kimia kls 11

download kimia kls 11

of 49

description

ringkasan materi

Transcript of kimia kls 11

  • KIM 4

    1

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    HidrokarbonA. PENDAHULUAN

    Hidrokarbon adalah senyawa organik yang mengandung atom karbon (C) dan hidrogen (H).

    Perbedaan senyawa organik dan anorganik:

    Senyawa organik Senyawa anorganik

    atom karbon sebagai atom pusat

    atom selain karbon sebagai atom pusat

    ikatan kovalen non-polar

    umumnya ikatan ion

    kurang reaktif (kecuali pembakaran)

    reaktif

    mudah terbakar/ terurai (gosong)

    tidak mudah terbakar/terurai

    larut dalam pelarut non-polar dan organik

    larut dalam pelarut polar dan anorganik

    titik cair dan didih rendah

    titik cair dan didih tinggi

    Contoh: C2H5OH, C6H12O6, CH4, C2H6,

    C2H2, C6H6, CCl4

    Contoh: CO2, H2O, CaCO3, KOH, NaCl,

    LiMnO4

    Keistimewaan atom karbon sebagai penyusun utama senyawa organik:

    1) Terletak pada golongan IVA sehingga memiliki elektron valensi 4 yang dapat membentuk 4 ikatan kovalen.

    2) Terletak pada periode 2 sehingga memiliki jari-jari atom yang relatif kecil, sehingga memiliki ikatan kovalen yang kuat.

    Berdasarkan homolog (keluarga), hidrokarbon terbagi menjadi alkana, alkena dan alkuna.

    Berdasarkan ikatan atom karbon, hidrokarbon terbagi menjadi:

    1) Hidrokarbon jenuh, atom karbonnya seluruhnya adalah ikatan tunggal.

    Contoh: homolog alkana dan sikloalkana.

    2) Hidrokarbon tak jenuh, atom karbonnya memiliki setidaknya satu ikatan rangkap.

    Contoh: homolog alkena, alkuna dan alkadiena.

    Berdasarkan bentuk rantai karbon, hidrokarbon terbagi menjadi:

    1) Hidrokarbon alifatik, bentuk rantai karbon memanjang atau terbuka.

    Contoh: homolog alkana, alkena dan alkuna.

    2) Hidrokarbon alisiklik, bentuk rantai karbon cincin melingkar.

    Contoh: homolog sikloalkana.

    3) Hidrokarbon aromatik, bentuk rantai karbon cincin konjugat.

    Contoh: benzena (C6H6).

    Pada rantai karbon, terdapat empat macam atom karbon.

    1) Atom C primer (1o), adalah atom karbon

    yang berikatan dengan 1 atom karbon lain.

    2) Atom C sekunder (2o), adalah atom karbon yang berikatan dengan 2 atom karbon lain.

    3) Atom C tersier (3o), adalah atom karbon yang berikatan dengan 3 atom karbon lain.

    4) Atom C kuartener (4o), adalah atom karbon yang berikatan dengan 4 atom karbon lain.

    H H C C H C C H C= C H H

    H H H | | | H C C C H | | | H H H

    H H | | H C C = C C H | | | | H H H H

    H H H | | | H C C C H | | | H H H

    H H | | H C C H | | H C C H | | H H

    FUN FACT Logo SMA Negeri 78 Jakarta berbentuk seperti struktur benzena (C6H6) yang memiliki Mr (massa molekul relatif) 78.

    1o 1o 4o

    2o

    1o

    1o 3o

    1o C CH2 CH CH3 CH3 |

    |

    | CH3 CH3

    CH3

  • KIM 4

    2

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    B. HIDROKARBON

    Hidrokarbon rantai lurus menurut aturan IUPAC:

    Atom C Nama Atom C Nama

    1 met- 6 heks-

    2 et- 7 hept-

    3 prop- 8 okt-

    4 but- 9 non-

    5 pent- 10 dek-

    Alkana adalah hidrokarbon alifatik jenuh dengan rumus umum:

    Rumus Nama Rumus Nama

    CH4 metana C4H10 butana

    C2H6 etana C5H12 pentana

    C3H8 propana C6H14 heksana

    Alkena adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh dengan 1 ikatan rangkap dua dan rumus umum:

    Rumus Nama Rumus Nama

    - - C4H8 butena

    C2H4 etena C5H10 pentena

    C3H6 propena C6H12 heksena

    Alkuna adalah hidrokarbon alifatik tidak jenuh dengan 1 ikatan rangkap tiga dan rumus umum:

    Rumus Nama Rumus Nama

    - - C4H6 butuna

    C2H2 etuna C5H8 pentuna

    C3H4 propuna C6H10 heksuna

    Bentuk lain dari ketiga homolog hidrokarbon:

    1) Sikloalkana, alkana yang membentuk hidrokarbon alisiklik jenuh, rumus umum:

    2) Alkadiena, alkena yang memiliki 2 ikatan

    rangkap dua, rumus umum:

    C. TATA NAMA HIDROKARBON

    Aturan penamaan IUPAC hidrokarbon:

    1) Penamaan didasarkan atas rantai utama/ induk. Rantai utama adalah rantai karbon terpanjang yang dapat dibuat.

    a. Pada alkena, alkuna dan alkadiena, rantai utama harus mengandung ikatan rangkap.

    Jika terdapat >1 rantai utama, pilih rantai utama dengan cabang terbanyak.

    b. Pada sikloalkana, rantai utama adalah rantai alisikliknya.

    2) Cabang diberinama dengan nama gugus alkil, dan jika tidak dapat memenuhi aturan IUPAC dapat menggunakan nama trivial.

    3) Posisi cabang ditentukan dengan penomor-an atom karbon rantai utama.

    Ketentuan penomoran:

    a. Pada alkana, penomoran dilakukan sedemikian rupa sehingga cabang memiliki nomor kecil.

    Jika tidak memiliki cabang, nama rantai utama diberi n-.

    b. Pada alkena dan alkuna, penomoran dimulai dari atom C yang paling dekat dekat ikatan rangkap.

    Jika penomoran dari kedua sisi sama saja, maka penomoran dimulai dari sisi yang cabangnya paling banyak.

    c. Pada sikloalkana, penomoran dilakukan jika cabang berjumlah >1, dan dilakukan searah jarum jam.

    4) Posisi ikatan rangkap juga ditentukan dengan angka.

    5) Cabang sejenis yang jumlahnya >1 cukup ditulis sekali, namun diberi indeks (di-, tri-, tetra-, dst.).

    6) Jika terdapat lebih dari satu macam jenis cabang, maka urutan penamaan cabang diurut berdasarkan abjad (sebelum diberi indeks, sek-, ters-, dan neo-).

    Gugus alkil adalah cabang dengan rumus umum:

    Macam-macam gugus alkil (cabang):

    Rumus Nama CH3 metil metil C2H5 etil etil C3H7 propil n-propil C4H9 butil n-butil C5H11 pentil/amil n-pentil CHCH3 | CH3

    isopropil 1-metiletil

    CH2CHCH3 | CH3

    isobutil 2-metilpropil

    CnH2n+2

    CnH2n

    CnH2n-2

    CnH2n

    CnH2n-2

    CnH2n+1

  • KIM 4

    3

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    CHCH2CH3 | CH3

    sekbutil 1-metilbutil

    CH3 | CHCH3 | CH3

    tersbutil 1,1-dimetiletil

    CH2CH2CHCH3 | CH3

    isoamil 3-metilbutil

    CHCH2CH2CH3 | CH3

    sekamil 1-metilbutil

    CH3 | CCH2CH3 | CH3

    tersamil 1,1-dimetil propil

    CH3 | CH2CCH3 | CH3

    neoamil 2,2-dimetil propil

    Contoh:

    4-tersbutil-5-etil-3-metiloktana

    4-etil-4,6-dimetil-1-heptena

    2,5-dimetil-3-oktuna

    1-etil-3-metilsiklopropana

    2-etil-1,3-butadiena

    Penulisan rumus bangun hidrokarbon dapat dipersingkat menggunakan garis-garis.

    1) Garis lurus mewakili 1 ikatan antara dua atom karbon.

    2) Ujung dan pangkal garis adalah atom karbon.

    3) Atom karbon yang masih memiliki sisa ikatan kovalen berarti mengikat atom H.

    D. KEISOMERAN HIDROKARBON

    Isomer adalah senyawa-senyawa yang memiliki rumus struktur/rumus bangun berbeda namun rumus molekulnya sama.

    Keisomeran hidrokarbon terdiri dari:

    1) Isomer struktur, isomer yang terjadi akibat perbedaan struktur molekul.

    2) Isomer ruang, isomer yang terjadi akibat perbedaan sudut pandang/ruang molekul.

    Isomer Perbedaan Homolog

    Struktur

    Rantai/ rangka

    beda rantai utama/induk seluruh

    hidrokarbon Posisi

    beda posisi ikatan rangkap atau cabang

    Fungsi beda homolog, namun sama rumus umum

    alkena-sikloalkana, alkuna-alkadiena,

    turunan h.k.

    Ruang

    Geometri beda posisi gugus di sekitar ikatan rangkap

    alkena

    Optis beda pemutar

    polarimetri turunan h.k.

    Isomer suatu rumus molekul tidak memiliki keteraturan atau pola, dan banyak diantaranya belum tentu dapat terbentuk.

    Jumlah isomer 10 suku pertama alkana:

    Rumus Isomer Rumus Isomer

    CH4 1 C6H14 5

    C2H6 1 C7H16 9

    C3H8 1 C8H18 18

    C4H10 2 C9H20 35

    C5H12 3 C10H22 75

    Pada isomer rantai, dua buah rumus bangun memiliki rumus molekul yang sama namun rantai utama yang berbeda.

    Contoh isomer rantai:

    Alkana, contoh: berikut ini isomer rantai C7H16,

    1. n-heptana (rantai utama C7)

    2. 2-metilheksana (rantai utama C6)

    3. 3-etilpentana (rantai utama C5)

    4. 2,2,3-trimetilbutana (rantai utama C4)

    CH3

    CH2

    C2H5

    CH3 C

    CH

    CH |

    |

    CH2

    CH3 | CH3

    | CH

    | CH2

    CH3

    CH3

    4 5

    3

    1

    CH3

    CH2 C ==

    CH

    |

    |

    CH2

    CH3

    | CH3

    |

    CH CH2

    CH3

    CH2 4 6 1

    CH3 C

    CH

    |

    CH3 |

    CH

    C2H5

    CH3 C 3 2 1 5

    CH

    | C2H5

    CH3 CH2 CH 3

    1

    CH2 C ==

    |

    CH3 CH2

    C ==

    CH2 3 2 1

  • KIM 4

    4

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    Alkena, contoh: berikut ini isomer rantai C6H12,

    1. 1-heksena (rantai utama C6)

    2. 2-metil-1-pentena (rantai utama C5)

    3. 2-etil-1-butena (rantai utama C4)

    Alkuna, contoh: berikut ini isomer rantai C6H10,

    1. 1-heksuna (rantai utama C6)

    2. 3-metil-1-pentuna (rantai utama C5)

    3. 3,3-dimetil-1-butuna (rantai utama C4)

    Pada isomer posisi, dua buah rumus bangun memiliki rantai utama yang sama namun posisi atau jenis cabang yang berbeda.

    Contoh isomer posisi:

    Alkana, contoh: berikut ini isomer posisi C7H16,

    Pada rantai utama C6 (rantai heksana),

    1. 2-metilheksana 2. 3-metilheksana

    Pada rantai utama C5 (rantai pentana),

    1. 2,2-dimetilpentana 2. 2,3-dimetilpentana

    3. 3,3-dimetilpentana 4. 3-etilpentana

    Alkena, contoh: berikut ini isomer posisi C6H12,

    Berdasarkan posisi ikatan rangkap,

    1. 1-heksena 2. 2-heksena

    3. 3-heksena

    Berdasarkan cabang,

    1. 2-metil-1-pentena 2. 3-metil-1-pentena

    Alkuna, contoh: berikut ini adalah isomer posisi dari C6H10,

    Berdasarkan ikatan rangkap,

    1. 1-heksuna 2. 2-heksuna

    3. 3-heksuna

    Berdasarkan cabang,

    1. 3-metil-1-pentuna 2. 4-metil-1-pentuna

    Pada isomer fungsi, dua buah rumus bangun memiliki rumus umum yang sama namun homolog (keluarga) yang berbeda.

    Contoh isomer fungsi:

    Senyawa dengan rumus molekul C6H12, misalnya

    atau

    1-heksena 3-metil-1-pentena

    dengan:

    1. sikloheksana 2. 1,2,3-trimetil

    siklopropana

    3. etilsiklobutana

    Senyawa dengan rumus molekul C6H8, misalnya

    atau

    1-heksuna 4-metil-2-pentuna

    dengan:

    1. 1,2-heksadiena 2. 1,3-heksadiena

  • KIM 4

    5

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    3. 4-metil-1,2-pentadiena

    4. 2,3-dimetil-1,3-butadiena

    Pada isomer geometri, dua buah rumus bangun memiliki nama yang sama. Hal ini disebabkan oleh ikatan rangkap yang tidak dapat memutar posisi gugus-gugus di sekitarnya.

    Syarat isomer geometri adalah terdapat minimal dan maksimal dua gugus yang sama di sekitar ikatan rangkap.

    Untuk membedakannya, kedua rumus bangun diberi notasi cis- dan trans-.

    1) Bentuk cis, gugus yang sama ada pada satu sisi.

    2) Bentuk trans, gugus yang sama terletak berseberangan.

    Contoh isomer geometri:

    2-butena (C4H8)

    cis-2-butena trans-2-butena

    2-pentena (C5H10)

    cis-2-pentena trans-2-pentena

    E. SIFAT-SIFAT FISIS HIDROKARBON

    Sifat-sifat fisis hidrokarbon berbeda-beda tergantung struktur molekulnya.

    Sifat fisis Keterangan

    T.L. dan T.D. >> jumlah atom C/Mr

    > jumlah atom C/Mr

    Volatilitas

  • KIM 4

    6

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    CH3 C CH + H2 d

    CH3 C CH + 2H2 d

    CH3 C CH + Br2 + F2 d

    4) Reaksi eliminasi

    Adalah reaksi pembentukan ikatan rangkap dengan melepas dua gugus di sekitar 2 atom C yang berikatan, dan melepas H2, X2 atau HX.

    Reaksi eliminasi menggunakan dehidrator berupa H2SO4 pekat pada suhu 180oC.

    5 d 3 + 2

    Reaksi eliminasi terjadi pada homolog alkana.

    Pada reaksi eliminasi HX berlaku aturan Saytzeff tentang arah eliminasi.

    Contoh reaksi eliminasi:

    CH3 CH2 CH3 dapat ditulis

    CH3 CH = CH2 + H2

    CH3 CHBr CH3 dapat ditulis

    CH3 CH = CH2 + HBr

    5) Reaksi perengkahan (cracking)

    Adalah reaksi pemutusan rantai karbon menjadi rantai-rantai yang lebih pendek.

    5 d 4 + 3 + 2 + 1

    Reaksi perengkahan terjadi pada homolog alkana. Reaksi perengkahan alkana menghasilkan alkena, alkuna, dan H2.

    Reaksi perengkahan terjadi melalui cara:

    a. Thermal cracking/pirolisis (suhu dan tekanan tinggi tanpa O2).

    b. Catalytic cracking (katalis SiO2 atau Al2O3).

    Contoh reaksi perengkahan:

    C30H62 d C7H16 + C8H19 + C10H20 + C4H8

    C10H22 d C8H18 + C2H4

    C4H10 d C4H8 + H2

    6) Reaksi isomerisasi (reforming)

    Adalah reaksi penyusunan isomer rantai lurus menjadi rantai bercabang.

    Reaksi isomerisasi terjadi pada homolog alkana, alkena dan alkuna. Reaksi isomerisasi terjadi pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis.

    7) Reaksi polimerisasi

    Adalah reaksi penggabungan molekul kecil (monomer) menjadi molekul besar (polimer).

    Reaksi polimerisasi terjadi pada homolog alkena dan alkuna. Reaksi polimerisasi memutuskan ikatan rangkap dan menghasilkan polimer. (akan dipelajari di bagian Polimer)

    G. SUMBER DAN KEGUNAAN HIDROKARBON

    Alkana bersumber dari minyak bumi dan batu bara (seluruh suku) dan gas alam (suku rendah). (akan dipelajari di bagian Bahan Bakar Fosil)

    Kegunaan alkana antara lain:

    1) Bahan bakar.

    2) Bahan baku industri dan senyawa lain.

    3) Sumber hidrogen.

    4) Pelumas mesin.

    5) Pencucian kering (dry cleaning).

    6) Pelarut non-polar.

    Alkena sangat sulit didapat dari alam dan kebanyakan bersumber dari reaksi perengkahan alkana.

    Kegunaan alkena adalah untuk bahan baku industri dan senyawa lain, misalnya plastik, karet sintesis, alkohol, dan insektisida.

    Alkuna dapat ditemukan di gas rawa, minyak bumi, dan batu bara, dan kebanyakan bersumber dari reaksi perengkahan alkana.

    Kegunaan alkuna, antara lain:

    1) Bahan bakar obor.

    2) Las karbid dan pemotongan logam.

    3) Bahan baku untuk senyawa lain, misalnya etanol, asam asetat, dan vinilklorida.

    CH3 C ==

    CH |

    H |

    H

    CH3 C

    CH |

    H |

    H

    |

    | H H

    CH3 C

    CH |

    Br |

    Br

    |

    | F F

    CH3 CH

    CH2

    H |

    |

    H sssd

    H2SO4

    CH3 CH

    CH2

    Br |

    |

    H sssd

    H2SO4

    Atom H yang tereliminasi adalah yang terikat pada atom C yang mengikat lebih

    sedikit atom H (miskin makin miskin).

  • KIM 4

    1

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    Bahan Bakar FosilA. PENDAHULUAN

    Bahan bakar fosil adalah bahan bakar yang berasal dari pelapukan sisa makhluk hidup yang membentuk minyak bumi/batu bara/gas alam.

    B. KOMPOSISI BAHAN BAKAR FOSIL

    Minyak bumi (petroleum) adalah hidrokarbon cair yang berasal dari sisa tumbuhan dan hewan di lautan dan di daratan.

    Batu bara adalah hidrokarbon padat yang berasal dari sisa tumbuhan yang membentuk batuan sedimen yang dapat terbakar.

    Gas alam adalah hidrokarbon gas yang berasal dari sisa tumbuhan dan hewan di lautan, dan terbentuk bersamaan dengan minyak bumi.

    Komposisi bahan bakar fosil:

    B.b. fosil Komposisi

    Minyak bumi

    alkana (n-heptana, n-oktana dan isooktana)

    sikloalkana (siklopentana dan sikloheksana)

    benzena

    sedikit alkena, S, N dan O

    Batu bara hidrokarbon suku tinggi

    sedikit S

    Gas alam alkana (metana, etana, propana

    dan butana)

    CO2, H2S, He

    C. PENGOLAHAN MINYAK BUMI

    Proses pengambilan minyak bumi:

    1) Minyak bumi diambil melalui sumur minyak dengan kedalaman 3-4 km.

    2) Minyak bumi mentah (crude oil) lalu di-tampung atau dialirkan menuju kilang minyak.

    3) Minyak bumi mentah selanjutnya akan diolah sehingga dapat dimanfaatkan.

    Pengolahan minyak bumi mentah dilakukan melalui dua tahap, yaitu desalting dan destilasi bertingkat (refining).

    Desalting adalah proses penghilangan elektrolit dan senyawa anorganik lainnya dengan penambahan air, asam dan basa.

    Destilasi bertingkat adalah penyulingan minyak bumi mentah yang memisahkan hidrokarbon menjadi fraksi-fraksi berdasarkan titik didih.

    minyak bumi

    mentah

    tungku pembakaran

    400oC

    400oC

    20oC

    150oC

    200oC

    370oC

    300oC

    30oC

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    suku makin tinggi titik didih makin tinggi massa jenis, viskositas

    dan densitas makin tinggi

    volatilitas makin turun makin sulit mengalir makin sulit terbakar

    gas

    eter petroleum

    bensin/gasolin

    kerosin

    gel petroleum/pelumas

    parafin

    residu

    C1 C5

    C5 C7

    C5 C12

    C12 C18

    >C16

    >C20

    >C25

    menara fraksionasi

    LPG (Liquified Petroleum Gas) sumber hidrogen

    pelarut organik dry cleaning

    bahan bakar motor (BBM)

    bahan bakar diesel bahan bakar industri bahan baku cracking minyak tanah bahan

    pelumas kendaraan

    lilin seni pahat

    korek api

    bahan baku industri dan senyawa lain aspal

  • KIM 4

    2

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    Cara kerja destilasi bertingkat:

    1) Minyak bumi mentah dipanaskan pada suhu 350-400oC, lalu dimasukkan ke dalam menara fraksionasi/kolom distilasi.

    2) Di dalam menara fraksionasi, terbentuk campuran yang mendidih pada jangka suhu tertentu, akibat perbedaan jumlah atom C, jumlah cabang, dll.

    3) Fraksi-fraksi hidrokarbon dipindahkan menuju pipa masing-masing untuk diolah.

    Di Indonesia, sumur minyak banyak terdapat di Aceh, Sumut, Jawa, Riau, Kalimantan dan Papua.

    D. FRAKSI BENSIN DAN RESIDU

    Fraksi bensin (gasolin/petrol) adalah fraksi minyak bumi beratom karbon C5 C12 dengan titik didih 30 200oC.

    Bensin adalah fraksi yang paling banyak digunakan sebagai bahan bakar motor (BBM). BBM paling banyak mengandung isomer dari heptana (C7H16) dan oktana (C8H18).

    Bensin didapat dari:

    1) Distilasi bertingkat, hanya menghasilkan 6% fraksi bensin.

    2) Reaksi cracking, yaitu perengkahan fraksi kerosin untuk membentuk bensin.

    Bensin memiliki tingkat mutu atau perilaku yang ditentukan oleh nilai oktan.

    Ketukan (knocking) adalah perilaku bensin akibat tekanan piston berupa pembakaran yang terlalu cepat dalam mesin. Ketukan mengurangi efisiensi bahan bakar dan merusak mesin.

    Nilai oktan adalah nilai yang menunjukkan kemampuan bensin menghindari ketukan. Isomer rantai bercabang memiliki nilai oktan yang lebih tinggi daripada isomer rantai lurusnya.

    Pembanding nilai oktan adalah:

    1) Isomer C7H16 yaitu n-heptana dengan nilai oktan 0 (ketukan paling banyak),

    2) Isomer C8H18 yaitu isooktana (2,2,4-trimetil pentana) dengan nilai oktan 100 (ketukan paling sedikit).

    Nilai oktan menunjukkan presentase kadar isooktana di dalam bensin.

    Contoh nilai oktan pada beberapa mutu bensin:

    Jenis Oktan Jenis Oktan

    Bensin murni 70 Pertamax 91-92

    Premium 88 Pertamax plus 94-95

    Nilai oktan dapat dinaikkan dengan cara:

    1) Reaksi isomerisasi, reaksi penyusunan rantai lurus menjadi bercabang pada suhu dan tekanan tinggi dengan bantuan katalis.

    2) Proses blending, proses penambahan zat berupa bensin hasil cracking dan zat antiketukan.

    Zat antiketukan adalah zat yang menyebabkan reaksi isomerisasi, antara lain:

    1) TEL/tetraethyl lead (Pb(C2H5)4)

    Penambahan TEL membutuhkan etilen bromida (C2H4Br2) agar Pb berubah menjadi gas.

    Ketika terbakar bersama bensin, akan terbentuk PbBr2 yang sangat berbahaya dan merusak sistem saraf. Oleh karena itu, penggunaan TEL sudah dilarang.

    2) MTBE/metil tersbutil eter (C5H12O)

    MTBE dapat meningkatkan jumlah O2 sehingga pembakaran dapat terjadi lebih sempurna.

    3) Etanol (C2H5OH)

    Etanol dapat dihasilkan dari tumbuhan dan zat antiketukan paling ramah lingkungan.

    Etanol juga dapat meningkatkan jumlah O2 seperti MTBE.

    Fraksi residu adalah fraksi minyak bumi yang berada di dasar menara fraksionasi.

    Fraksi residu digunakan untuk bahan baku industri, produk petrokimia dan senyawa lain.

    Fraksi residu diolah menjadi:

    1) Olefin (alkena dan alkadiena)

    Residu diolah menjadi olefin berupa etilena (etena), propilena (propena) dan butadiena.

    2) Aromatik (benzena dan turunan benzena)

    Residu diolah menjadi aromatik berupa benzena, toluena dan xilena.

    3) Sin-gas (synthetic gas)

    Residu diolah menjadi gas sintesis berupa campuran CO dan H2.

    Pb

    C2H5 |

    |

    C2H5

    C2H5

    C2H5

    C

    |

    |

    CH3 O

    CH3

    CH3

    CH3

  • KIM 4

    3

    materi78.co.nr

    HIDROKARBON

    E. POLUSI AKIBAT BAHAN BAKAR FOSIL

    Polutan Asal Ciri-ciri Bahaya

    CO2 pembakaran

    sempurna tidak berwarna

    meningkatkan pemanasan global dan perubahan iklim.

    menyebabkan hujan asam.

    CO

    pembakaran tidak

    sempurna

    tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa

    menyebabkan iritasi mata, saluran pernapasan dan paru-paru, sakit kepala pada kadar 100 ppm, kematian pada kadar 1000 ppm.

    mengganggu pengikatan O2 oleh Hb dalam darah dengan:

    1. berikatan dengan Hb sehingga O2 tidak dapat berikatan dengan Hb,

    Hb4 + CO sd 4HbCO (reaksi tak dapat balik)

    HbCO + O2 sd (reaksi tidak berjalan)

    2. menyerang Hb yang telah berikatan dengan O2.

    HbO2 + CO sd HbCO + O2

    C jelaga hitam

    NOX pengotor

    bahan bakar

    berwarna merah coklat, berbau menyengat

    membentuk asbut (smog) yang menyebabkan iritasi mata, saluran pernapasan dan paru-paru, dan daya pandang berkurang pada kadar 1 ppm, dan kematian pada kadar 20 ppm.

    menyebabkan hujan asam.

    SOX tidak berwarna, berbau

    menyengat dapat larut dalam tubuh membentuk asam sulfit atau asam sulfat.

    menyebabkan hujan asam.

    PbBr2 zat aditif keabu-abuan

    terganggunya pertumbuhan fisik dan mental anak-anak.

    kerusakan otak, hati dan ginjal.

    penyimpangan perilaku, penurunan IQ, depresi dan mudah lelah.

    Polusi dari pembakaran bahan bakar fosil dihasilkan oleh pembakaran, pengotor pada bahan bakar, dan zat aditif.

    Hujan asam adalah hujan yang didalamnya terlarut oksida nitrogen dan belerang yang menyebabkan pH hujan

  • KIM 2

    1

    materi78.co.nr

    TERMOKIMIA

    Termokimia A. PENDAHULUAN

    Termokimia adalah cabang ilmu kimia yang memperhatikan aspek suhu dalam reaksi.

    Dalam konsep termokimia dalam reaksi, terdapat istilah sistem dan lingkungan.

    Sistem adalah segala bentuk proses yang menjadi pusat perhatian pengamat.

    Contoh: keadaan zat, reaksi, perubahan zat.

    Sistem terdiri dari:

    1) Sistem terbuka, yaitu sistem dapat mengalami pertukaran energi dan materi dengan lingkungan.

    2) Sistem tertutup, yaitu sistem dapat mengalami pertukaran energi dengan lingkungan, tidak dengan pertukaran materi.

    3) Sistem terisolasi, yaitu sistem tidak dapat mengalami pertukaran energi dan materi dengan lingkungan.

    Lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di luar sistem, dan membantu kerja sistem.

    Contoh: alat-alat, wadah, tabung reaksi, udara.

    B. REAKSI EKSOTERM DAN ENDOTERM

    Dalam konsep termokimia, reaksi terbagi menjadi dua, yaitu reaksi eksoterm dan reaksi endoterm.

    1) Reaksi eksoterm, yaitu reaksi yang

    sistemnya membebaskan/melepas energi, sehingga lingkungan menjadi naik temperaturnya.

    Contoh: reaksi diatas suhu kamar (pembakaran), pelarutan NaOH, reaksi Mg dengan HCl.

    2) Reaksi endoterm, yaitu reaksi yang

    sistemnya menyerap/menerima energi, sehingga lingkungan menjadi turun temperaturnya.

    Contoh: reaksi Ba(OH)2 dengan NH4Cl, pemanasan CuCO3.

    Dalam kedua reaksi, terjadi perubahan tingkat energi yang disebut perubahan entalpi reaksi, dapat dihitung:

    Perbedaan reaksi eksoterm dan endoterm:

    Perbedaan Reaksi

    Eksoterm Reaksi

    Endoterm

    Energi (H) dibebaskan/

    dilepas sistem

    H2 < H1

    diserap/ diterima sistem

    H2 > H1

    Suhu lingkungan

    (T)

    naik/panas

    Takhir > Tawal

    turun/dingin

    Takhir < Tawal

    H reaksi () (+)

    Diagram tingkat energi menunjukkan nilai perubahan entalpi reaksi.

    1) Diagram tingkat energi reaksi eksoterm

    2) Diagram tingkat energi reaksi endoterm

    C. PERSAMAAN TERMOKIMIA

    Perubahan entalpi reaksi adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk membentuk atau mengurai suatu zat dalam reaksi.

    Persamaan reaksi termokimia adalah persamaan reaksi yang dilengkapi dengan jumlah energi (perubahan entalpi) yang digunakan dalam reaksi.

    Contoh:

    1 mol air dibentuk dari hidrogen dan oksigen dengan membebaskan energi sebesar 286 kJ.

    H2(g) + 1/2 O2(g) d H2O(l) H = -286 kJ

    sistem

    energi

    energi

    energi

    energi

    sistem

    energi

    energi

    energi

    energi

    H = H2 H1

    H = perubahan entalpi reaksi (J) H2 = energi produk (J) H1 = energi reaktan (J)

    H

    H1

    H2

    H ()

    H

    H2

    H1

    H (+)

  • KIM 2

    2

    materi78.co.nr

    TERMOKIMIA

    D. ENTALPI STANDAR

    Entalpi standar (molar) adalah perubahan entalpi yang terjadi pada suhu 25 C (atau 298 K), tekanan 1 atm, pada 1 mol suatu zat, dilambangkan dengan H.

    Entalpi standar secara umum terdiri dari:

    1) Entalpi pembentukan standar (formasi)

    2) Entalpi penguraian standar (disosiasi)

    3) Entalpi pembakaran standar (combustion)

    Entalpi pembentukan standar (Hf) adalah energi yang diterima atau dilepas untuk membentuk 1 mol zat dari unsur pembentuknya.

    Nilai entalpi pembentukan standar ditentukan menggunakan data entalpi pembentukan standar.

    Nilai-nilai entalpi pembentukan standar:

    1) Bernilai positif, jika menerima energi.

    2) Bernilai negatif, jika melepas energi.

    3) Bernilai nol, jika unsur tersebut sudah terdapat di alam secara alami.

    Bentuk unsur-unsur yang sudah terdapat alami di alam, dan nilai Hf nya nol:

    Monoatomik Poliatomik

    Na(s) Ca(s) Al(s) H2(g) F2(g) I2(s)

    K(s) C(s) Fe(s) N2(g) Cl2(g) S8(s)

    Mg(s) S(s) Zn(s) O2(g) Br2(l) P4(s)

    logam dan gas mulia halogen dan gas selain gas mulia

    Contoh:

    Pada pembentukan (NH4)2Cr2O7 dalam keadaan standar, dibebaskan energi sebesar 2780,08 kJ/mol, tentukan persamaan reaksi pembentukan termokimia!

    Jawab:

    N2(g) + 4H2(g) + 2Cr(s) + 7/2O2(g) (NH4)2Cr2O7(aq) Hf = -2780,08 kJ

    Entalpi penguraian standar (Hd) adalah energi yang diterima atau dilepas untuk meng-urai 1 mol zat menjadi unsur pembentuknya.

    Nilai entalpi penguraian standar berlawanan dengan nilai entalpi pembentukan standar.

    Pada reaksi penguraian, reaktan berpindah ke kanan dan produk berpindah ke kiri.

    Contoh:

    Diketahui entalpi pembentukan standar natrium klorida adalah -410,9 kJ, buatlah persamaan reaksi penguraian termokimianya!

    NaCl(s) Na(s) + 1/2 Cl2(g) Hd = +410,9 kJ

    Entalpi pembakaran standar (Hc) adalah jumlah energi yang dilepaskan untuk membakar 1 mol zat.

    Nilai entalpi pembakaran standar ditentukan menggunakan data entalpi pembakaran standar.

    Ciri utama dari reaksi pembakaran adalah:

    1) Merupakan reaksi eksoterm.

    2) Melibatkan oksigen (O2) dalam reaksinya.

    3) Karbon terbakar menjadi CO2, hidrogen terbakar menjadi H2O, nitrogen terbakar menjadi NO2, belerang terbakar menjadi SO2.

    Contoh:

    Tentukan persamaan termokimia reaksi pembakaran C3H6 jika nilai Hd= -2377 kJ!

    C3H6(s) + 9/2O2(g) 3CO2(g) + 3H2O(l)

    H = -2377 kJ

    E. ENTALPI STANDAR LAIN

    Macam-macam entalpi standar lain:

    1) Entalpi atomisasi standar (endoterm)

    Yaitu energi yang digunakan untuk membentuk 1 mol atom unsur, pada keadaan standar.

    Contoh: 1/2O2(g) O(g) H = +249,16 kJ

    2) Entalpi netralisasi standar (eksoterm)

    Yaitu energi yang dihasilkan dari reaksi asam-basa sehingga menghasilkan 1 mol air, pada keadaan standar.

    Contoh:

    NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

    H = -890,4 kJ

    3) Entalpi peleburan standar (endoterm)

    Yaitu energi yang digunakan untuk meleburkan 1 mol zat padat menjadi zat cair pada titik leburnya, pada keadaan standar.

    Contoh:

    H2O(s) H2O(l) H = +6,01 kJ

    4) Entalpi penguapan standar (endoterm)

    Yaitu energi yang digunakan untuk menguapkan 1 mol zat cair menjadi gas pada titik uapnya, pada keadaan standar.

    Contoh:

    H2O(l) H2O(g) H = +44,05 kJ

    5) Entalpi penyubliman standar

    Yaitu jumlah energi yang digunakan untuk menyublimkan 1 mol zat padat menjadi gas, pada keadaan standar.

    Contoh:

    C(s) C(g) H = +716,6 kJ

  • KIM 2

    3

    materi78.co.nr

    TERMOKIMIA

    F. PENENTUAN ENTALPI REAKSI

    Entalpi reaksi ditentukan dengan:

    1) Menggunakan kalorimetri.

    2) Menggunakan hukum Hess (penjumlahan).

    3) Menggunakan data entalpi pembentukan.

    4) Menggunakan data energi ikatan.

    Kalorimetri adalah cara penentuan energi kalor reaksi dengan kalorimeter.

    Kalorimeter adalah sistem terisolasi, sehingga semua energi yang dibutuhkan atau dibebaskan tetap berada dalam kalorimeter.

    Dengan mengukur perubahan suhu, kita dapat menentukan jumlah energi kalor reaksi dan entalpi reaksi:

    Menurut hukum Hess, suatu reaksi dapat terjadi

    melalui beberapa tahap reaksi, dan bagaimanapun tahap atau jalan yang ditempuh tidak akan mempengaruhi entalpi reaksi.

    Perubahan entalpi reaksi menurut hukum Hess:

    1) Hanya tergantung pada keadaan awal dan akhir sistem, bukan tahap yang ditempuh.

    2) Merupakan penjumlahan entalpi reaksi dari setiap tahap.

    Contoh:

    Tentukan perubahan entalpi penguapan air dari wujud padat jika diketahui reaksi-reaksi berikut:

    H2(g) + 1/2O2(g) H2O(g) H = -241,8 kJ

    H2O(l) H2O(s) H = -6,01 kJ

    H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) H = -285,8 kJ

    Jawab:

    Reaksi yang diinginkan: H2O(s) H2O(g)

    Berarti, seluruh H2O(s) diletakkan disebelah kiri (reaktan), dan H2O(g) diletakkan disebelah kanan (produk), sehingga ketiga reaksi diatas menjadi:

    H2(g)+ 1/2O2(g) H2O(g) H =-241,8 kJ

    H2O(s) H2O(l) H = 6,01 kJ

    H2O(l) H2(g) +1/2O2(g) H = 285,8 kJ+

    H2O(s) H2O(g) H = 50,01 kJ

    Dari konsep hukum Hess, energi kalor suatu reaksi berarti juga dapat ditentukan dari data entalpi pembentukan reaktan dan produknya.

    Berarti dalam reaksi, zat reaktan terurai terlebih dahulu menjadi bentuk dasar, lalu bereaksi kembali membentuk zat produk.

    Bentuk reaksi umum:

    Contoh:

    Tentukan entalpi reaksi berikut,

    BaCl2(aq) + H2SO4(aq) BaSO4(s) + 2HCl(aq) jika diketahui entalpi pembentukan standar dari BaCl2, BaSO4, H2SO4 dan HCl berturut-turut adalah -858,6 kJ/mol, -1473,3 kJ/mol, -909,27 kJ/mol, -167,1 kJ/mol.

    Jawab:

    Reaksi dapat diubah menjadi:

    Ba(s) + Cl2(g) + H2(g) + S(s) + 2O2(g)

    BaSO4(s) + 2HCl(aq)

    Masukkan ke dalam rumus:

    HR = (Hf produk) - (Hf reaktan)

    = (Hf BaSO4+2Hf HCl)-(Hf BaCl2+Hf H2SO4)

    = (-1473,3 - 2 x 167,1) - (-858,6 - 909,27)

    HR = -39,63 kJ/mol

    Energi ikatan rata adalah energi rata-rata yang dibutuhkan untuk memutuskan 1 ikatan kovalen tertentu. Setiap ikatan membutuhkan energi yang berbeda agar dapat terputus.

    Reaksi berlangsung dalam dua tahap, yaitu pemutusan ikatan reaktan dan pembentukan ikatan produk.

    Bentuk reaksi umum:

    Contoh:

    Ikatan Energi Ikatan Ikatan Energi Ikatan

    C H 413 kJ/mol C = O 358 kJ/mol

    O = O 146 kJ/mol O H 463 kJ/mol

    Tentukan perubahan entalpi reaksi dari pembakaran CH2 dibawah ini!

    CH2(g) + 3/2O2(g) CO2(g) + H2O(g) H = ?

    (HCH)+3/2(O=O)(O=C=O)+(HOH)

    E.I. putus : (2x413) + (3/2x146) = 1045 kJ

    E.I. terbentuk : (2x431) + (2x463) = 1788 kJ -

    HR = -743 kJ

    Qreaksi = m.c.t H = - Qreaksi

    jumlah mol

    Qreaksi = energi kalor reaksi (J) m = massa zat (kg) c = kalor jenis zat (J/kgC) t = perubahan suhu (C)

    AB + CD AD + CB

    (A + B) + (C + D)

    H2 HR

    H1

    HR = H1 + H2

    HR = (Hf produk) - (Hf reaktan)

    HR = Eikatan putus Eikatan terbentuk

  • KIM 2

    1

    materi78.co.nr

    LAJU REAKSI

    Laju Reaksi A. KEMOLARAN

    Dalam laju reaksi, besaran yang digunakan adalah kemolaran benda.

    Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dari tiap liter larutan atau gas, menunjukkan kekentalan atau kepekatan.

    Kemolaran larutan juga dapat diketahui dari kadar zat terlarut, dapat dirumuskan:

    Kemolaran larutan dapat diubah dengan ditambahkan zat terlarut sehingga pekat atau ditambahkan zat pelarut sehingga encer, dan berlaku rumus pengenceran:

    B. LAJU REAKSI

    Laju reaksi adalah kecepatan proses terjadinya suatu reaksi, sehingga reaktan habis dan berubah menjadi produk reaksi.

    Perbandingan laju reaksi suatu reaksi sama dengan perbandingan koefisien reaksi.

    Laju reaksi merupakan perubahan jumlah molar zat per satuan waktu.

    Dalam laju reaksi, terjadi:

    1) Pengurangan konsentrasi zat-zat reaktan karena berubah menjadi produk per satuan waktu.

    2) Penambahan konsentrasi zat-zat produk karena perubahan reaktan per satuan waktu.

    Urutan pengamatan dari yang termudah dilakukan untuk mengamati laju reaksi.

    1) Laju reaksi diamati dari laju pembentukan gas, dengan mengumpulkannya ke tempat lain lalu diukur.

    2) Laju reaksi diamati dari laju pengendapan zat, yaitu sampai bagian dasar tabung tidak terlihat.

    3) Laju reaksi diamati sampai pereaksi padat hilang (reaksi telah selesai).

    Laju reaksi pada suatu reaksi yang terjadi melalui beberapa tahap, tahap yang dijadikan acuan sebagai laju reaksi adalah tahap yang berjalan lambat (mudah diamati).

    Laju reaksi dicatat per interval waktu tertentu, misalnya per menit.

    Laju reaksi makin lama akan makin kecil nilainya, karena:

    1) Jumlah reaktan yang semakin berkurang, dan pada akhirnya bernilai nol (reaksi selesai).

    2) Jumlah produk yang semakin bertambah dan pada akhirnya bernilai tetap (reaksi selesai).

    Contoh:

    Pada pembakaran suatu senyawa, tercatat gas X yang dihasilkan pada tiap menitnya:

    Waktu (menit) Volume X (cm3)

    0 0

    1 10

    2 19

    3 26

    4 32

    5 35

    6 35

    7 35

    Laju sesaat pada menit ke-1

    v = 10-0

    1-0 = 10 cm3/menit

    Laju sesaat pada menit ke-2

    v = 19-10

    2-1 = 9 cm3/menit

    Laju sesaat pada menit ke-3

    v = 26-19

    3-2 = 7 cm3/menit

    Laju reaksi rata-rata selama 3 menit

    v = 26

    3 = 8,67 cm3/menit

    Laju reaksi rata-rata (total)

    v = 35

    5 = 7 cm3/menit

    C. UNGKAPAN LAJU REAKSI

    Laju reaksi dapat diungkapkan mengguna-kan rumus dan perbandingan koefisien reaksi.

    Laju pengurangan konsentrasi reaktan dinyatakan dalam tanda negatif (hanya simbol).

    Laju penambahan konsentrasi produk dinyatakan dalam tanda positif (hanya simbol).

    M = n

    V

    M = kemolaran/molaritas (mol/L) n = jumlah mol zat terlarut (mol) V = volume larutan/ruangan gas (L)

    M = K 10

    mm

    = massa jenis larutan (kg/L) K = persen kadar zat terlarut mm = massa molar/Ar/Mr (kg)

    M1.V1 = M2.V2

    v = [x]

    t

    v = laju reaksi (M/s) [x] = perubahan konsentrasi molar

    zat (M) t = perubahan waktu (s)

  • KIM 2

    2

    materi78.co.nr

    LAJU REAKSI

    Contoh:

    Menurut reaksi A + B C + D

    Jawab:

    Laju reaksi dapat diungkapkan:

    a. Laju pengurangan [A]

    v = - [A]

    t

    b. Laju pengurangan [B]

    v = - [B]

    t

    c. Laju penambahan [C]

    v = + [C]

    t

    d. Laju penambahan [D]

    v = + [D]

    t

    Dalam perbandingan koefisien reaksi, maka laju reaksi dapat dinyatakan:

    Contoh:

    Menurut reaksi 2N2O5 4NO + 3O2

    Laju pembentukan NO adalah 5 M/s. Tentukan laju penguraian N2O5 dan pembentukan O2!

    Jawab:

    Sesuai dengan perbandingan koefisien reaksi,

    v N2O5 = [N2O5]

    t =

    2

    4 [NO]

    t

    v N2O5 = 0,5 x 5 = -2,5 M/s

    v O2 = [O2]

    t =

    3

    4 [NO]

    t

    v O2 = 0,75 x 5 = +3,75 M/s

    D. PERSAMAAN LAJU REAKSI

    Persamaan laju reaksi dikaitkan dengan laju perubahan konsentrasi reaktan, dan dapat dituliskan:

    Pada reaksi A + B C + D

    Nilai persamaan laju reaksi:

    Orde reaksi adalah pangkat konsentrasi yang menunjukkan tingkat reaksi suatu zat.

    Orde reaksi tidak ditentukan dari koefisien reaksi, tapi dari data eksperimen.

    Orde reaksi biasanya merupakan bilangan bulat positif, namun dapat bernilai pecahan, nol, atau negatif.

    Orde reaksi total adalah penjumlahan orde reaksi seluruh zat reaktan.

    Contoh:

    Tentukan orde reaksi total dari persamaan laju reaksi berikut!

    v = k[A][B] Orde total = 2

    v = k [A]

    [B] Orde total = 0

    v = k[A]2[B] Orde total = 3

    v = k[A]-2[B]1 Orde total = -1

    Macam-macam orde reaksi total umum:

    1) Orde reaksi nol

    Pada orde reaksi nol, laju reaksi tidak dipengaruhi oleh konsentrasi zat (konstan).

    2) Orde reaksi satu

    Pada orde reaksi satu, pertambahan laju reaksi sama dengan perubahan konsentrasi zat.

    Apabila konsentrasi reaktan reaksi orde satu dikali faktor n, maka nilai laju reaksinya adalah n1 lebih besar.

    3) Orde reaksi dua

    Apabila konsentrasi reaktan reaksi orde satu dikali faktor n, maka nilai laju reaksinya adalah n2 lebih besar.

    v

    [x]

    konstan v = k[x]0

    v

    [x]

    v = [x]

    v = k[x]

    v

    [x]

    v = k[x]2

    vA = koefisien A

    koefisien B x vB

    v = k[A]x[B]y

    k = konstanta/tetapan laju reaksi x = orde/tingkat reaksi terhadap A y = orde/tingkat reaksi terhadap B x + y = orde reaksi total

  • KIM 2

    3

    materi78.co.nr

    LAJU REAKSI

    Konstanta laju reaksi atau tetapan laju reaksi adalah tetapan yang harganya bergantung pada jenis pereaksi, suhu dan katalis.

    Harga konstanta laju reaksi:

    1) Berbanding terbalik dengan perubahan waktu. Makin cepat reaksi berlangsung, maka harga k makin besar.

    2) Berbanding lurus dengan perubahan suhu. Makin tinggi suhu reaksi, maka harga k makin besar.

    Satuan konstanta laju reaksi berbeda-beda tiap orde.

    1) Reaksi orde nol

    k = v

    [A]0 =

    M. s-1

    1 =

    2) Reaksi orde satu

    k = v

    [A] =

    M. s-1

    M =

    3) Reaksi orde dua

    k = v

    [A]2 =

    M. s-1

    M2 =

    4) Reaksi orde tiga

    k = v

    [A]3 =

    M. s-1

    M3 =

    E. PENENTUAN PERSAMAAN LAJU REAKSI

    Persamaan laju reaksi dapat ditentukan melalui minimal tiga eksperimen, dengan mengubah konsentrasi.

    Untuk mencari orde reaksi suatu senyawa harus dibandingkan antar dua percobaan, dan senyawa selain itu harus dibuat tetap.

    Konstanta dicari setelah orde reaksi didapat.

    Contoh:

    Pada eksperimen dalam reaksi berikut, didapatkan data:

    2NO + Br2 2NOBr

    Eksperimen [NO]

    (M)

    [Br2]

    (M)

    v

    (M.s-1)

    1 0,1 0,1 10

    2 0,2 0,1 20

    3 0,3 0,2 120

    Tentukan persamaan laju reaksi diatas!

    Jawab:

    Untuk mencari orde reaksi NO, gunakan data eksperimen yang memuat konsentrasi Br2 dengan nilai tetap (eksperimen 1 dan 2).

    V1V2

    = k. [NO]1

    x. [Br2]1y

    k. [NO]2x. [Br2]2

    y

    10

    20 =

    (0,1)x

    (0,4)x

    1

    2 = (

    1

    2)

    x x = 1

    Untuk mencari orde reaksi Br2, gunakan data eksperimen yang memuat konsentrasi NO dengan nilai sama.

    Karena tidak ada, maka kita gunakan eksperimen mana saja.

    V1V3

    = k. [NO]1

    x. [Br2]1y

    k. [NO]2x. [Br2]2

    y 10

    20 =

    (0,1)x.(0,1)y

    (0,3)x.(0,2)y

    1

    12 = (

    1

    3)

    1. (

    1

    2)

    y 3

    12 = (

    1

    2)

    y

    1

    4 = (

    1

    2)

    y y = 2

    Maka persamaan laju reaksinya adalah:

    v = k[NO][Br2]2

    Orde reaksi ditentukan dengan logaritma jika nilainya bukan hasil pangkat bilangan bulat.

    Jika data eksperimen berupa waktu, maka nilai v adalah:

    F. TEORI TUMBUKAN

    Teori tumbukan adalah teori yang menjelaskan pengaruh faktor terhadap laju reaksi.

    Berdasarkan teori tumbukan, laju reaksi akan bergantung pada tiga hal utama berikut:

    1) Frekuensi tumbukan

    2) Energi partikel reaktan

    3) Arah tumbukan

    Energi aktivasi/pengaktifan adalah energi minimum yang harus dimiliki reaktan, yang digunakan untuk mengaktifkan kemampuan reaksi sehingga reaktan dapat bereaksi.

    Makna energi aktivasi:

    1) Jika bernilai rendah, berarti reaksi dapat terjadi pada suhu rendah.

    2) Jika bernilai tinggi, berarti reaksi dapat terjadi pada suhu tinggi.

    Energi aktivasi disebut juga energi penghalang, karena reaktan harus didorong

    M. s-1

    s-1

    M-1. s-1

    M-2. s-1 v = 1

    t

    Menurut teori tumbukan, suatu reaksi berlangsung sebagai hasil tumbukan antar

    partikel pereaksi yang memiliki energi cukup dan arah tumbukan yang tepat.

  • KIM 2

    4

    materi78.co.nr

    LAJU REAKSI

    menuruni bukit energi aktivasi sehingga dapat berubah menjadi produk.

    Kurva energi aktivasi reaksi:

    1) Energi aktivasi reaksi eksoterm

    2) Energi aktivasi reaksi endoterm

    Faktor-faktor yang mempengaruhi teori tumbukan adalah:

    1) Pengaruh konsentrasi dan luas permukaan

    - Konsentrasi dan luas permukaan berbanding lurus dengan frekuensi tumbukan.

    - Makin besar konsentrasi reaktan, makin banyak jumlah partikel, sehingga partikel yang saling bertumbukan makin banyak.

    - Makin luas permukaan bidang, maka makin luas pula bidang sentuh tumbukan, sehingga akan terjadi tumbukan yang lebih banyak.

    2) Pengaruh suhu

    - Suhu berbanding lurus dengan energi kinetik rata-rata partikel reaktan.

    - Peningkatan suhu meningkatkan energi kinetik rata-rata molekul, sehingga jumlah molekul yang mencapai energi aktivasi (bertumbukan) bertambah.

    3) Pengaruh katalis

    - Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi. Katalis

    memperbanyak jumlah tumbukan karena menurunkan energi aktivasi.

    - Sifat-sifat katalis:

    1. Terlibat dalam jalannya reaksi, namun jumlahnya tidak berubah.

    2. Mempercepat laju reaksi, namun tidak mengubah komposisi produk.

    3. Menurunkan energi aktivasi, tapi tidak menurunkan perubahan entalpi.

    4. Hanya dapat mengkatalisis reaksi tertentu.

    5. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit.

    6. Dapat diracuni zat tertentu.

    - Kurva energi aktivasi reaksi yang dikatalisis:

    Energi aktivasi reaksi eksoterm

    Energi aktivasi reaksi endoterm

    G. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU

    REAKSI

    Dalam eksperimen untuk membuktikan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, terdapat:

    1) Variabel bebas/manipulasi, yaitu variabel yang dapat diubah-ubah dalam eksperimen.

    Contoh: ukuran keping pualam (faktor luas permukaan), konsentrasi zat (faktor konsentrasi).

    EA

    E

    ener

    gi

    jalan reaksi

    P

    R

    EA

    E

    ener

    gi

    jalan reaksi

    R

    P en

    erg

    i E

    R

    EA

    P

    jalan reaksi

    EA

    ener

    gi

    EA

    E

    jalan reaksi

    R

    P EA

    tanpa katalis dikatalisis

  • KIM 2

    5

    materi78.co.nr

    LAJU REAKSI

    2) Variabel terkontrol, yaitu variabel yang dibuat tetap dalam seluruh eksperimen.

    Contoh: larutan yang diubah-ubah konsentrasinya, walaupun konsentrasi-nya berubah, jenis larutannya tetap.

    3) Variabel terikat/respons, yaitu variabel yang dihasilkan eksperimen.

    Contoh: dari seluruh eksperimen terhadap faktor-faktor yang mem-pengaruhi laju reaksi, dihasilkan data berupa laju reaksi dan lama reaksi (waktu).

    Berdasarkan teori tumbukan, cepat lambatnya laju reaksi dipengaruhi oleh luas permukaan, konsentrasi reaktan, suhu dan katalis.

    Luas permukaan adalah luas bidang sentuh tempat terjadinya reaksi antara dua reaktan. Luas permukaan berbanding lurus dengan laju reaksi.

    Benda yang permukaannya luas/halus mempercepat laju reaksi, karena bidang sentuh lebih luas, sehingga lebih banyak tumbukan yang dapat terjadi.

    Benda yang permukaannya sempit/kasar memperlambat laju reaksi, karena bidang sentuh lebih sempit, sehingga lebih sedikit tumbukan yang dapat terjadi.

    Konsentrasi reaktan berbanding lurus dengan laju reaksi.

    Semakin besar konsentrasi reaktan, maka semakin banyak jumlah partikel dalam suatu zat, sehingga partikel yang saling bertumbukan makin banyak, dan reaksi berlangsung lebih cepat.

    Suhu berbanding lurus dengan laju reaksi.

    Semakin tinggi suhu, maka makin besar energi kinetik rata-rata partikel reaktan, sehingga banyak molekul yang mencapai energi aktivasi (bertumbukan) bertambah, dan mempercepat laju reaksi.

    Pengaruh suhu terhadap laju reaksi dapat dihitung:

    Contoh: Jika setiap 2C laju reaksi meningkat sebesar 2 kali, dan jika pada suhu 25C laju reaksi adalah 2,5 x 10-2 M/s, maka pada suhu 33C laju reaksi nilainya menjadi? Jawab: n = 2

    X = 2oC

    T = 33-25 = 8C

    v' = (2)8

    2 . 2,5 x 10-2 v = 24. 2,5 x 10-2

    v = 4 x 10-1 M/s Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi.

    Katalis menurunkan energi aktivasi, sehingga jumlah tumbukan bertambah banyak dan reaksi dapat diselesaikan lebih cepat.

    kepingan halus, konsentrasi tinggi

    pert

    amba

    han

    jum

    lah

    prod

    uk

    waktu

    v' = (n)TX . v0

    v' = laju reaksi akhir n = kelipatan pertambahan laju tiap Xo suhu T = T2 - T1 = perubahan suhu X = perubahan suhu tiap kelipatan n v0 = laju reaksi awal

  • KIM 2

    1

    materi78.co.nr

    KESETIMBANGAN KIMIA

    Kesetimbangan Kimia A. PENDAHULUAN

    Reaksi satu arah (irreversible) atau reaksi tidak dapat balik adalah reaksi yang terjadi pada satu arah, dan produknya tidak dapat kembali menjadi reaktan.

    Reaksi bolak-balik (reversible) atau reaksi dapat balik adalah reaksi yang terjadi pada dua arah yang berlawanan dalam waktu bersamaan.

    Dalam reaksi bolak-balik, produk dapat berubah menjadi reaktan, dan reaktan dapat berubah menjadi produk (menjadi reaksi yang berlawanan).

    Pada kesetimbangan kimia, hanya ada penyebutan zat di sebelah kiri dan di sebelah kanan.

    Reaksi bolak-balik dinyatakan dengan dua panah yang berlawanan arah, menyatakan reaksi maju (ke kanan) dan reaksi balik (ke kiri).

    Contoh: Diketahui perubahan air menjadi uap air dapat balik, sehingga reaksi dapat ditulis

    H2O(l) H2O(g) H2O(l) qe H2O(g)

    H2O(g) H2O(l)

    Reaksi bolak-balik sempurna terjadi dalam sistem tertutup, karena tidak terjadi penambahan atau pengeluaran zat, keluarnya panas/kalor dari sistem, hilangnya gas yang terbentuk, dan sebagainya.

    Reaksi dikatakan setimbang atau mencapai kesetimbangan apabila:

    1) Reaksi bolak-balik yang mengandung zat berwujud gas terjadi dalam sistem tertutup.

    2) Ketika konsentrasi seluruh zat nilainya tetap.

    3) Ketika laju reaksi maju (v1) sama dengan laju reaksi balik (v2).

    Contoh:

    Pada reaksi kesetimbangan berikut,

    N2(g) + 3H2(g) qe 2NH3(g)

    keadaan setimbang terjadi ketika:

    Pada kesetimbangan kimia, ikatan akan terputus atau terbentuk seiring dengan maju-mundurnya atom di antara molekul reaktan dan produk.

    Kesetimbangan kimia bersifat dinamis karena walaupun keadaan sudah setimbang, reaksi tetap berlangsung pada tingkat mikroskopis (molekul).

    Reaksi mikroskopis tidak tampak karena v1 sama dengan v2, sehingga seakan-akan reaksi sudah berhenti.

    Kesetimbangan kimia dibagi menjadi dua:

    1) Kesetimbangan homogen (satu wujud/fase)

    Contoh:

    Gas N2(g) + 3H2(g) qe 2NH3(g)

    2SO2(g) + O2(g) qe 2SO3(g)

    Larutan H2O(l) qe H+(aq) + OH-(aq)

    NH4OH(aq) qe NH4+(aq) + OH-(aq)

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

    2) Kesetimbangan heterogen (lebih dari satu fase)

    Contoh:

    Dua fase CaCO3(s)qe CaO(s) + CO2(g)

    Ag2CrO4(s)qe 2Ag+(aq)+CrO42-(aq)

    BaSO4(s)qe Ba2+(aq) + SO42-(aq)

    Tiga fase Ca(HCO3)2(aq)qe

    CaCO3(s)+ H2O(l) + CO2(g)

    B. REAKSI KESETIMBANGAN

    Kesetimbangan disosiasi adalah reaksi kesetimbangan yang menguraikan suatu zat menjadi zat lain, dan reaksi baliknya adalah kesetimbangan asosiasi/pembentukan.

    Derajat disosiasi adalah perbandingan jumlah mol terdisosiasi (bereaksi) dengan jumlah mol zat sebelum terdisosiasi (mula-mula).

    kon

    sen

    tras

    i

    waktu

    H2

    NH3

    N2

    setimbang

    laju

    rea

    ksi

    waktu

    V1

    V2

    setimbang

    V1 = V2

    = jumlah zat terdisosiasi

    jumlah zat awal

  • KIM 2

    2

    materi78.co.nr

    KESETIMBANGAN KIMIA

    Derajat disosiasi nilainya berkisar 0 1.

    1) Jika nilai = 0, maka tidak ada penguraian.

    2) Jika nilai = 1, maka zat terurai seluruhnya.

    3) Jika nilai 0 < < 1, maka zat terurai sebagian (setimbang).

    Contoh:

    Dalam reaksi kesetimbangan disosiasi N2O4 menjadi NO2, perbandingan mol N2O4 dengan NO2 dalam keadaan setimbang berturut-turut 3 : 2. Berapakah derajat disosiasi N2O4?

    Jawab:

    N2O4(g) qe 2NO2(g)

    Mula-mula a -

    Reaksi a St St -

    Setimbang St St

    Gunakan perbandingan koefisien reaksi,

    N2O4(g) qe 2NO2(g)

    Mula-mula 3x + x = 4x -

    Reaksi x 2x -

    Setimbang 3x 2x

    Jadi, derajat disosiasi dapat dihitung:

    = jumlah zat terurai

    jumlah zat awal = x

    4x = 1

    4

    C. KONSTANTA KESETIMBANGAN

    Menurut Guldberg dan Wange yang menjelaskan hukum kesetimbangan:

    Persamaan konstanta kesetimbangan yang dapat dibentuk menurut hukum diatas:

    Konstanta kesetimbangan terdiri dari:

    1) Konstanta konsentrasi, konstanta kesetimbangan yang dipengaruhi konsentrasi.

    2) Konstanta tekanan, konstanta kesetimbangan yang dipengaruhi tekanan.

    Konstanta kesetimbangan akan berubah bila suhu diubah, dan tetap bila suhu tidak berubah.

    1) Pada reaksi endoterm, nilai konstantanya berbanding lurus dengan suhu.

    2) Pada reaksi eksoterm, nilai konstantanya berbanding terbalik dengan suhu.

    Konstanta konsentrasi (Kc) dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang berwujud larutan dan gas.

    Jika reaksi mengandung zat berwujud padat dan cair, maka pangkat konsentrasi zatnya nol, karena zat padat dan cair tidak memiliki konsentrasi.

    Contoh:

    Pada reaksi berikut, konstanta konsentrasinya:

    BaSO4(s) qe Ba2+(aq) + SO42-(aq)

    Konstanta tekanan (Kp) dipengaruhi oleh tekanan zat-zat yang berwujud gas.

    Jika reaksi mengandung zat berwujud selain gas, maka pangkat tekanan zatnya nol, karena zat selain gas tidak memiliki tekanan.

    Contoh:

    Pada reaksi berikut, konstanta tekanannya:

    2SO2(g) + O2(g) qe 2SO3(g)

    Tekanan parsial gas dapat dihitung:

    Satuan konstanta dapat disesuaikan dengan pangkat konsentrasi maupun pangkat tekanan.

    Konstanta konsentrasi dengan konstanta tekanan dapat dihubungkan melalui persamaan gas ideal pada suhu sama, dapat dirumuskan:

    Contoh:

    Pada reaksi kesetimbangan berikut:

    2NO(g) + O2(g) qe 2NO2(g)

    Mempunyai harga konstanta konsentrasi sebesar 0,25 pada suhu 17C. Berapa harga konstanta tekanan reaksi tersebut pada suhu yang sama?

    Jawab:

    n = 2 3 = 1

    Kp = 0,25.[0,082.(17+273)]-1

    Kp = 0,25 : 23,78 = 0,010513 = 1,05 x 10-2

    Hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kanan yang dipangkatkan dengan

    koefisiennya, dan dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kiri yang

    dipangkatkan dengan koefisiennya memiliki harga tertentu pada suhu tetap.

    Kc = [C]y [D]z

    [A]w[B]x wA + xB qe yC + zD

    Kc = [Ba2+] [SO4

    2-]

    [BaSO4]0 = [Ba2+] [SO42-]

    Kp = (P SO3)

    2

    (P SO2)2 (P O2)

    Px = mol gas X

    mol gas total x Ptot

    Kp = Kc (R.T)n

    R = tetapan gas ideal (0,082 atm/mol K) T = suhu (K) n = selisih jumlah koefisien zat di kanan dengan

    jumlah koefisien zat di kiri

  • KIM 2

    3

    materi78.co.nr

    KESETIMBANGAN KIMIA

    D. KONSTANTA REAKSI KESETIMBANGAN

    ANTAR-REAKSI TERKAIT

    Reaksi kesetimbangan yang berkaitan nilai konstanta kesetimbangannya dapat berubah menurut ketentuan-ketentuan berikut:

    1) Jika reaksi kesetimbangan dibalik, maka harga Kc juga dibalik.

    Contoh:

    BaSO4(s) qe Ba2+(aq) + SO42-(aq) Kc = K1

    Ba2+(aq) + SO42-(aq) qe BaSO4(s) Kc = K2

    2) Jika koefisien reaksi kesetimbangan dikali

    faktor n, maka harga Kc dipangkat n.

    Contoh:

    2SO2(g) + O2(g) qe 2SO3(g) Kc = K1

    4SO2(g) + 2O2(g) qe 4SO3(g) Kc = K2

    3) Jika reaksi-reaksi yang berkaitan dijumlah,

    maka harga Kc total adalah hasil kali Kc dari reaksi-reaksi yang dijumlah.

    Contoh:

    Nilai Kc reaksi A + B qe E + F yang melalui tahap berikut adalah,

    A + B qe C + D Kc = 3,5

    C qe E Kc = 2

    D qe F Kc = 1,5 +

    A + B qe E + F Kc = 3,5. 2. 1,5 = 10,5

    E. MAKNA KONSTANTA KESETIMBANGAN

    Tetapan kesetimbangan dapat menunjukkan seberapa jauh suatu reaksi tuntas.

    Nilai Kc dan Kp ditentukan dengan konsentrasi/tekanan zat-zat disebelah kanan sebagai pembilang, dan konsentrasi/tekanan zat-zat disebelah kiri sebagai penyebut.

    Nilai Kc dan Kp yang besar menunjukkan reaksi ke kanan berlangsung hampir berlangsung tuntas/sempurna (jumlah zat di kanan besar dan di kiri kecil).

    Contoh:

    Pada reaksi X2(g) + Y2(g) qe 2XY(g)

    Kc = 1,0 x 1023

    dapat dikatakan reaksi menghasilkan banyak XY (X2 dan Y2 jumlahnya sedikit), sehingga berlangsung tuntas, karena nilai Kc nya besar.

    Nilai Kc dan Kp yang kecil menunjukkan reaksi ke kanan berlangsung tidak berlangsung tuntas (jumlah zat di kiri besar dan di kanan kecil).

    Contoh:

    Pada reaksi A(g) + B(g)qe AB(g) Kc = 8,0 x 10-17

    dapat dikatakan reaksi hanya menghasilkan sedikit AB (A dan B jumlahnya banyak) sehingga reaksi tidak tuntas, karena nilai Kc nya kecil.

    Tetapan kesetimbangan juga dapat meramalkan arah reaksi.

    Bila seluruh zat di kiri dan kanan dicampurkan, maka reaksi harus berlangsung ke kanan atau ke kiri untuk mencapai keadaan setimbang, dan dapat dilakukan dengan mengecek kuosien reaksi (Qc).

    Kuosien reaksi (Qc) adalah nilai yang bentuk persamaannya sama dengan konstanta kesetimbangan (Kc).

    Makna nilai kuosien reaksi:

    1) Jika Qc = Kc, berarti reaksi setimbang.

    2) Jika Qc < Kc, berarti reaksi spontan berlangsung ke kanan sampai setimbang.

    3) Jika Qc > Kc, berarti reaksi spontan berlangsung ke kiri sampai setimbang.

    Contoh:

    Diketahui reaksi X2(g) + Y2(g) qe 2XY(g) memiliki Kc sebesar 1 x 10-2. Pada suatu percobaan, dicampurkan 2 mol X2, 2 mol Y2, dan 3 mol XY dalam ruang bervolume 10 L. Apakah campuran itu setimbang? Bila tidak, ke arah mana reaksi berlangsung spontan? Berapakah konsentrasi X2 dan XY setelah mencapai kesetimbangan?

    Jawab:

    Qc = (

    310

    )2

    (210

    )(210

    ) = 9

    4

    Ternyata Qc > Kc (tidak setimbang), maka agar setimbang, zat di kiri harus bertambah atau zat di kanan harus berkurang, sehingga reaksi spontan berlangsung ke kiri sampai setimbang.

    K1 = [Ba2+] [SO4

    2-]

    [BaSO4]0 , K2 =

    [BaSO4]0

    [Ba2+] [SO42-]

    K2 = 1

    K1

    K1 = [SO3]

    2

    [SO2]2 [O2]

    , K2 = [SO3]4

    [SO2]4 [O2]

    2

    K2 = ([SO3]

    2

    [SO2]2 [O2]

    )2

    K2 = (K1)n Qc = [C]y [D]z

    [A]w[B]x wA + xB qe yC + zD

  • KIM 2

    4

    materi78.co.nr

    KESETIMBANGAN KIMIA

    Keadaan reaksi:

    X2(g) + Y2(g) qe 2XY(g)

    Mula-mula 0,2 M 0,2 M 0,3 M

    Reaksi a a 2a +

    Setimbang 0,2 + a 0,2 + a 0,3 2a

    Agar reaksi setimbang, berarti kita harus membuat kuosien reaksi nilainya menjadi sama dengan Kc, yaitu 1 x 10-2.

    Kc2 = 1 x 10-2

    (0,3-2a)2

    (0,2+a)(0,2+a) = 1 x 10-2

    0,3-2a0,2+a

    = 1 x 10-1

    0,02 + 0,1a = 0,3 - 2a 2,1a = 0,28

    a = 0,133 M Jadi, konsentrasi X2 dan XY adalah: [X2] = 0,2 + a = 0,2 + 0,133 = 0,333 M [XY] = 0,3 2a = 0,3 2(0,133) = 0,034 M

    F. PERGESERAN KESETIMBANGAN

    Azas Le Chatelier menjelaskan bagaimana terjadinya pergeseran kesetimbangan.

    Pergeseran kesetimbangan tidak mengubah nilai Kc dan Kp, kecuali suhu pada sistem kesetimbangan berubah.

    Konsep pergeseran kesetimbangan:

    1) Kesetimbangan dikatakan bergeser ke kiri apabila zat di kiri bertambah atau zat di kanan berkurang.

    2) Kesetimbangan dikatakan bergeser ke kanan apabila zat di kanan bertambah atau zat di kiri berkurang.

    Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan:

    Faktor Faktor Diperbesar Faktor Diperkecil

    Konsentrasi salah satu pereaksi ke arah lawan (kanan) ke diri sendiri (kiri)

    Konsentrasi larutan dan konsentrasi/tekanan gas total

    ke arah ruas dengan jumlah koefisien terkecil

    ke arah ruas dengan jumlah koefisien terbesar

    Volume gas dan larutan ke arah ruas dengan jumlah koefisien

    terbesar ke arah ruas dengan jumlah koefisien

    terkecil

    Suhu ke arah reaksi endoterm ke arah reaksi eksoterm

    Konsentrasi larutan dan volume larutan saling berbanding terbalik, konsentrasi dapat diperkecil dengan menambah volume pelarut, dan konsentrasi dapat diperbesar dengan mengurangi volume pelarut.

    Konsentrasi pereaksi dapat diubah dengan:

    1) Mengubah jumlah zat salah satu pereaksi (parsial) atau seluruhnya.

    2) Menambahkan zat yang dapat mengikat pereaksi, sehingga pereaksi berkurang.

    3) Menambahkan air sebagai pelarut/ penambah volume.

    Berdasarkan ketampakan zat pada reaksi, kesetimbangan:

    1) Bergeser ke kiri apabila warna zat di sebelah kiri lebih dominan (jumlahnya banyak).

    2) Bergeser ke kanan apabila warna zat di sebelah kanan lebih dominan (jumlahnya banyak).

    Catatan: Koefisien yang dijumlah adalah koefisien zat larutan saja (untuk sistem larutan).

    Tekanan dan volume gas saling berbanding terbalik, tekanan dapat diperkecil dengan menambah volume gas, dan tekanan dapat diperbesar dengan mengurangi volume gas.

    Bila suatu kesetimbangan diberikan suatu aksi/tindakan, maka sistem tersebut akan

    mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi aksi tersebut.

    Jika konsentrasi salah satu pereaksi/ larutan ditambah, reaksi sistem adalah mengurangi komponen tersebut dan kesetimbangan bergeser ke arah lawan.

    Jika konsentrasi salah satu pereaksi/ larutan dikurang, reaksi sistem adalah menambah komponen tersebut kesetimbangan bergeser ke diri sendiri.

    Jika konsentrasi larutan total ditambah (volume diperkecil), kesetimbangan bergeser ke ruas yang jumlah koefisiennya lebih kecil.

    Jika konsentrasi larutan total dikurang (volume diperbesar), kesetimbangan bergeser ke ruas yang jumlah koefisiennya lebih besar.

  • KIM 2

    5

    materi78.co.nr

    KESETIMBANGAN KIMIA

    Catatan: Koefisien yang dijumlah adalah koefisien zat gas saja (untuk sistem gas).

    Suhu menggeser kesetimbangan dengan:

    Katalis mempercepat laju reaksi karena menurunkan energi aktivasi reaksi. Oleh karena itu, katalis mempercepat laju reaksi maju dan laju reaksi balik, sehingga mempercepat keadaan setimbang, namun tidak menggeser/ mengubah komposisi kesetimbangan.

    G. PENERAPAN KESETIMBANGAN KIMIA

    Dalam industri, reaksi kesetimbangan dibuat sedemikian rupa sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk, dengan cara sesederhana mungkin dan seefisien mungkin.

    Pembuatan amonia menurut proses Haber-Bosch yang optimum dilakukan dengan menurut reaksi:

    N2(g) + 3H2(g) qe 2NH3(g) H = -92,4 kJ

    1) Katalis yang digunakan adalah serbuk Fe.

    2) Suhu dibuat tinggi.

    Sebenarnya, kesetimbangan akan bergeser ke kanan bila suhu dibuat rendah. Akan tetapi, katalis hanya bekerja pada suhu tinggi, sehingga tidak dibuat rendah.

    3) Tekanan dibuat tinggi.

    Agar kesetimbangan bergeser ke kanan (NH3 bertambah), tekanan dibuat tinggi.

    Selain itu, untuk mengurangi reaksi balik, amonia yang terbentuk segera dipisahkan.

    Pembuatan asam sulfat menurut proses kontak dilakukan dengan tahapan:

    1) Pembakaran belerang

    S(s) + O2(g) SO2(g)

    2) Oksidasi belerang dioksida menjadi belerang trioksida

    2SO2(g) + O2(g) qe 2SO3(g) H = -197 kJ

    3) Pelarutan belerang trioksida dalam asam sulfat pekat menjadi asam pirosulfat

    SO3(s) + H2SO4(aq) H2S2O7(l)

    4) Asam pirosulfat direaksikan dengan air menjadi asam sulfat pekat

    H2S2O7(l) + H2O(l) H2SO4(aq)

    Tahapan yang utama adalah tahapan kedua yang mengandung reaksi kesetimbangan.

    Reaksi kesetimbangan pada pembuatan asam sulfat menurut proses kontak yang optimum setelah diteliti adalah dilakukan dalam suhu sekitar 500C, tekanan normal (1 atm), dan dengan katalis V2O5.

    Alasan dari perlakuan diatas antara lain:

    1) Seharusnya suhu dibuat rendah agar menggeser ketimbangan ke kanan, namun menurut proses ini dibuat tinggi.

    Hal ini dilakukan karena reaksi berlangsung dengan baik pada suhu tinggi dibanding pada suhu rendah.

    2) Selain itu, suhu tinggi dapat mengaktifkan kerja katalis V2O5, sehingga mempercepat keadaan setimbang.

    3) Seharusnya tekanan diperbesar, namun perbesaran tekanan tidak seimbang dengan hasil yang memadai, sehingga tekanan normal (1 atm) yang digunakan.

    Jika tekanan gas diperbesar (volume gas diperkecil), kesetimbangan bergeser ke ruas yang jumlah koefisiennya lebih kecil.

    Jika tekanan gas diperkecil (volume gas diperbesar), kesetimbangan bergeser ke ruas yang jumlah koefisiennya lebih besar.

    Jika suhu dinaikkan, sistem akan menurunkan suhu dan kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm.

    Jika suhu diturunkan, sistem akan menaikkan suhu dan kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm.

  • KIM 3

    1

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Larutan Asam-Basa A. PENDAHULUAN

    Larutan asam dan basa memiliki derajat atau tingkat keasaman atau kebasaan yang diukur dalam pH dan pOH.

    B. NILAI PH DAN POH

    pH (puissance de H+) adalah derajat asam-basa larutan yang diukur berdasarkan [H+] larutan.

    Nilai pH dapat dirumuskan:

    Kisaran umum nilai pH larutan:

    Makna nilai pH larutan:

    1) Semakin besar [H+] maka makin kecil nilai pH.

    2) Keasaman berbanding terbalik dengan nilai pH, kebasaan berbanding lurus dengan nilai pH.

    3) Larutan dengan pH < 7 bersifat asam, pH = 7 bersifat netral, dengan pH > 7 bersifat basa.

    pOH (puissance de OH) adalah derajat asam-basa larutan yang diukur berdasarkan [OH] larutan.

    Nilai pOH dapat dirumuskan:

    Kisaran umum nilai pOH larutan:

    Makna nilai pOH larutan:

    1) Semakin besar [OH] maka makin kecil nilai pOH.

    2) Kebasaan berbanding terbalik dengan nilai pOH, keasaman berbanding lurus dengan nilai pOH.

    3) Larutan dengan pOH < 7 bersifat basa, pOH = 7 bersifat netral, dengan pOH > 7 bersifat asam.

    Hubungan pH dan pOH dapat diturunkan dari derajat asam-basa yang dimiliki air yang bersifat netral (pH = pOH).

    Ionisasi air adalah reaksi kesetimbangan yang menghasilkan [H+] dan [OH-] dalam jumlah sama.

    Hubungan [H+] dan [OH-] dengan Kw = 10-14:

    Hubungan pH dan pOH dengan pKw = 14:

    C. ASAM-BASA KUAT DAN LEMAH

    Asam dan basa disebut kuat apabila:

    1) Mudah terion karena ikatan antar atom mudah lepas akibat jarak antar inti atom pada molekul yang sangat jauh.

    2) Memiliki = 1 atau terion sempurna.

    Golongan asam dan basa kuat:

    Asam kuat Basa kuat

    HCl HNO3 NaOH Mg(OH)2

    HBr HClO4 KOH Ca(OH)2

    HI H2SO4 Sr(OH)2

    Nilai konsentrasi H+ dan OH- asam-basa kuat:

    Asam monovalen kuat Asam divalen kuat

    Basa monovalen kuat Basa divalen kuat

    Pengenceran asam dan basa kuat:

    1) Dua larutan asam atau basa kuat yang berbeda konsentrasi sebesar 10n kali memiliki beda pH sebesar n satuan.

    2) Jika asam kuat diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya naik n satuan.

    3) Jika basa kuat diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya turun n satuan.

    Asam dan basa disebut lemah apabila:

    1) Sukar terion karena ikatan antar ion sulit lepas akibat jarak antar inti atom pada molekul yang sangat dekat.

    2) Memiliki 0 < < 1 atau terion sebagian, sehingga terjadi kesetimbangan.

    Golongan asam dan basa lemah adalah selain dari golongan asam dan basa kuat.

    [H+] = Ma [H+] = 2. Ma

    [OH-] = Mb [OH-] = 2. Mb

    pH = log [H+]

    netral asam basa

    1 7 14

    makin asam makin basa pH

    pOH = log [OH]

    netral basa asam

    1 7 14

    makin basa makin asam pOH

    NILAI pH DAN pOH Jika [H+] atau [OH]: 1 x 10-n, maka pH atau pOH adalah n. a x 10-n, maka pH atau pOH adalah n log a. Jika pH atau pOH: n, maka [H+] atau [OH] adalah 1 x 10-n.

    [H+][OH] = 10-14

    pH + pOH = 14

  • KIM 3

    2

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Reaksi ionisasi asam-basa lemah merupakan reaksi kesetimbangan yang memiliki nilai konstanta ionisasi asam-basa (Ka dan Kb).

    Bentuk umum tetapan ionisasi asam:

    Contoh:

    Pada reaksi ionisasi CH3COOH, tetapan ionisasi asam:

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

    Semakin besar nilai Ka, maka akan semakin

    kuat sifat suatu asam.

    Bentuk umum tetapan ionisasi basa:

    Contoh:

    Pada reaksi ionisasi Mg(OH)2, tetapan ionisasi basa:

    Mg(OH)2(aq) qe Mg2+(aq) + 2OH-(aq)

    Semakin besar nilai Kb, maka akan semakin

    kuat sifat suatu basa.

    Nilai konsentrasi H+ dan OH- asam-basa lemah:

    Asam lemah

    Basa lemah

    Pengenceran asam dan basa kuat:

    1) Jika asam lemah diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya naik 1/2n satuan.

    2) Jika basa lemah diencerkan sebesar 10n kali, maka pHnya turun 1/2n satuan.

    Hubungan derajat ionisasi dengan tetapan ionisasi asam-basa:

    Asam lemah Basa lemah

    Tetapan ionisasi

    Derajat ionisasi

    Asam-basa dan pasangan konjugasi memiliki

    hubungan nilai tetapan ionisasi asam-basa.

    Hubungan nilai tetapan ionisasi asam-basa dan pasangan konjugasinya dengan Kw = 10-14:

    D. INDIKATOR ASAM-BASA

    Indikator asam-basa adalah zat yang digunakan untuk mengidentifikasi sifat asam-basa suatu larutan/zat.

    Indikator asam-basa merupakan asam lemah atau basa lemah organik yang warna molekul dengan warna ionnya berbeda.

    Indikator asam-basa yang dapat digunakan:

    1) Mengalami perubahan warna yang jelas ketika ditetesi asam atau basa.

    2) Indikator alami berupa ekstrak warna dari bunga berwarna terang/menyala.

    Reaksi ionisasi indikator dari asam lemah organik:

    HInd(aq) qe H+(aq) + Ind(aq)

    warna 1 tak berwarna warna 2

    1) Setelah ditambahkan dengan asam:

    HInd(aq) qe H+(aq) + Ind(aq)

    HAn(aq) d H+(aq) + An(aq)

    bertambah

    Kesetimbangan bergeser ke kiri karena H+ bertambah, sehingga warna yang muncul adalah warna 1 (warna molekul).

    2) Setelah ditambahkan dengan basa:

    HInd(aq) qe H+(aq) + Ind(aq)

    KatOH(aq) d OH (aq) + Kat+(aq)

    berikatan

    Kesetimbangan bergeser ke kanan karena H+ berkurang, sehingga warna yang muncul adalah warna 2 (warna anion).

    Reaksi ionisasi indikator dari basa lemah organik:

    IndOH(aq) qe Ind+(aq) + OH(aq)

    warna 1 warna 2 tak berwarna

    1) Setelah ditambahkan dengan asam:

    IndOH(aq) qe Ind+(aq) + OH(aq)

    HAn(aq) d An(aq) + H+(aq)

    berikatan

    Kesetimbangan bergeser ke kanan karena OH- berkurang, sehingga warna yang muncul adalah warna 2 (warna kation).

    2) Setelah ditambahkan dengan basa:

    IndOH(aq) qe Ind+(aq) + OH(aq)

    KatOH(aq) d Kat+(aq) + OH (aq)

    bertambah

    Kesetimbangan bergeser ke kiri karena OH- bertambah, sehingga warna yang muncul adalah warna 1 (warna molekul).

    [H+] = Ma.Ka [H+] = Ma.

    [OH-] = Mb.Kb [OH-] = Mb.

    = KaMa

    = KbMb

    Ka = Ma. 2 Kb = Mb. 2

    Ka = [H+] [An-]

    [HAn]

    Ka = [H+] [CH3COO

    -]

    [CH3COOH]

    Kb = [Kat+] [OH-]

    [KatOH]

    Kb = [Mg2+] [OH-]2

    [Mg(OH)2]

    Ka Kb = 10-14

  • KIM 3

    3

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Warna indikator asam-basa berubah secara gradual dari pH ke pH dan memiliki trayek perubahan warna.

    Trayek perubahan warna adalah batas-batas pH dimana indikator mengalami perubahan warna.

    Macam-macam indikator asam-basa:

    Indikator Trayek Warna 1 Warna 2 Campuran Indikator Trayek Warna 1 Warna 2 Campuran

    Lakmus 5,5 8,0 merah biru ungu

    Timol biru

    1,2 2,8 merah kuning jingga

    Metil jingga

    3,1 4,4 merah kuning jingga 8,0 9,6 kuning biru hijau

    Metil merah

    4,2 6,3 merah kuning jingga Bromtimol

    biru 6,0 7,6 kuning biru hijau

    Metil kuning

    2,9 4,0 merah kuning jingga Bromkresol

    ungu 5,2 6,8 kuning ungu coklat

    Fenol merah

    6,8 8,4 kuning merah jingga Bromkresol

    hijau 3,8 5,4 kuning biru hijau

    Fenolftalein 8,3 10,0 tak

    berwarna merah

    merah muda

    Kresol ungu

    7,6 9,2 kuning ungu coklat

    Timolftalein 9,3 10,5 tak

    berwarna biru biru muda

    Alizarin kuning

    10,0 12,0 kuning ungu coklat

    Contoh:

    Suatu larutan ketika dicelupkan/ditetesi indikator:

    a. Lakmus biru berubah menjadi ungu,

    b. Bromtimol biru menjadi hijau,

    c. Metil merah menjadi kuning,

    d. Fenolftalein menjadi tak berwarna.

    Jawab:

    Dari data diatas, maka pada masing-masing indikator perkiraan pH larutan adalah:

    a. pH 5,5 8,0 c. pH > 6,3

    b. pH 6,0 7,6 d. pH < 8,3

    Pilih nilai lebih dari yang terbesar, dan kurang dari yang terkecil, sehingga perkiraan pH larutan adalah 6,3 7,6.

    Warna campuran adalah gabungan warna 1 dan warna 2, dan muncul ketika suatu larutan pHnya berada dalam trayek perubahan warna.

    Indikator asam-basa akan tepat pada warna campuran ketika warna 1 sama dengan warna 2, sehingga nilai tetapan ionisasi indikator:

    Indikator asam-basa asam organik lemah:

    Indikator asam-basa basa organik lemah:

    Contoh:

    Suatu indikator memiliki trayek perubahan warna kuning merah dengan pH 6,7 8,1. Tentukan nilai Ka indikator tersebut!

    Jawab:

    pH titik tengah = 6,7+8,1

    2 = 7,4

    pKa = pH pada titik tengah

    pKa = 7,4

    pKa = log 10-7,4

    Ka = [H+] pada titik tengah

    [H+] = antilog(-7,4) = antilog(-8 + 0,6)

    Ka = antilog(0,6) x 10-8 = 3,98 x 10-8

    [HInd] = [Ind-] Ka = [H+] [Ind-]

    [HInd]

    Ka Ind = [H+] pH titik tengah trayek

    [IndOH] = [Ind+] Kb = [Ind+] [OH-]

    [IndOH]

    Kb Ind = [OH-] pOH titik tengah trayek

  • KIM 3

    1

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Teori Asam-Basa A. PENDAHULUAN

    Konsep dasar mengenai asam dan basa:

    1) Asam adalah zat yang memiliki rasa masam dan bersifat korosif (merusak).

    2) Basa adalah zat yang memiliki rasa pahit, melarutkan lemak, dan bersifat kaustik (licin).

    Konsep dasar lain mengenai asam dan basa yang dikemukakan oleh para ilmuwan:

    1) Menurut Lavoisier, zat yang menyebabkan sifat asam adalah oksigen.

    2) Menurut Sir H. Davy, zat yang menyebabkan sifat asam adalah hidrogen.

    3) Menurut Gay-Lussac, asam dan basa adalah zat yang saling menetralkan satu sama lain.

    Selanjutnya, muncul teori asam-basa yang paling dapat diterima dan digunakan sampai sekarang.

    B. TEORI ASAM-BASA ARRHENIUS

    Svante August Arrhenius mengemukakan teori asam-basa tahun 1884.

    Teori asam Arrhenius:

    Reaksi ionisasi asam dalam air:

    HxA(aq) d xH+(aq) + Ax(aq)

    valensi asam ion sisa asam

    Contoh:

    Asam klorida HCl d H+ + Cl

    Asam sulfida H2S qe 2H+ + S2

    Macam-macam asam menurut teori Arrhenius:

    1) Asam monovalen (satu valensi asam)

    Contoh: HCl, HF, HBr.

    2) Asam polivalen (banyak valensi asam)

    Contoh: H2SO4 (divalen), H3PO3 (trivalen)

    Teori basa Arrhenius:

    Reaksi ionisasi basa dalam air:

    B(OH)x (aq) d Bx+(aq) + xOH(aq)

    ion sisa basa valensi basa

    Contoh:

    Natrium hidroksida NaOH d Na+ + OH

    Magnesium hidroksida Mg(OH)2 qe Mg2+ + 2OH

    Teori asam-basa Arrhenius merupakan teori asam-basa yang pertama kali dapat diterima.

    Kekurangan teori asam-basa Arrhenius:

    1) Hanya dapat menjelaskan sifat asam-basa apabila suatu zat dilarutkan dalam air.

    2) Tidak dapat menjelaskan sifat basa amonia dan natrium karbonat yang tidak mengandung ion OH namun menghasilkan ion OH ketika dilarutkan dalam air.

    Kekuatan asam dan basa menurut teori Arrhenius didasarkan atas [H+] dan [OH].

    1) Asam kuat memiliki [H+] yang besar, asam lemah memiliki [H+] yang kecil.

    2) Basa kuat memiliki [OH] yang besar, basa lemah memiliki [OH] yang kecil.

    C. TEORI ASAM-BASA BRONSTED-LOWRY

    Johanes N. Bronsted dan Thomas M. Lowry mengemukakan teori asam-basa tahun 1923.

    Menurut Bronsted-Lowry, asam dan basa hanya terionisasi dalam air karena:

    1) Air menarik ion H+ sehingga membentuk ion hidronium (H3O+),

    2) Air melepas ion H+ sehingga membentuk ion hidroksida (OH).

    Contoh:

    asam HCl + H2O d Cl + H3O+

    basa NH3 + H2Oqe NH4+ + OH

    Teori asam-basa Bronsted-Lowry:

    Menurut teori asam-basa Bronsted-Lowry:

    1) Asam yang telah melepaskan satu proton akan membentuk spesi atau zat yang disebut basa konjugasi.

    Contoh:

    asam qe proton + basa konjugasi

    HCl qe H+ + Cl

    H2SO4 qe H+ + HSO4

    H3PO4 qe H+ + H2PO4

    NH4+ qe H+ + NH3

    Pembawa sifat asam adalah ion H+ dan asam melepas ion H+ dalam air.

    Pembawa sifat basa adalah ion OH dan basa melepas ion OH dalam air.

    H+

    H+

    Asam adalah spesi atau zat yang merupakan donor proton (H+).

    Basa adalah spesi atau zat yang merupakan akseptor proton (H+).

  • KIM 3

    2

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    2) Basa yang telah menerima satu proton akan membentuk spesi atau zat yang disebut asam konjugasi.

    Contoh:

    basa + proton qe asam konjugasi

    O2 + H+ qe OH

    HCO3 + H+ qe H2CO3

    Cl + H+ qe HCl

    OH + H+ qe H2O

    Kelebihan teori asam-basa Bronsted-Lowry:

    1) Dapat menjelaskan sifat asam-basa zat pada pelarut dan larutan selain air, bahkan tanpa pelarut.

    Contoh:

    NH3 + HCl d NH4+ + Cl

    basa asam asam k. basa k.

    ` HNO3 + H2SO4 d H2NO3+ + HSO4

    basa asam asam k. basa k.

    2) Dapat menjelaskan sifat asam-basa kation dan anion.

    Contoh:

    HClO4 + HCO3 d ClO4 + H2CO3

    asam basa basa k. asam k.

    3) Dapat menjelaskan zat yang bersifat amfoter/ amfiprotik (dapat berupa asam atau basa).

    Contoh:

    Air dapat bersifat asam atau basa.

    NH4+ + H2O d NH3 + H3O+

    asam basa basa k. asam k.

    HCO3 + H2O d H2CO3 + OH

    basa asam

    Kelemahan teori asam-basa Bronsted-Lowry adalah tidak dapat menjelaskan sifat asam-basa yang tidak melibatkan transfer proton.

    Kekuatan asam dan basa menurut teori Bronsted-Lowry didasarkan atas kemampuan zat melepas dan menarik proton.

    1) Asam kuat mudah melepas proton, asam lemah sukar melepas proton.

    2) Basa kuat mudah menarik proton, basa lemah sukar menarik proton.

    3) Kekuatan asam berbanding terbalik dengan kekuatan basa konjugasinya.

    4) Kekuatan basa berbanding terbalik dengan kekuatan asam konjugasinya.

    Kekuatan asam dan basa menurut teori Bronsted-Lowry bersifat relatif.

    1) Jika dua larutan asam berbeda dicampur-kan dengan suatu larutan basa secara terpisah:

    a. Pada asam 1, basa bersifat lemah,

    b. Pada asam 2, basa bersifat kuat,

    Maka asam 2 lebih kuat daripada asam 1.

    2) Jika dua larutan basa berbeda dicampur-kan dengan suatu larutan asam secara terpisah:

    a. Pada basa 1, asam bersifat lemah,

    b. Pada basa 2, asam bersifat kuat,

    Maka basa 2 lebih kuat daripada basa 1.

    D. TEORI ASAM-BASA LEWIS

    Gilbert N. Lewis mengemukakan teori asam-basa tahun 1923.

    Menurut Lewis, transfer proton terjadi karena adanya pasangan elektron bebas pada basa, yang kemudian akan membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan proton tersebut.

    Teori asam-basa Lewis:

    Contoh:

    HNO3

    Asam : atom O

    Basa : atom N

    H2SO4

    Asam : atom O

    Basa : atom S

    HClO4

    Asam : atom O

    Basa : atom S

    .. : O : .. .. .. O = N O H .. ..

    .. : O : .. H O S O H .. : O : .. .. : O : .. .. H O Cl : O : .. .. : O : ..

    H+

    H+

    H+

    H+

    H+

    Asam adalah spesi atau zat akseptor pasangan elektron.

    Basa adalah spesi atau zat donor pasangan elektron.

  • KIM 3

    3

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    NH3 + H+ d NH4 Asam : ion H+

    Basa : atom N pada NH3

    + d

    NH3 + BF3 d NH3BF3 Asam : atom B pada BF3

    Basa : atom N pada NH3

    +

    d

    CaO + CO2 d CaCO3 Asam : atom C pada CO2

    Basa : atom O pada CaO

    +

    d

    H2O + CO2 d H2CO3 Asam : atom C pada CO2

    Basa : atom O pada H2O

    +

    g

    Kelebihan teori asam-basa Lewis:

    1) Dapat menjelaskan sifat asam-basa yang tidak melibatkan transfer proton.

    2) Dapat menjelaskan sifat asam-basa oksida asam dan oksida basa.

    3) Dapat menjelaskan sifat asam-basa senyawa yang memiliki pasangan elektron bebas.

    4) Dapat menjelaskan sifat asam-basa senyawa organik seperti protein dan DNA.

    Kekurangan teori asam-basa Lewis:

    1) Hanya dapat menjelaskan sifat asam-basa zat atau ion yang mencapai kaidah oktet.

    2) Hanya dapat menjelaskan sifat asam-basa senyawa kovalen.

    H | H N : | H

    H+

    H | H N : H | H

    H | H N : | H

    F | B F | F

    H F | | H N : B F | | H F

    Ca : O :

    : O : || C ||

    : O :

    : O : // Ca O : C \\ : O :

    H |

    : O : | H

    : O : || C ||

    : O :

    H |

    : O : | H

    1 : O :

    C

    : O :

    .. .. H O C O H .. .. .. .. : O : ..

    H | : O :: | H

    2 + : O : /

    C \

    : O : +

  • KIM 3

    1

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Titrasi Asam-Basa A. KEMOLARAN

    Dalam asam-basa, besaran yang digunakan adalah kemolaran benda.

    Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dari tiap liter larutan.

    Kemolaran larutan jika kadar diketahui:

    Rumus pengenceran larutan:

    B. PH CAMPURAN

    Konsentrasi H+ campuran dua larutan asam kuat dengan pH berbeda adalah:

    Contoh:

    100 mL HCl pH = 4 ditetesi dengan 100 mL HCl pH = 3. Tentukan pH campuran.

    n H+ pada HCl 1 = 10-1 x 10-4 = 10-5 mol

    n H+ pada HCl 2 = 10-1 x 10-3 = 10-4 mol

    [H+] = (10-5+10-4)

    (10-1+10-1) = 5,5 x 10-4 M

    pH = log(5,5 x 10-4) = 4 log5,5 pH = 3,25

    Konsentrasi OH campuran dua larutan basa kuat dengan pH berbeda adalah:

    Contoh:

    10 mL NaOH 0,1 M dicampur dengan 20 mL Ca(OH)2 0,8 M. Tentukan pH campuran.

    n OH- pada NaOH = 0,1 x 10 = 1 mmol

    n OH- pada Ca(OH)2 = 0,8 x 20 = 16 mmol

    [OH-] = 15 mmol

    (10 + 20)mL = 0,5 M

    pOH = log(5 x 10-1) = 1 log5

    pH = 14 1 + log5 pH = 12,3

    pH campuran larutan asam kuat dan basa kuat dihitung dari jumlah ion H+ dan OH- akhir.

    Jika larutan asam dan basa tepat habis bereaksi, maka pH campuran = 7 (netral).

    Contoh:

    Sebanyak 50 mL HCl 0,1 M dicampurkan dengan 50 ml NaOH 0,1 M. Tentukan pH campuran.

    n H+ pada HCl = 0,1 x 50 = 5 mmol

    n OH- pada NaOH = 0,1 x 50 = 5 mmol

    Jumlah mol sama, maka pH = 7.

    Jika larutan asam bersisa, maka pH campuran dihitung menggunakan [H+] sisa.

    Contoh:

    Sebanyak 50 mL HBr 0,2 M dicampurkan dengan 50 mL KOH 0,1 M. Tentukan pH campuran.

    n H+ pada HBr = 0,2 x 50 = 10 mmol

    n OH- pada NaOH = 0,1 x 50 = 5 mmol

    Jumlah mol H+ berlebih 5 mmol, maka:

    [H+] = 5 mmol

    (50+50)mL = 0,05 M

    pH = log(5 x 10-2) = 2 log5 pH = 1,3

    Jika larutan basa bersisa, maka pOH campuran dihitung menggunakan [OH-] sisa.

    Contoh:

    Tabung reaksi berisi 50 mL NaOH 0,48 M ditetesi 10 mL H2SO4 0,9 M. Tentukan pH campuran.

    n H+ pada H2SO4 = 2 x 0,9 x 10 = 18 mmol

    n OH- pada NaOH = 0,48 x 50 = 24 mmol

    Jumlah mol OH- berlebih 6 mmol, maka:

    [OH-] = 6 mmol

    (50+10)mL = 0,1 M

    pOH = log(1 x 10-1) = 1

    pH = 14 - 1 pH = 13

    C. TITRASI ASAM-BASA

    Titrasi asam-basa adalah prosedur yang dilakukan untuk menentukan kemolaran/kadar suatu asam/basa berdasarkan reaksi netralisasi.

    Istilah dalam titrasi asam-basa:

    1) Pentiter, zat yang mentitrasi suatu asam-basa yang akan ditentukan kemolarannya.

    2) Daerah perubahan pH drastis, daerah dimana penambahan sedikit tetes pentiter akan mengubah warna indikator asam-basa.

    3) Titik ekuivalen, titik dimana asam dan basa tepat habis bereaksi.

    4) Titik akhir titrasi, titik dimana indikator asam-basa mengalami perubahan warna.

    M = n

    V

    M = kemolaran/molaritas (mol/L) n = jumlah mol zat terlarut (mol) V = volume larutan/ruangan gas (L)

    M = K 10

    mm

    = massa jenis larutan (kg/L) K = persen kadar zat terlarut mm = massa molar/Ar/Mr (kg)

    M1.V1 = M2.V2

    [H+] = n H+total

    V total

    [OH-] = n OH-total

    V total

  • KIM 3

    2

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Titrasi asam-basa dilakukan menggunakan sebuah indikator asam-basa dan zat pentiter.

    Indikator asam-basa yang baik untuk titrasi:

    1) Punya trayek perubahan pH yang berada pada atau sekitar titik ekuivalen.

    2) Perubahan warna terlihat jelas dan tajam.

    Prosedur titrasi (contohnya asam dengan basa):

    1) Asam yang akan dititrasi ditetesi indikator asam-basa secukupnya.

    2) Masukkan pentiter berupa basa setetes demi setetes sambil menghitung.

    3) Ketika warna indikator berubah, hentikan titrasi (titik akhir titrasi).

    Titrasi Kurva titrasi Keterangan

    Asam kuat dengan basa kuat

    Basa kuat dengan asam kuat

    Asam kuat dengan basa lemah

    Basa lemah dengan asam kuat

    4

    10

    pH TE = 7

    pH awal

    volume basa kuat

    Zat pentiter adalah basa kuat.

    Daerah perubahan pH drastis 4 10.

    pH titik ekuivalen 7.

    Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah, bromtimol biru, dan fenolftalein (lebih tajam).

    4

    10

    pH TE = 7

    pH awal

    volume asam kuat

    Zat pentiter adalah asam kuat.

    Daerah perubahan pH drastis 4 10.

    pH titik ekuivalen 7.

    Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah, bromtimol biru, dan fenolftalein (lebih tajam).

    4

    7

    pH TE = 5 6

    pH awal

    volume basa lemah

    Zat pentiter adalah basa lemah.

    Daerah perubahan pH drastis 4 7.

    pH titik ekuivalen 5 6.

    Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah.

    4

    7

    pH TE = 5 6

    pH awal

    volume asam kuat

    Zat pentiter adalah asam kuat.

    Daerah perubahan pH drastis 4 7.

    pH titik ekuivalen 5 6.

    Indikator yang dapat digunakan adalah metil merah.

  • KIM 3

    3

    materi78.co.nr

    LARUTAN ASAM-BASA

    Basa kuat dengan asam lemah

    Asam lemah dengan basa kuat

    Titrasi asam lemah menggunakan basa lemah dan sebaliknya tidak dilakukan karena:

    1) Perubahan pH drastis terjadi sangat singkat.

    2) Tidak ada indikator yang cukup teliti untuk mengamati perubahan.

    3) Reaksi berlangsung lambat dan tidak tuntas.

    Pada titrasi asam-basa, berlaku rumus titrasi:

    Asam-basa monovalen dan asam-basa divalen

    Asam divalen-basa monovalen

    Basa divalen-asam monovalen

    7

    10

    pH TE = 8 9

    pH awal

    volume basa kuat

    Zat pentiter adalah asam lemah.

    Daerah perubahan pH drastis 7 10.

    pH titik ekuivalen 8 9.

    Indikator yang dapat digunakan adalah fenolftalein.

    7

    10

    pH TE = 8 9

    pH awal

    volume basa kuat

    Zat pentiter adalah basa kuat.

    Daerah perubahan pH drastis 7 10.

    pH titik ekuivalen 8 9.

    Indikator yang dapat digunakan adalah fenolftalein.

    Ma. Va = Mb. Vb

    2. Ma. Va = Mb. Vb

    Ma. Va = 2. Mb. Vb

  • KIM 3

    1

    materi78.co.nr

    REAKSI DAN STOIKIOMETRI LARUTAN

    Reaksi dan Stoikiometri Larutan A. PERSAMAAN REAKSI ION

    Persamaan reaksi ion adalah persamaan reaksi yang menjelaskan bagaimana reaksi antar-ion terjadi pada larutan elektrolit.

    Persamaan reaksi ion terdiri dari:

    1) Persamaan reaksi ion