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2OHarga a, b, c, d, dan e berturut-turutadalah 1, 2, 1, 1, 1 (C)Ebtanas 2000AtomRuas KiriRuas KananNaHOCl22221 + 121 + 11 + 1Mahir Menjawab
77Rumus dan Persamaan KimiaAtomONPenyetaraanRuas kiri × 2–Ruas Kiri22Ruas Kanan42Langkah II: setarakan persamaan kerangka dengan menentukan koefisienreaksinya.Persamaan reaksinya menjadi: N2 + 2O2⎯⎯→ N2O4Periksa apakah jumlah atom pada kedua ruas sama. Jika sudah setara, lengkapifasanya.N2(g) + 2O2(g) ⎯⎯→ N2O4(g)Kata Kunci•Aqueous•Cair (liquid)•Gas•Padat (solid)Menyetarakan Persamaan Reaksi Agak RumitGas butana, C4H10 digunakan sebagai bahan bakar untuk kompor gas. Tuliskanpersamaan reaksi pembakarannya.JawabPembakaran artinya mereaksikan zat dengan gas oksigen. Jika pembakaransempurna akan terbentuk gas karbon dioksida dan uap air.Persamaan kerangkanya:C4H10 + O2⎯⎯→ CO2 + H2OSetarakan dulu atom yang tidak sering muncul. Dalam hal ini adalah C atau Hsehingga dapat disetarakan bersamaan.Jika C dan H sudah setara, selanjutnya adalah menyetarakan atom O yang seringmuncul.Penyetaraan C: C4H10 + O2⎯⎯→ 4CO2 + H2OPenyetaraan H: C4H10 + O2⎯⎯→ 4CO2 + 5H2OPenyetaraan O: C4H10 + 132 O2⎯⎯→ 4CO2 + 5H2OUntuk menyatakan persamaan reaksi, koefisien harus bilangan bulat (kecuali untukperhitungan).Jadi, persamaan reaksi pembakaran gas butana:2C4H10(g) + 13O2(g) ⎯⎯→ 8CO2(g) + 10H2O(g)Periksa apakah persamaan sudah setara?Jadi, persamaan di atas sudah setara.AtomCHORuas Kiri82026Ruas Kanan82016+10Contoh 4.73.Contoh-Contoh Reaksia.Reaksi PenguraianReaksi penguraian adalah suatu reaksi senyawa tunggal terurai menjadidua atau lebih zat yang baru.Contoh:Jika amonium klorida dipanaskan maka akan terurai menjadi amoniadan asam klorida. Persamaan reaksinya:NH4Cl(s) ⎯⎯→ NH3(g) + HCl(g)
78Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas Xb.Reaksi PenggabunganReaksi penggabungan adalah reaksi dimana dua buah zat atau lebihbergabung membentuk satu jenis zat yang baru.Contoh:Di atmosfir gas nitrogen dan gas hidrogen dapat bereaksi membentukamonia dengan bantuan petir. Persamaan reaksinya:N2(g) + 3H2(g)⎯⎯→2NH3(g)c.Reaksi PendesakanReaksi pendesakan atau disebut juga reaksi pertukaran tunggal adalahreaksi dimana suatu unsur menggantikan posisi unsur lain dalam suatu senyawa.Contoh:Jika logam seng dicelupkan ke dalam larutan tembaga(II) sulfat akanmenggantikan posisi tembaga. Persamaan reaksinya:Zn(s) + CuSO4(aq) ⎯⎯→ Cu(s) + ZnSO4(aq)d. Reaksi MetatesisReaksi metatesis atau reaksi pertukaran ganda adalah reaksi kimiayang melibatkan pertukaran antar ion-ion dalam senyawa yang bereaksi.Contoh:Larutan natrium sulfat bereaksi dengan barium nitrat membentukendapan putih dari barium sulfat. Persamaan reaksinya:Na2SO4(aq) + Ba(NO3)2(aq) ⎯⎯→ 2NaNO3(aq) + BaSO4(s)Penggolongan ReaksiGolongkan reaksi berikut menurut jenisnya:a.2KClO3(s) ⎯⎯→ 2KCl(s) + 3O2(g)b.2Na(s) + H2SO4(g) ⎯⎯→ Na2SO4(aq) + H2(g)c.2NaI(aq) + Cl2(g) ⎯⎯→ 2NaCl(aq) + I2(aq)Jawaba.Reaksi penguraianb.Reaksi pendesakanc.Reaksi metatesisContoh 4.8Kerjakanlah di dalam buku latihan.1.Ion natrium direaksikan dengan ion klorida membentuknatrium klorida. Tuliskan persamaan reaksinya.2.Logam magnesium direaksikan dengan gas fluorinmembentuk magnesium fluorida. Tuliskan persamaanreaksinya.3.Setarakan persamaan reaksi berikut dan lengkapifasanya.a.Air dielektrolisis menjadi gas hidrogen dan gasoksigen.b.Di atmosfir gas ozon berubah menjadi gas oksigenakibat freon.Tes Kompetensi SubbabCSekilasKimiaPupuk KimiaPupuk nitrogen mengandung garamnitrat (NO3–), garam amonium (NH4+) dansenyawa lainnya. Tanaman dapatmenyerap langsung nitrogen dalambentuk nitrat, tetapi garam amoniumdan amonia (NH3) harus dikonversikandulu menjadi nitrat melalui kerja bakteritanah. Bahan dasar pupuk nitrogenadalah amonium yang dibuat dari reaksipenggabungan antara hidrogen dannitrogen3H2(g) + N2(g)→2NH3(g)Dalam bentuk cairnya, amonia dapatterserap langsung dalam tanah.Sumber:Chemistry, 1994
79Rumus dan Persamaan KimiaRangkuman1. Tata nama senyawa biner dilakukan dengan caramenuliskan nama kedua unsur pembentuknya secaraberurutan sesuai dengan urutan penulisan pada rumuskimia, ditambah akhiran ‘ida’ pada nama unsur kedua.2. Tata nama senyawa poliatom yang mengandungoksigen didasarkan pada jumlah atom oksigen. Jumlahatom oksigen paling banyak diberi akhiran ‘at’,sedangkan yang sedikit diberi akhiran ‘it’.3. Tata nama senyawa organik didasarkan pada jumlahatom karbonnya dan diberi akhiran ‘ana’ untuksenyawa ikatan tunggal, ‘ena’ untuk senyawaberikatan rangkap dua, dan ‘una’ untuk senyawarangkap tiga.4. Dalam Ilmu Kimia, semua senyawa dituliskanmenggunakan rumus (formula) kimia. Rumus kimiaadalah ungkapan suatu zat menggunakan lambang-lambang unsur pembentuk senyawa dan perbandinganrelatif atom-atom unsur yang menyusun senyawa itu.5. Rumus kimia senyawa berupa molekul menunjukkanrumus molekul senyawa bersangkutan, yakni rumusyang menggambarkan jumlah dan jenis atom unsuryang membentuk molekul senyawa itu.6. Rumus kimia paling sederhana yang ditemukan secarapercobaan di laboratorium dinamakan rumus empiris.Rumus kimia sesungguhnya merupakan kelipatanbilangan bulat dari rumus empirisnya.7. Rumus kimia senyawa ionik dinyatakan dengan satuanrumus, yaitu gugusan atom atau ion yang dilambang-kan secara eksplisit di dalam rumus kimianya.8. Untuk menyatakan reaksi kimia yang terjadi, zat-zatyang terlibat dalam reaksi ditulis dalam bentukpersamaan kimia. Persamaan kimia menyatakankesetaraan jumlah zat-zat yang bereaksi dan jumlahzat-zat hasil reaksi. Penulisan zat tersebut menggunakanlambang unsur atau rumus kimia.9. Umumnya reaksi-reaksi kimia digolongkan menurutjenisnya, yaitu: (a) reaksi penggabungan; (b) reaksipenguraian; (c) reaksi pendesakan (reaksi pertukarantunggal); dan (d) reaksi metatesis (reaksi pertukaranganda).c.Natrium karbonat dicampurkan dengan asamklorida menjadi natrium klorida, air, dan gaskarbondioksida.d.Alkohol (C2H6O) dibakar menjadi gas karbondioksida dan uap air.4.Golongkan reaksi-reaksi berikut ke dalam jenisreaksinya dan setarakan jika belum setara.a.CH4(g) + O2(g)⎯⎯→CO2(g) + H2O(g)b.Cl2O7(g) + H2O(A) ⎯⎯→2HClO4(aq)c.CaCO3(s) ⎯⎯→CaO(s) + CO2(g)d.Br2(A) + H2O(A) ⎯⎯→HBr(aq) + HBrO(aq)e.SO3(g)+ H2O(A) ⎯⎯→H2SO4(aq)
80Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XmengalamiSenyawa KimiaTata namaAnorganikOrganikAlkanaAlkenaAlkunaBinerPoliatomReaksiRumus kimiaPenguraianPenggabunganPendesakanMetatesisterdiri atasterdiri atasmemilikimemilikiterdiri atasterdiri atasRumusempirikMassamolekulrelatifRumusmolekulmenghitungcontohPeta KonsepApakah Anda merasa kesulitan dalam mempelajariBab 4 ini? Bagian manakah dari materi bab ini yang tidakAnda kuasai? Jika Anda merasa kesulitan, diskusikandengan teman atau guru kimia Anda.Mempelajari rumus dan persamaan kimia dapatmemudahkan dalam menerapkan aturan tata nama padasenyawa kimia, baik senyawa anorganik maupun senyawaRefleksiorganik serta menentukan rumus molekulnya. Kemudian,Anda juga dapat menuliskan persamaan reaksi kimiayang dapat memudahkan mempelajari suatu reaksi kimiasecara umum dan dapat membantu Anda dalammengembangkan logika berpikir .Bagaimana menurut Anda manfaat lainnya darimempelajari rumus dan persamaan kimia?