Laporan Praktikum Kimia Dasar 1

REAKSI-REAKSI KIMIA

ABSTRAK

Dalam percobaan yang berjudul “Reaksi-Reaksi Kimia” bertujuan untuk mengamati reaksi kimia berlangsung atau terjadi dengan melihat perubahan-perubahannya. Prinsip yang digunakan pada percobaan ini adalah apabila penggabungan dua atau lebih zat dimana dalam penggabungan ini zat-zat tersebut akan menghasilkan perubahan yaitu perubahan warna, suhu, menghasilkan endapan, dan menghasilkan gas. Terjadinya suatu perubahan suhu atau perubahan panas dapat di amati melalui pengukuran suhu suatu reaksi. Perubahan warna dan terjadinya endapan dapat diamati secara langsung melalui pencampuran reaksi. Gas yang terjadi sebagai indikasi terjadinya reaksi dapat diamati secara langsung dari gelembung gas yang timbul terutama dari media reaksi yang berupa larutan ataupun dari gas berwarna yang dihasilkan. Kesimpulan yang dapat diambil adalah apabila suatu larutan dicampur dengan larutan lain dan pemanasan larutan akan menghasilkan suatu reaksi kimia. 

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Reaksi kimia adalah suatu proses dimana zat-zat baru yaitu hasil reaksi, terbentuk dari beberapa zat aslinya, yang disebut pereaksi. Biasanya suatu reaksi kimia disertai oleh kejadian-kejadian fisis, seperti perubahan warna, pembentukan endapan, atau timbulnya gas atau bisa juga reaksi kimia didefinisikan sebagai berikut. Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan perubahan senyawa kimia dari suatu zat menjadi zat lain dengan ditandai perubahan sifat dan bentuk. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut reaktan.

Teori reaksi kimia biasanya dikarakteristkan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan.

1.2. Tujuan Percobaan

Tujuan pada percobaan ini adalah mengamati reaksi kimia yang berlangsung atau terjadi dengan melihat perubahan-perubahan yang terjadi dalam setiap reaksi secara bertahap.

1.3. Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah dapat mengetahui reaksi dari larutan apa saja yang dapat membentuk endapan, gas, perubahan suhu dan perubahan warna, kemudian bagaimana tahapan-tahapan dari larutan tersebut sehingga dapat membentuk reaksi kimia yang sedang berlangsung.

TINJAUAN PUSTAKA

Reaksi pelarutan dan pengendapan, di mana zat padat masuk ke  dan keluar dari larutan dikenalkan dan didikusikan secara singkat yang melibatkan kesetimbangan antara spesies terlarut dan spesies dalam keadaan padat, sejajar dengan reaksi asam-basa dalam kepentingan praktis. Pelarutan dan pengendapan zat padat memungkinkan ahli kimia untuk mengisolasi produk tunggal dari campuran reaksi atau untuk memurnikan sampel padat yang tidak murni. Dengan memahami mekanisme reaksi ini para insinyur dapat mencegah pembentukan kerak air dalam ketel uap. Pelarutan dan pengendapan mengontrol pembentukan endapan mineral dan amat mempengaruhi ekologi sunga, danau, dan laut.

Kesetimbangan larutan mirip dengan kesetimbangan antarzat cair yang mudah menguap dalam bejana tertutup. Dalam kedua hal, partikel-partikel darifase pekat cenderung untuk keluar dan menyebar ke volume yang lebih luas, tetapi terbatas. Dalam kedua hal, kesetimbangan adalah kompromi dinamik dimana kecepatan keluar partikelnya partikel dari fasa pekat sama dengan kecepatan baliknya. Dalam kesetimbangan penguapan kondensai,  kita asumsikan bahwa uap diatas fasa pekat awalnya adalah gas ideal.  Asumsi kondensasi, kita asumsikan bahwa uap diatas fase pekat awalnya adalah gas ideal. Asumsi awal yang sama untuk reaksi pelarutan pengendapan adalah bahwa dan bawah larutan di atas zat padat yang tidak larut adalah larutan ideal. Larutan di mana cukup zat terlarut telah dilarutkan untuk mencapai kesetimbangan pelarutan-pengendapan antara zat padat dan bentuk terlarutnya disebut larutan jenuh.

Prinsip Le Chatelier diterapkan pada kesetimbangan ini, seperti juga prinsip ini diterapkan pada semua kesetimbangan. Satu cara untuk menekan kesetimbangan kelarutan adalah dengan mengubah jumlah pelarut. Penambahan pelarut menurunkan konsentrasi spesies terlarut; penambahan zat padat cenderung untuk mengembalikan konsentrasi spesies terlarut ke kesetimbangannya. Jika pelarut yang ditambahkan terlalu banyak maka semua zat padat akan larut, kemudian kesetimbangan kelarutan menurun, dan larutan menjadi tidak jenuh. Dalam kesetimbangan penguapan-kondensasi ini sesuai dengan penguapan sempurna fasa pekat. Pengambilan pelarut dari larutan yang sudah jenuh memaksa zat padat tambahan mengendap agar konsentrasi larutan tetap. Pelarut yang mudah menguap sering diambil dengan membiarkan saja larutan tidak tertutup sampai pelarutnya menguap. Jika kondisinya benar, zat padat akan terbentuk berupa kristal di dasar dan pinggir bejana.

Pengendapan terkontrol dengan memainkan kelarutan adalah teknik yang banyak digunakan untuk memurnikan produk reaksi dalam kimia sintetis. Reaksi sampingan dengan menghasilkan jumlah kotoran yang signifikan; kotoran lain masuk bersama material awal atau dimasukkan dengan sengaja untuk menaikkan kecepatan reaksi. Rekristalisasi, satu dari metode yang paling ampuh untuk pemurnian zat padat, didasarkan ats perbedaan antara kelarutan zat yan diinginkan dan kotorannya. Sebuah produk tidak murni dilarutkan dan diendapkan kembali, berulang kali jika perlu, dengan pengawasan yang hati-hati terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan. Memanipulasi larutan membutuhkan pemahaman kesetimbangan yang ada antara zat tidak tercampur dan larutannya.

Dalam rekristalisasi, sebuah larutan mulai mengendapkan sebuah senyawa bila larutan tersebut mencapai titik jenuh terhadap senyawa tersebut. Dalam pelarutan, pelarut menyerang zat padat dan mensolvatasinya pada tingkat partikel individual. Dalam pengendapan, terjadi kebalikannya: tarik menarik zat terlarut terjadi kembali saat zat terlarut meninggalkan larutan. Sering, tarik-menarik zat terlarut-pelarut tetap berlangsung selama proses pengendapan, dan pelarut bergabung sendiri ke dalam zat padat. Saat litium sulfat (Li₂SO₄) mengendap dalam air, satu molekul air ikut terbawa per satuan rumus:

2Li⁺(aq) + S(aq) + H₂O(l) → Li₂SO₄ H₂O(s)

Pelarut yang mempunyai ikatan longgar seperti ini dikenal dengan pelarut kristalisasi. Dengan melarutkan dan kemudian mengendapkan suatu senyawa dapat juga menghasilkan bahan dengan rumus kimia berbeda dan massa berbeda. Sebagai akibatnya, proses rekristalisasi untuk pemurnian produk hasil reaksi harus direncanakan dengan hati-hati.

Reaksi pelarutan-pengendapan seringkali mencapai kesetimbangan secara perlahan. Bisa diperlukan waktu berhati-hari atau bahkan berminggu-minggu untuk mengocok zat padat dalam pelarut sebelum larutan menjadi jernih. Terlebih lagi, larutan kadang-kadang  menjadi sangat jenuh, sebuah kondisi dimana konsentrasi zat padat terlarut melebihi nilai kesetimbangan. Larutan lewat-jenuh dapat bertahan berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun dan membutuhkan usaha yang luar biasa untuk membawanya ke kesetimbangan selalu ada. pencapaian kesetimbangan reaksi pelarutan-pengendapan yang umumnya sangat sulit berlawanan dengan cepatnya reaksi asam-basa dalam mencapai kesetimbangan.

Jika sebuah zat padat ionik seperti CsCl larut dalam air, maka akan terpecah menjadi ion yang bergerak berjauhan satu dengan yang lain dan menjadi terselubungi oleh molekul air. Ion yang terhidratasi ditunnjukkan dalam persamaan kimia untuk kesetimbangan kelarutan. Dengan demikian,

CsCl ↔ Cs⁺(aq) + Cl^-(aq)

Menunnjukkan bahwa partikel terlarut adalah ion. Untuk garam yang sangat larut, konsentrasi ion dalam larutan air yang jenuh sangat tinggi sehingga larutan menjadi sangat tidak ideal. Ada banyak penggabungan antara ion-ion dalam larutan, yang menghasilkan pasangan sementara ion dengan muatan yang berlawanan dan juga dalam kelompok yang lebih besar.

Sebagai contoh, pasangan garam perak klorida yang dapat larut menghasilkan kesetimbangan berikut jika dimasukkan dalam air:

AgCl(s) ↔ Ag⁺(aq) + Cl^-(aq)

Hukum kesetimbangan untuk reaksi ini adalah:

(Ag⁺)(Cl^-) = K_sp

Dimana subskrip “sp” berarti hasil kelarutan, yang membedakan K sebagai yang mengacu kepada pelarutan zat padat ionik yang sedikit larut dalam air. Pada 25^oC, K_sp mempunyai nilai 1,6 x 10^-20  untuk perak klorida. Dalam rumus hasil kali kelarutan AgCl, konsentrasi kedua ion yang dihasilkan dipangkatkan satu karena koefisiennya adalah 1 dalam persamaan kimia. Zat padat AgCl tidak muncul dalam rumus kesetimbangan: jumlah zat padat AgCl murni tidak mempengaruhi kesetimbangan selama zat padat ini tersedia. Jika zat padat tidak ada, kemudian hasil kali kedua konsentrasi tidak lagi dipengaruhi oleh hasil kali kelarutan.

Kelarutan molar garam dalam air tidak sama dengan tetapan hasil kali kelarutan, tetapi terdapat hubungan sederhana di antara keduanya. Sebagai contoh, marilah kita mendefinisikan S sebagai kelarutan molar AgCl(s) dalam air pada 25^oC.

Larutan dapat didefinisikan sebagai phase yang homogen yang mengandung lebih dari 1 komponen. Jadi tiap-tiap dari larutan itu mempunyai komposisi kimia dan sifat-sifat fisika yang sama. Bila sistem hanya terdiri dari 2 zat maka disebut larutan biner, misalnya alkohol dalam air. Zat yang ada dalam jumlah disebut zat pelarut, sedang zat yang ada dalam jumlah yang lebih kecil disebut zat yang terlarut. Kebanyakan kelarutan suatu zat dalam zat yang lain adalah terbatas (misalnya benzene dalam air). Hanyalah zat-zat yang mempunyai struktur dan sifat-sifat kimia yang hampir bersamaan dapat larut dengan tidak terbatas.

Secara praktek kita ketahui bahwa reaksi-reaksi kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Kita mempercepat reaksi biokimia tertentu dengan meningkatkan suhu, misalnya pada pemasakan makanan. Di lain pihak, kita memperlambat beberapa reaksi dengan menurunkan suhu, seperti halnya pendinginan atau pembekuan makanan untuk mencegah pembusukan. Sekarang kita mempunyai penjelasan mengenai pengaruh suhu terhadap laju reaksi. Peningkatan suhu meningkatkan fraksi meningkat yang memiliki energi melebihi energi aktirasi. Faktor tersebut begitu penting, sehingga untuk banyak reaksi mengakibatkan peningkatan laju reaksi menjadi 2 kali atau 3 kali semula dengan meningkatnya suhu hanya 10^oC.

Sejauh ini kita hanya membahas kasus-kasus dimana suatu garam tunggal yang sedikit larut mencapai kesetimbangan dengan komponen bentuknya dalam air. Konsentrasi relatif dari kation dan anion dalam larutan seperti ini tergantung jumlah mol relatifnya dalam garam awal. Dengan demikian, jika AgCl dilarutkan, jumlah mol ion Ag⁺ dan ion Cl yang dihasilkan sama, dan jika Ag₂SO₄ dihasilkan. Hubungan hasil kali kelarutan seperti

(Ag⁺Cl^-) = K_sp

Lebih umum daripada ini dan berlangsung terus dalam tekanan, meskipun jumlah kimia relatif dari kedua ion dalam larutan berbeda dengan yang ada dalam senyawa zat padat murninya. Keadaan seperti ini sering dihasilkan jika dua larutan dicampur untuk menhasilkan endapan atau jika garam lain ada yang mengandung ion yang sama dengan garam yang sedang diteliti.

Aggap sebuah larutan disiapkan dengan mencampur suatu garam yang dapat larut, seperti AgNO₃, dengan larutan kedua seperti NaCl. Apakah akan terbentuk endapan perak klorida yang sedikit larut? Untuk menjawab pertanyaan ini koefisies Q yang didefinisikan dengan hubungannya dengan kesetimbangan gas.

DAFTAR PUSTAKA

Achmadi, Suminar. 1987. Kimia Dasar. Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama

Respati. 1992.Dasar-dasar Ilmu Kimia. Yogyakarta: Rineka Cipta

Oxtoby, David W dkk. 2001. Kimia Modern. Yogyakarta: Rineka Cipta