Reaksi Kimia

Pendahuluan

Ingatkah kalian bagaimana tumbuhan hijau membuat makanan sendiri?
Ya, tumbuhan hijau melakukan proses reaksi kimia yang dikenal dengan fotosintesis untuk membuat makanan. Dengan bantuan cahaya matahari, tumbuhan hijau mampu mengubah gas karbondioksida (CO₂) dan air (H₂O) menjadi senyawa glukosa (C₆H₁₂O₆) dan gas Oksigen (O₂) yang dilepas ke udara. Reaksi tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

Mengapa proses fotosintesis tersebut termasuk reaksi kimia? Ya, karena dalam proses fotosintesis tersebut terjadi perubahan zat yang menghasilkan zat yang jenisnya baru dan berbeda dengan senyawa asalnya.

Pengertian Reaksi Kimia

Reaksi kimia adalah proses perubahan kimia antara zat-zat pereaksi (reaktan) yang berubah menjadi zat-zat hasil reaksi (produk). Pada reaksi kimia, suatu zat berubah menjadi satu atau lebih zat lain, yang jenisnya baru.

Ketika anda mempelajari tentang unsur anda tentu sudah tahu terlebih dulu tentang lambang-lambang kimia sebuah unsur. Nah, untuk memudahkan mempelajari materi reaksi kimia terlebih dahulu harus memahami bagaimana penulisan reaksi kimia.

Contoh : Untuk menuliskan reaksi kimia yang terjadi ketika bongkahan batu kapur yang dimasukkan ke dalam air dan kemudian air menjadi panas. 

 

 

 

Untuk menuliskan reaksi yang terjadi antara kapur tohor CaO_(s) dengan air  H₂O_(l) adalah sebagai berikut:

 

 

 

Hasil dari proses reaksi kimia tersebut adalah Ca(OH) atau kalsium hidroksida sukar larut dalam air dan apabila didiamkan maka akan tampak endapan/padatan putih di dasar bejana.

Penjelasan symbol-simbol dalam reaksi kimia:

     

 

 

Koefisien Reaksi

Dalam menuliskan suatu reaksi kimia kita juga harus memperhatikan jumlah angka di sebelah kiri pereaksi (reaktan) dan hasil reaksi (produk). Angka tersebut disebut koefisien  yang menunjukkan jumlah masing-masing atom yang berperan dalam reaksi.  Massa zat sebelum dan sesudah reaksi juga tidak berubah selama reaksi kimia berlangsung.

Contoh:

 

    

Larutan timbal(II) nitrat direaksikan dengan kalium iodida yang larut dalam air menghasilkan padatan timbal(II) iodida yang berwarna kuning dan cairan kalium nitrat.

 

Dalam reaksi kimia jumlah atom yang menyusun zat tidak ada yang hilang, hanya disusun ulang; jadi untuk reaksi seperti tersebut diatas dapat digambarkan sebagai berikut:

 

 

 

Bagaimana menentukan koefisien reaksi dari sebuah reaksi kimia?

Apabila diberikan contoh tentang dibakarnya pita magnesium sehingga dihasilkan berupa padatan magnesium oksida (putih)

 

Tahap I
Menentukan letak pereaksi (reaktan) di sebelah kiri dan produk hasil reaksi  di sebelah kanan dari tanda panah.

 

 

Pereaksinya adalah Mg (Magnesium) dalam bentuk solid/padat dan O₂ (Oksigen) dalam bentuk gas; ingat proses pembakaran perlu oksigen. Hasil reaksi (produk) berupa MgO (magnesium oksida).

 

Tahap II

Menyetarakan atom dalam persamaan. Dari persamaan reaksi tersebut jumlah atom magnesium reaktan sudah sama dengan jumlah atom magnesium hasil reaksi (produk). Nah untuk atom oksigen belum sama. Padahal oksigen merupakan atom diatomic, yaitu setiap molekulnya mengandung 2 atom oksigen.

 

 

 

Tahap III

Apabila rumus kimia sudah benar namun belum seimbang setelah dilihat jumlah atomnya maka langkah selanjutnya adalah menyetarakan koefisien di depan zat reaktan atau produk.
Apabila dari contoh reaksi tersebut kita tambahkan angka 2 di depan zat hasil reaksi (MgO) untuk menyetarakan jumlah Oksigennya maka reaksi kimianya menjadi:

 

 

 

Namun jumlah Mg di sebelah kiri masih berjumlah 1, maka apabila ditambahkan angka 2 di depan Mg reaktan reaksi kimia dapat ditulis menjadi :

 

 

 

sekarang dapat dilihat dalam tabel:

 

 

 

Reaksi tersebut disebut setimbang dimana jumlah atom reaktan dan produk (hasil reaksi) sama dan disebut persamaan reaksi setara.

 

Ciri-ciri Reaksi Kimia

Untuk membuktikan terjadinya reaksi kimia dari suatu proses kimia kita dapat melihat gejala yang menyertai misalnya:

 

1. Pembentukan endapan

Larutan timbal (II) nitrat direaksikan dengan larutan kalium iodida menghasilkan padatan timbal (II) iodida dan larutan kalium nitrat

 

 

 

 

 

2. Pembentukan gas

Pembentukan gas biasanya menunjukkan, bahwa reaksi sedang berlangsung. Reaksi pembentukan gas ditandai dengan adanya gelembung-gelembung udara jika reaksi berlangsung sebagai larutan, atau bau yang tercium ataupun tampak asap yang keluar dari sebuah reaksi dan mengembangnya suatu reaktan.
Contoh:

1.    Pada proses pembuatan kue, penambahan soda kue menyebabkan adonan kue menjadi mengembang. Soda kue menghasilkan gas karbon dioksida (CO₂) yang menyebabkan kue mengembang.

2.    Reaksi antara batu marmer dengan larutan asam klorida menghasilkan gas hidrogen (H₂).

3.    Logam stronsium atau barium yang dimasukkan ke dalam air, menghasilkan gas hidrogen (H₂).

 

 

 

3. Perubahan warna

Seperti  halnya perubahan endapan, perubahan warna juga mudah untuk diamati sebagai individu terjadinya reaksi kimia  
Contoh :

1.    Larutan timbal (II) nitrat direaksikan dengan larutan kalium iodida menghasilkan padatan  timbal (II) iodida yang berwarna kuning dimana awalnya kedua larutan adalah bening.

2.    Perubahan warna besi ketika berkarat menjadi coklat.

3.    Tembaga yang berwarna kuning berubah menjadi hijau ketika berkarat.

4.    Glukosa (bening) jika ditetesi larutan benedict dan dipanaskan akan berwarna jingga dan kemudian menjadi merah bata ketika didinginkan 

 

 

4. Perubahan suhu

Reaksi kimia terkadang ditandai dengan adanya perubahan suhu. Suhu yang terjadi bisa menjadi lebih tinggi atau rendah. Reaksi kimia yang disertai kenaikan suhu disebut dengan reaksi eksotermis. Sebaliknya reaksi yang disertai penurunan suhu disebut dengan reaksi endotermis.
Contoh:

1.    Reaksi antara karbid (CaC₂) dengan air menghasilkan suhu yang sangat tinggi dan gas asetilena (C₂H₂) sehingga dapat digunakan untuk melelehkan besi yang sangat keras.

2.    Reaksi antara batu kapur dengan air.

3.    Reaksi yang memerlukan panas terjadi pada reaksi fotosintesis sebagai reaksi endoterm, karena pada reaksi ini terjadi penurunan suhu.

 

Jenis-jenis Reaksi Kimia

Pada dasarnya reaksi kimia yang terjadi itu bermacam-macam jenisnya, maka untuk memudahkan dalam mempelajarinya kita dapat mengelompokkan berdasarkan bagaimana cara atom tersusun kembali pada hasil reaksi kimia. Beberapa jenis-jenis reaksi kimia tersebut adalah:

a.    Reaksi pembakaran

b.    Reaksi kombinasi

c.    Reaksi penguraian

d.    Reaksi penggantian

e.    Reaksi metatesis

 

A. Reaksi Pembakaran

 

Merupakan reaksi antara suatu zat dengan  oksigen menghasilkan zat yang jenisnya baru dan panas. Reaksi pembakaran juga dapat menimbulkan api, ledakan, atau hanya menimbulkan pendar.
Pembakaran bahan bakar pada umumnya menghasilkan gas karbon dioksida, uap air dan sejumlah energi.
Contoh misalnya pembakaran bahan bakar di mesin kendaraan bermotor.

   Pentana dibakar menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air

 

 

B. Reaksi Kombinasi

 

Reaksi kombinasi sering disebut juga dengan reaksi reduksi-oksidasi atau reaksi redoks yang merupakan unsur bebas.
Dalam reaksi oksidasi dapat dijumpai ketika dua atau lebih reaktan menjadi zat baru.

 

Contoh reaksi penggabungan misalnya pada reaksi antara besi dengan belerang (sulfur) yang  menghasilkan senyawa besi sulfida dan seng dengan belerang dipanaskan menjadi seng sulfida.

Reaksi Oksidasi juga berlangsung pada proses respirasi yaitu proses oksidasi glukosa dalam tubuh makhluk hidup.

Reaksi Reduksi terjadi ketika suatu zat kehilangan oksigen. Reaksi ini biasanya digunakan untuk mengekstrak logam dari bijihnya.

 

 

C. Reaksi Penguraian

Dalam reaksi penguraian yang terjadi adalah kebalikan dari reaksi penggabungan. Dimana suatu zat terurai menjadi dua atau lebih zat baru.

Contoh reaksi penguraian misalnya pada proses elektrolisis air menjadi gas hidrogen dan gas oksigen dengan menggunakan listrik, reaksinya sebagai berikut:

 

 

 

D. Reaksi Penggantian

Reaksi penggantian dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu reaksi penggantian tunggal dan reaksi penggantian rangkap.

1.    Reaksi penggantian tunggal terjadi apabila sebuah unsur menggantikan kedudukan unsur  lain dalam suatu reaksi kimia, contoh

Misalnya pada reaksi antara kawat tembaga yang dicelupkan ke dalam larutan perak nitrat. Karena tembaga lebih aktif dari pada perak, maka tembaga mengganti kedudukan perak  membentuk larutan tembaga (II) nitrat yang berwarna biru.

        

 

2.    Reaksi penggantian rangkap dapat terjadi pada penggantian ion antar atom atau senyawa misalnya pada proses reaksi antara asam klorida (HCl) dengan natrium hidroksida (NaOH) akan menghasilkan garam dapur (NaCl) dan air (H₂O).

 

 

E. Reaksi Metatesis, terdiri dari:

• reaksi pengendapan; suatu proses reaksi yang membentuk endapan, seperti pada reaksi antara timbal (II) nitrat dan kalium iodida menghasilkan endapan berwarna kuning timbal (II) iodida dan larutan kalium nitrat

• reaksi netralisasi; adalah merupakan reaksi antara asam dan basa yang menghasilkan garam dan air

        

 

• reaksi pembentukan gas; adalah reaksi kimia yang pada produknya dihasilkan gas misalnya :
• pada proses fermentasi yang melibatkan mikroorganisme, yaitu ragi. Pada pembuatan roti, ragi yang ditambahkan pada adonan akan menyebabkan adonan roti mengembang. Karena terbentuknya gas karbon dioksida ketika soda kue (NaHCO₃) ditambahkan ke adonan dan proses pemanggangan mengakibatkan sel ragi mati, maka proses fermentasi berhenti.
• logam besi dapat bereaksi cepat dengan asam klorida (HCl) membentuk besi (II) klorida (FeCl₂) dan gas hidrogen (H₂)

 

Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi Kimia

Berlangsungnya proses reaksi kimia tentu membutuhkan waktu. Beberapa reaksi kimia dapat terjadi dalam waktu yang singkat namun sebagian reaksi kimia lainnya membutuhkan waktu yang lama. Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi:

 

A. Suhu

 

Semakin tinggi suhu dalam proses reaksi kimia makin cepat partikel pereaksi bergerak. Semakin tinggi suhu maka energi partikel pereaksi pun semakin bertambah, sehingga tumbukan antar partikel pun semakin sering terjadi, maka dengan bertambahnya suhu reaksi kimia semakin cepat berlangsung.

 

 

 

B. Katalisator

 

Katalisator adalah senyawa yang dapat mempercepat  reaksi. Senyawa yang memperlambat reaksi disebut inhibitor. Dalam prosesnya katalis ikut relibat dalam reaksi kimia, tetapi dihasilkan kembali pada akhir reaksi. Dalam tubuh makhluk hidup katalisator dalam disebut enzim.

 

 

 

Reaktan A dan B  dibantu enzim Y  menghasilkan produk reaksi berupa AB dan enzim Y yang dihasilkan kembali pada akhir reaksi.
Contoh katalis adalah:

• Besi; membantu dalam reaksi pembuatan ammonia dari gas nitrogen dan hidrogen (pembuatan pupuk)
• Platina; membantu dalam reaksi antara ammonia dan udara membentuk nitrogen monooksida dan air
• Vanadium oksida; membantu reaksi pembentukan belerang trioksida dari belerang dioksida dan oksigen

 

C. Luas Permukaan

 

Ukuran materi atau luas permukaan sentuh sangat mempengaruhi kecepatan reaksi. Untuk mengetahui seberapa besar luas permukaan, bandingkan ketika sebuah zat dibiarkan menjadi satu bagian padat dan zat yang sama dalam bentuk serbuk. Tentu luas permukaan zat tersebut akan lebih banyak ketika zat tersebut dalam bentuk serbuk bukan? Maka semakin besar luas permukaan (partikel) semakin banyak pula partikel saling bertumbukan.

 

 

 

 

D. Konsentrasi Pereaksi

 

Konsentrasi suatu zat ditandai dengan seberapa besar kepekatan ataupun jumlah partikel penyusun zat tersebut. Semakin banyak partikel penyusunnya semakin tinggi konsentrasi zat tersebut, begitu sebaliknya. Secara sederhana konsentrasi zat menunjukkan tingkat kepekatan dari zat tersebut.

Contoh: Semakin tinggi konsentrasi partikel gula berarti semakin manis gula tersebut semakin pekat suatu larutan  akan semakin cepat bereaksi karena jumlah partikelnya semakin cepat bereaksi karena jumlah partikelnya yang banyak.

Contoh: Reaksi antara logam magnesium dengan asam klorida pekat dan asam klorida encer. Pada reaksi antara logam magnesium dengan asam klorida  pekat, gelombang gas dihasilkan lebih banyak dan cepat dibandingkan reaksi dengan asam klorida encer.

 

 

 

 

 

E. Sifat Zat

 

Sifat zat pereaksi akan menentukan kecepatan berlangsungnya reaksi.

 

1.    Reaksi antar senyawa ion; umumnya berlangsung lebih cepat hal ini disebabkan adanya gaya tarik antar ion-ion yang memilki muatan berlawanan dari zat yang sedang bereaksi.

Contoh:  Reaksi ini berlangsung dengan cepat

2.    Reaksi antara senyawa kovalen; biasanya berjalan relatif lambat karena dalam proses reaksi diperlukan energi untuk memisahkan ikatan-ikatan kovalen  dari molekul-molekul zat yang bereaksi.

Contoh:  Reaksi ini berlangsung relatif lambat

Reaksi dapat dipercepat apabila diberikan energi tambahan misalnya dibantu cahaya matahari.