PERSAMAAN KIMIA DAN MASSA REAKSI

Beberapa waktu yang lalu, saya telah membahas mengenai Teori Atom dan Tabel Periodik. Di kesempatan yang berbahagia ini, saya akan melanjutkan materi pelajaran kimia mengenai Persamaan Kimia dan Massa Reaksi. Seperti materi sebelumnya, materi ini saya dapat dari kuliah saya. Semoga bermanfaat bagi adik-adik SMA dan untuk semuanya. Ayuk belajar.....

A.    PENGANTAR

Pada bab ini akan dibahas tentang beberapa topik, yaitu:

1.      Persamaan kimia

2.      Menyetarakan persamaan kimia

3.      Stoikiometri

4.      Perhitungan massa dari persamaan

5.      Pereaksi pembatas

B.     TUJUAN KHUSUS PERKULIAHAN

Pada akhir pelajaran, siswa dapat memahami tentang:

1.      Persamaan kimia

2.      Menyetarakan persamaan kimia

3.      Stoikiometri

4.      Perhitungan massa dari persamaan

5.      Pereaksi pembatas

C.    PERSAMAAN KIMIA

Reaksi kimia adalah proses dimana terjadi perubahan kimia dan ditandai dengan pembentukan zat baru. Sebagai contoh, ketika magnesium terbakar diudara dihasilkan zat baru magnesium oksida.

Reaksi kimia dapat digambarkan dengan menggunakan persamaan. pembakaran magnesium dapat digambarkan dengan persamaan sebagai berikut:

            Magnesium + Oksigen à Magnesium oksida

Dengan mensubstitusikan rumus kimia kedalam persamaan. Persamaan kimia dapat diperoleh suatu hal yang dapat menunjukkan apa yang sedang terjadi pada tingkat atom/molekul/ion. Persamaan kimia untuk pembakaran magnesium adalah sebagai berikut:

                                    2 Mg_(s) + O2_(g) à 2 MgO_(s)

Ketika menuliskan rumus kimia kedalam konversi berikut ini disetujui:

1.      Rumus reaktan ditulis disisi kiri panah dan rumus produk disisi kanan panah

2.      Koefisien ditulis didepan rumus menandakan jumlah partikel, yaitu atom, molekul atau satuan rumus dari zat terhadap semua zat lain dalam reaksi

3.      Keadaan fisik reaktan dan produk dalam kondisi reaksi dapat dinotasikan dengan menulis, disebelah kanan setiap rumus (g), (l), (s) masing-masing untuk mewakili gas, cair dan padat. praktikan kimia sering menghilangkan reaksi ini terjadi dalam larutan air symbol (aq) dapat digunakan untuk menunjukkan ‘dalam larutan air’

4.      Jumlah atom setiap unsur disisi kanan dan sisi kiri persamaan harus sama

5.      Jumlah muatan disisi kanan dan sisi kiri persamaan harus sama

            Menafsirkan persamaan kimia

            Persamaan kimia untuk membakar magnesium dapat ditafsirkan dalam cara berikut:

1.      Logam magnesium bereaksi dengan gas oksigen untuk menghasilkan magnesium oksida padat

2.      Untuk setiap dua atom magnesium yang bereaksi, satu molekul oksigen yang diperlukan dan dua magnesium oksida yang dihasilkan

3.      Untuk setiap dua mol atom magnesium yang bereaksi, satu mol molekul oksigen yang diperlukan dan dua unit rumus mol magnesium oksida yang dihasilkan

D.    MENYETARAKAN PERSAMAAN KIMIA

Untuk menunjukkan reaksi kimia dengan benar, persamaan tersebut harus setara/seimbang. Untuk menyetarakan, jumlah atom dari setiap unsure disisi kiri dan sisi kanan persamaan harus sama. Menyetarakan reaksi dapat dicapai dengan mengubah koefisien didepan rumus dalam persamaan

Prosedur umum untuk menyetarakan persamaan kimia adalah sebagai berikut:

1.      Tulis kata persamaan untuk reaksi yang mencakup semua reaktan dan produk

2.      Dibawah setiap reaktan dan produk dalam persamaan kata, tulis rumus yang benar untuk spesies yang bersangkutan

3.      Mengubah koefisien di depan setiap rumus untuk menyeimbangkan jumlah atom setiap unsur di kedua sisi persamaan.

4.      Periksa apakah jumlah atom setiap unsur sama pada kedua sisi persamaan.

5.        Tulis dalam keadaan fisik untuk masing-masing spesies.

E.     REAKSI STOIKIOMETRI

Persamaan kimia menunjukkan hubungan antara jumlah mol reaktan dan produk dalam reaksi kimia. Sebagai contoh, persamaan yang mewakili pembakaran gas butana.

2 C₄H₁₀(g) + 13 O₂(g) → 8 CO₂(g) + 10 H₂O(g)

Menunjukkan bahwa untuk setiap dua mol C₄H₁₀ yang bereaksi, tiga belas mol O₂ yang diperlukan dan delapan mol CO₂ dan sepuluh mol H₂O dihasilkan. Hubungan antara koefisien dalam kesetimbangan persamaan jumlah mol dari satu zat yang akan bereaksi dengan, atau dihasilkan dari, suatu substansi kedua dapat dihitung.

Contoh 3.2

Jika 3,5 mol butana dibakar dalam oksigen, hitunglah:

1.    Jumlah mol gas oksigen yang akan dibutuhkan untuk bereaksi sepenuhnya dengan itu,

2.    Jumlah mol karbon dioksida dihasilkan, dan

3.    Jumlah mol air yang dihasilkan.

Jawaban

2 C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10 H₂O(g)

     2 mol     +   13 mol    →    8 mol        10 mol

1.         13 mol O₂ bereaksi dengan 2 mol C₄H₁₀

n (O₂) = 3/2 x n (C₄H₁₀) = 13/2 x 4.5 = 29 mol dari O₂

2.         8 mol CO₂ yang dihasilkan dari 2 mol C₄H₁₀

n (CO₂) = 8/2 x n (C₄H₁₀) = 4 x 4.5 = 18 mol dari O₂

3.         10 mol H₂O dihasilkan dari 2 mol C₄H₁₀

n (H₂O) = 10/2 x n (C₄H₁₀) = 5 x 4.5 = 22 mol dari O₂

F.     PERHITUNGAN MASSA DAN PERSAMAAN

Persamaan reaksi mengindikasikan hubungan antara jumlah mol pereaksi dengan produk pada reaksi kimia. Karena massa zat dihubungkan dengan jumlah mol, persamaan reaksi dapat digunakan untuk mendefinisikan hubungan antara massa pereaksi dengan produk.

Misalnya, pada pembakaran karbon untuk membentuk karbon dioksida, hubungan massa antara pereaksi dengan produk yaitu :

C (s) + O₂ (g) à CO₂ (g)

                                    1 mol + 1 mol à 1 mol

                                    12 g   + 32 g   à  44 g

Untuk setiap 12 g karbon yang terbakar, dibutuhkan 32 g oksigen dan dihasilkan 44 g karbon dioksida.

Pada reaksi antara nitrogen dengan hidrogen yang menghasilkan amonia, hubungan massanya yaitu :

N₂ (g) + 3H₂ (g) à 2NH₃ (g)

                                    1 mol   + 3 mol    à    2 mol

                                    28 g     + 6 g         à   34 g

Kemampuan untuk menghitung massa zat baik yang direaksikan maupun yang dihasilkan, atau kandungan lain adalah bagian yang sangat penting pada bidang kimia. Hal ini sangatlah penting untuk cabang ilmu kimia analitik, yang menyangkut tentang penentuan komposisi suatu zat. Sehingga menjadi bagian yang vital dalam industri kimia, termasuk logam, pupuk, minyak bumi, industri plastik dan masih banyak lagi.

Metode perhitungan ini akan terus dikembangkan untuk menyamakan berbagai macam cara perhitungan di bidang kimia.

Contoh 3.3

Persamaan reaksi untuk glukosa yang dihasilkan oleh prosese fotosintesis yaitu :

6 CO₂ (g) + 6 H₂O (l) → C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O₂ (g)

Menghitung massa dari karbon dioksida yang diperlukan untuk menghasilkan 3, 61 g glukosa.

                        6 CO₂ (g) + 6 H₂O(l) → C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O₂ (g)

                        6 mol         +    6 mol   →        1 mol       +      6 mol

Menghitung mol yang diketahui (glukosa).

                        M (C₆H₁₂O₆) = 180,16 g mol^-1

                        n (C₆H₁₂O₆) = m/M = 3,61 / 180,16 = 0,02004 mol C₆H₁₂O₆

Menghitung mol yang tidak diketahui (Karbon dioksida).

                        6 mol CO₂ menghasilkan 1 mol C₆H₁₂O₆

                        n (CO₂) = 6 x n (C₆H₁₂O₆)

                                      = 6 x 0,02004

                                      = 0,1202 mol CO₂

Menghitung massa yang tidak diketahui (Karbon dioksida).

                        M (CO₂)          = 43,01 g mol^-1

                        n (CO₂)            = m / M

                        0.1202             = m / 44,01

                        m                     = 0,1202 x 43,01

                                                = 5,29 g CO₂

G.                            PEREAKSI PEMBATAS

Dari penyetaraan persamaan reaksi kimia ini kemungkinan dapat menghitung secara tepat banyaknya pereaksi yang direaksikan dan produk yang terbentuk. Misalnya, ingat bahwa reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen dalam membentuk air. Persamaan reaksinya yaitu :

2 H₂ (g) + O₂ (g) → 2 H₂O (g)

Dari persamaan reaksi di atas, jelas bahwa setiap mol dari O₂ yang bereaksi, dibutuhkan 2 mol H₂ untuk menghasilkan 2 mol H₂O

Tetapi, kadang kita menjumpai situasi dimana perbandingan mol reaktan tidak sama dengan perbandingan koefisien. Pada situasi seperti ini, salah satu reaktan akan menjadi zat pembatas dan yang lain mengalami kelebihan.

Contoh 3.4

Gas hidrogen dapat dihasilkan dari reaksi seng dengan asam klorida. Jika asam klorida yang mengandung 2.74 g HCl di tambahkan dengan 3.27 g seng, hituglah : 

1.      Zat pembatasnya,

2.      Massa gas hydrogen yang dihasilkan dan

3.      Massa zat yang berlebihan sisa reaksi

                         Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl₂₍aq) + H₂₍g)

                  1 mol + 2 mol             1 mol        + 1 mol

1.      Hitung harga mol dari kedua reaktan.

                  M (Zn) = 65.39 g mol ^-1

                  n (Zn) = m / M = 3,27 / 65,39 =0,05001 mol Zn

                  M (HCl)= 36.46 g mol ^-1

                  n (HCl) = m / M = 2,74 / 36,46 = 0,07515 mol HCl

Membandingkan stoikiometri dan rasio mol sebenarnya.

i.       rasio stoikiometri

n(HCl) / n(Zn) = 2/1 = 2

ii.     rasio mol sebenarnya

n(HCl) / n(Zn) = 0,07515 / 0,05001 = 1,50

Rasio mol sebenarnya < rasio stoikiometri

HCl merupakan zat yang menjadi pembatas

2.      Hitung harga mol dari H₂

                  2 mol HCl menghasilkan 1 mol H₂

                  n (H₂) = 1/2 x n (HCl) = ½ x 0,07515 = 0,0378 mol H₂

                  hitung massa H₂.

                  n (H₂) = m / M                       M (H₂) = 2.016 g mol ^-1

                  0.03758= m / 2,016

                  m         = 0.0758 g

3.      Hitung harga mol Zn yang bereaksi.

                  1 mol Zn bereaksi dengan 2 mol HCl

                  n (Zn yang bereaksi)   = n (H₂) = 1/2 x n (HCl) = ½ x 0,07515 = 0,0378 mol H₂

Hitung harga mol Zn sisa yang tidak bereaksi.

                  n (Zn tidak bereaksi) = n (Zn awal) – n (Zn setelah reaksi)

                                 = 0.05001        -        0.03758

                                 = 0.01243 mol Zn

                 Hitung massa Zn yang tidak bereaksi.

                  n (Zn) = m / M

                  0.01243= m / 65,39

                  m          = 0.01243 x 65.39

                               = 0.813 g

sekian dan terima kasih dari saya ;)

REAKSI KIMIA

Definisi reaksi kimia. Reaksi kimia adalah perubahan unsur-unsur atau senyawaan kimia sehingga terjadi senyawaan lain karena adanya unsur yang lepas.

Reaksi kimia adalah transformasi/perubahan dalam struktur molekul. Reaksi ini bisa menghasilkan penggabungan molekul membentuk molekul yang lebih besar, pembelahan molekul menjadi dua atau lebih molekul yang lebih kecil, atau penataulangan atom-atom dalam molekul. Reaksi kimia selalu melibatkan terbentuk atau terputusnya ikatan kimia.

Reaksi kimia mertupakan suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebihproduk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum 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 dikatalisis oleh enzim membentuklintasan metabolisme, dimana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan.

Reaksi kimia merupakan proses hasil konversi senyawa kimia. Senyawa yang awalnya terlibat dengan reaksi kimia disebut bahan reaksi. Bahan reaksi kimia umumnya dicirikan melalui perubahan kimia, dan menghasilkan satu atau lebih hasil yang secara umum berbeda dari bahan reaksi. Dari sebelumnya, reaksi kimia melibatkan pergerakan elektron dalam membentuk dan memecahkan ikatan kimia, walaupun konsep umum untuk reaksi kimia, dalam bentuk persamaan kimia, bisa digunakan untuk transisi partikel keunsuran, begitu juga reaksi nuklir.

Reaksi kimia yang berbeda digunakan dalam sintesis kimia untuk mendapatkan hasil yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia dikatalisis oleh enzim yang membentuk jalur metabolik, dan sintesis dan penguraiannya biasanya mustahil dalam kondisi di dalam sel yang bertindak.

Ada banyak jenis reaksi kimia dan pendekatannya menghasilkan banyak pertindihan dalam Klasifikasi. Berikut adalah beberapa contoh istilah yang sering digunakan dalam menyatakan beberapa jenis reaksi:

Pengisomeran, yaitu ketika senyawa kimia menjalani penataan kembali struktur tanpa perubahan komposisi atom (stereoisomerisme)

Sintesis, yaitu ketika dua atau lebih unsur atau senyawa kimia bergabung membentuk hasil yang lebih rumit:
N2 + 3 H2 → 2 NH3

Pengurai kimia atau analisis, yaitu ketika senyawa kimia terurai menjadi senyawa yang lebih kecil atau unsur:
2 H2O → 2 H2 + O2

Displacement tunggal atau penggantian tunggal, dicirikan oleh unsur yang digantikan keluar dari senyawa oleh unsur reaktif:
2 Na (p) + 2 HCl (ak) → 2 NaCl (ak) + H2 (g)

Metatesis atau Reaksi penggatian ganda, yaitu dua senyawa mengganti ion atau ikatan untuk membentuk senyawa lain:
NaCl (ak) + AgNO3 (ak) → NaNO3 (ak) + AgCl (p)

Reaksi Air hujan adalah ketika bahan dalam larutan bergabung membentuk padat (mendakan). Contoh yang sesuai adalah seperti yang tertera dalam metatesis.

Reaksi asam-basa, umumnya dikenal saat reaksi antara asam dan basa, bisa memiliki definisi berbeda tergantung pada konsep asam-basa digunakan. Antara yang biasa adalah: 

1. Definisi Arrhenius: Asam bercerai di dalam air membebaskan ion H3O +; basa bercerai di dalam air membebaskan ion OH-.
2. Definisi Brønsted-Lowry: Asam adalah donor proton (H +); basa adalah penerima proton. 
3. Definisi Arrhenius turut berperan.
4. Definisi Lewis: Asam adalah penerima pasangan elektron; 
5. Basa adalah donor pasangan elektron.
6. Definisi Brønsted-Lowry turut berperan.

Reaksi redoks, yaitu perubahan dalam nomor oksidasi atom. Reaksi tersebut sering dianggap sebagai transisi elektron antara situs atau spesies molekul berbeda. Contohnya reaksi redoks adalah:
2 S2O32-(ak) + I2 (ak) → S4O62-(ak) + 2 I-(ak) Yaitu I2 diturunkan ke I-dan S2O32-(anion tiosulfat) dioksidasi ke S4O62-.

Pembakaran, sejenis reaksi redoks yang atas senyawa mampu terbakar bergabung dengan unsur yang mengoksidasi, biasanya oksigen, untuk menghasilkan energi dan mengeluarkan hasil yang teroksidasi. Istilah pembakaran lazim digunakan hanya untuk oksidasi skala besar untuk seluruh molekul, yaitu oksidasi terkendali untuk kelompok berfungsi tunggal bukanlah satu pembakaran.
C10H8 + 12 O2 → 10 CO2 + 4 H2OCH2S + 6 F2 → CF4 + 2 HF + SF6

Reaksi organik mencakup pengasingan luas yang melibatkan senyawa organik yang memiliki karbon sebagai unsur utama dalam struktur molekul. Reaksi yang melibatkan senyawa organik yang kebanyakan didefinisikan sebagai kelompok berfungsi. Bagi yang berlawanan pula dikenal sebagai reaksi takorganik


contoh soal :

Contoh Soal Persamaan reaksi
1. Tentukanlah koefisien reaksi dari asam nitrat dan hidrogen sulfida menghasilkan
nitorgen oksida, sulfur, dan air. Persamaan reaksinya dapat ditulis:
HNO3(aq) + H2S(g) ---> NO(g) + S(s) + H2O(l )
Jawab:
Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan
memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga:
a HNO3 + b H2S ---> c NO + d S + e H2O
Berdasarkan reaksi di atas:
atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi)
atom O : 3a = c + e    3a = a + e  maka e = 2a
atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a    2b = 3a   maka b = 3/2 a
atom S : b = d = 3/2 a
Maka agar terselesaikan diambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d
= 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya:
2 HNO3 + 3 H2S ---> 2 NO + 3 S + 4 H2O
Persamaan reaksi di atas dapat dibaca: dua senyawa asam nitrat dan tiga
senyawa hidrogen sulfida akan menghasilkan dua senyawa nitrogen oksida,
tiga atom sulfur, dan empat molekul air.

Manfaat Puasa bagi orang Kristen

Puasa adalah kegiatan menunda makan dan minum, untuk membiasakan tubuh menunda keinginan.
Puasa sebagian (partial fasting) biasanya dilakukan tanpa makan, tetapi tetap minum. Adapula yang tidak makan dan tidak minum, tetapi diselingi dengan makan dan minum misalnya pada pagi dan sore hari.
Puasa penuh (full fasting) biasanya dilakukan tanpa makan dan tanpa minum, maksimal selama 3 hari dikarenakan terbatasnya kekuatan tubuh manusia.
Puasa yang dilakukan Yesus selama empat puluh hari kemungkinan besar adalah puasa sebagian. Karena dikatakan di dalam
Mat. 4:2 Dan setelah berpuasa empat puluh hari dan empat puluh malam, akhirnya laparlah Yesus.
Tidak dikatakan disana, “maka lapar dan hauslah Yesus”.
Perkecualian dari hal ini adalah Musa saat berpuasa penuh selama empat puluh hari, dikarenakan adanya kuasa supranatural dari Tuhan saat ia berbicara “berhadap-hadapan muka” dengan Tuhan. Ul. 9:9 dan Kel. 33:11
Manfaat puasa:
1. Menguatkan iman.
Pada saat murid-murid Yesus tidak bisa mengusir setan, Tuhan berkata bahwa itu terjadi karena mereka kurang percaya.
Kemudian Yesus mengaitkannya dengan “doa dan puasa”. Jadi saya menarik kesimpulan bahwa ada hubungan antara puasa dengan iman.
Mat. 17:20    Ia berkata kepada mereka: “Karena kamu kurang percaya. Sebab Aku berkata kepadamu: Sesungguhnya sekiranya kamu mempunyai iman sebesar biji sesawi saja kamu dapat berkata kepada gunung ini: Pindah dari tempat ini ke sana, –maka gunung ini akan pindah, dan takkan ada yang mustahil bagimu.
Mat. 17:21    (Jenis ini tidak dapat diusir kecuali dengan berdoa dan berpuasa.)”
2. Memberi kekuatan untuk melawan godaan, kebiasaan buruk, kecanduan, dan roh jahat jenis tertentu.
Mat. 17:21    (Jenis ini tidak dapat diusir kecuali dengan berdoa dan berpuasa.)”
Orang yang mempunyai kebiasaan buruk atau kecanduan yang sudah berlangsung bertahun-tahun,
sebaiknya mematahkan kebiasaan buruknya melalui puasa. Jangan berharap kebiasaan bertahun-tahun bisa dilepaskan hanya dalam satu hari.
3. Membuat kita lebih peka mendengar suara Tuhan.
Dalam kisah rasul disebutkan bahwa murid Tuhan mendengar suara Roh Kudus pada saat mereka berpuasa.
Kis. 13:2    Pada suatu hari ketika mereka beribadah kepada Tuhan dan berpuasa, berkatalah Roh Kudus: “Khususkanlah Barnabas dan Saulus bagi-Ku untuk tugas yang telah Kutentukan bagi mereka.”
4. Membentuk kebiasaan baik
Puasa membentuk kebiasaan untuk membaca firman dan berdoa lebih banyak setiap hari.
Puasa juga membiasakan diri kita untuk merespon situasi dengan lebih lambat.
Kalau biasanya kita cepat marah, maka dengan perut yang lapar maka tubuh menyesuaikan diri dengan bergerak lebih lambat, dan berkata-kata lebih jarang pula. Dengan begitu, kita tidak langsung merespon setiap stimulasi, tetapi menundanya, kemudian meresponnya sesuai dengan kehendak Allah.
Kalau kita biasanya memakan apa saja yang ada di hadapan kita, sebanyak-banyaknya, maka dengan berpuasa kita bisa membiasakan diri kita untuk puas dengan makanan yang secukupnya.
Kalau kita biasanya (maaf) suka memperhatikan perempuan lain, maka sekarang kita bisa membiasakan diri untuk puas dengan satu isteri yang sudah diberikan Tuhan kepada kita.
Para ahli di dunia sekuler mengatakan bahwa “kebiasaan” terbentuk setelah 21 hari, ada pula yang mengatakan 30 hari.
Banyak tokoh di Alkitab berpuasa selama 40 hari, jadi 40 hari bisa dipakai sebagai patokan untuk membentuk kebiasaan baru. Sebaiknya setiap orang mendengarkan suara Roh Kudus dan melihat tujuan puasanya untuk menentukan lama berpuasanya, apakah 3 hari, 1 bulan, atau 40 hari.
Musa berpuasa 40 hari, Ezra berpuasa, Hana berpuasa, Tuhan Yesus memulai pelayanannya dengan berpuasa empat puluh hari lamanya. Tidakkah Anda dan saya perlu melakukannya?
1Tim. 4:8    Latihan badani terbatas gunanya, tetapi ibadah itu berguna dalam segala hal, karena mengandung janji, baik untuk hidup ini maupun untuk hidup yang akan datang.