Download - MATERI ANORGANIK

Transcript
  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    1/36

    HANDOUT/PEDOMAN PERKULIAHAN

    DASAR REAKSI ANORGANIK (KIMIA ANORGANIK II)

    Fakultas : MIPA

    Jurusan/Pr!ra" stu#$ : K$"$a/K$"$aS%"%st%r : I&

    Ju"la' "a'as$sa : *

    Ds%n P%n!a"+u

    Sa,%kt$ -a',un$n!s$'. MS$

    DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

    FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

    UNI&ERSITAS SE0ELAS MARET

    SURAKARTA

    1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    2/36

    RAN1ANGAN PROGRAM PEM0ELAJARAN/PERKULIAHAN

     No

    Mingguke

    Pokok bahasan/sub pokok bahasan

    Kegiatan belajar 

    Referensi

    1-4 Prinsip dasar reaksi kimia:

    1. Konsep energi ikatan dan

    struktur molekul.

    hermokimia energi ikat

    !. Prinsip entalpi.dan kekuatan

    ikatan

    4. Prisip entalpi" entropi dan

    energi bebas padakespontanan reaksi.

    #. Pelarutan $at dan peranan

    medium dalam reaksi kimia.

    %o&ser" '.R."

     Inorganic

    Chemistry"

    1((!"

    %rooks/)ole

    Publishing

    )ompan*"

    )alifornia.

    +harpe" ,.

    ." Inorganic

    Chemistry"

    !th edition"

    1((" 'ohn

    ile* and

    +ons" 0n."

     Ne& 2ork.

    #-1 Reaksi ,norganik dalam

    medium air:

    1. +istem redoks dan elektrokimia

    3potensial sel elektro-kimia."

    diagram po-tensial" driing

    fore reaksi redoks" pema-

    kaian reaksi redoks5.. +istem asam basa 3asam basa

    ,rhenius" asam basa %ronsted

    6o&r*" asam basa 6e&is"

    asam basa 6u7-8lood" asam

     basa 9sanoih" teori

    +,%";onor number dan

    ,eptor number" kekuatan

    asam-basa pada medium air.

    !. ubungan reaksi redoks dengan

    reaksi asam basa.

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    3/36

    1!-1< Reaksi anorganik dalam medium

    non air:

    1. +ifat sifat pelarut non air3konstanta dielektrik" auto-

    ionisasi" tendensi asam basa"

    kompleksasi" tendensi oksi-

    dasi-reduksi5.

    . Reaksi dalam media amo-niak 

    !. Reaksi dalam medium

    asetonitril

    4. Reaksi dalam medium 8

    #. Reaksi dalam medium

    lelehan garam.

    PENDAHULUAN

    Mata kuliah dasar reaksi anorganik menakup prinsip dasar reaksi

    anorganik dalam pelarut air dan non air. 9ntuk mempelajari prinsip dasar reaksi

    anorganik perlu memahami dahulu konsep energi ikatan dan struktur molekul"

    thermokimia energi ikat konsep entalpi" entropi dan energi bebas pada

    kespontanan reaksi" dan pelarutan $at dan peranan medium dalam reaksi kimia.

    Reaksi anorganik dalam pelarut air menakup reaksi reduksi oksidasi dan reaksi

    asam basa. +edangkan reaksi anorganik dalam medium non air meliputi

    klasifikasi pelarut" reaksi dalam medium amoniak" reaksi dalam medium

    asetonitril" reaksi dalam medium 8 dan reaksi dalam medium lelehan garam.

    ujuan pembelajaran umum dari mata kuliah ini adalah agar mahasis&a

    mampu memahami dan menerapkan dasar-dasar reaksi anorganik sehingga

    diharapkan akan menunjang mata kuliah pada semester selanjutn*a misaln*a

    mata kuliah organologam" dan mekanisme reaksi anorganik.

    9ntuk mempelajari mata kuliah ini mahasis&a dis*aratkan untuk 

    menempuh mata kuliah Kimia ;asar 00 *ang merupakan mata kuliah &ajib pada

    semester 00 pada jurusan Kimia 8M0P,. +elain mengikuti perkuliahan *ang

    dilakukan jam/minggu mahasis&a juga diharapkan untuk melatih diri untuk 

    mengerjakan soal-soal dan melakukan praktikum Kimia anorganik 0. +oal ujian

    selalu diadakan dalam bentuk esai sehingga pemahaman mahasis&a merupakan

    kriteria keberhasilan dari mata kuliah ini.

    !

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    4/36

    POKOK 0AHASAN : Prinsip dasar reaksi kimia:

    PERKULIAHAN KE : 1-4

    MINGGU KE/0ULAN : 1-4/

    TUJUAN PEM0ELAJARAN KHUSUS :

    1. Memahami konsep energi ikatan dan struktur molekul

    . Memahami thermokimia energi ikat

    !. Memahami prinsip entalpi dan kekuatan ikatan

    4. Memahami konsep entalpi" entropi dan energi bebas pada kespontanan

    reaksi

    #. Mempelajari pelarutan $at dan peranan medium dalam reaksi kimia.

    A RINGKASAN MATERI

    2 Kns%+ %n%r!$ $katan #an struktur "l%kul

    =nergi ikat adalah perubahan entalpi pada dissosiasi molekul gas pada

    temperatur >? K menjadi atom-atom gas ground state. +ehingga energi ikat

    merupakan kebalikan dari entalpi pembentukan.

    4

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    5/36

    3g5 @ 3g5  3g5  ∆ A -4! k'/mol 3entalpi

     pembentukan 5  3g5 3g5 @ 3g5  ∆ A 4! k'/mol 3 energi energi ikat

    5

      Konsep energi ikat dapat digunakan untuk memprediksi struktur 

    molekul.seperti pada penentuan struktur molekul NB8!. 6angkah-langkah *ang

    harus dikerjakan menentukan struktur 6e&is dari NB8! terlebih dahulu.

      8 8

     8 N 8 atau 8 N B 8

      8

    3a5 3b5

    %erdasarkan dua struktur le&is tersebut diari mana *ang lebih disukai dengan

    menentukan muatan formal *ang dimiliki pada tiap atom. Muatan *ang saling

     berdekatan merupakan salah satu faktor *ang dapat menurunkan kestabilan. Pada

    struktur 3a5 terdapat muatan berbeda *ang saling berdekatan " sedangkan pada 3b5

    tidak. Namun pada 3b5 jika dihitung total energi ikatn*a akan lebih rendah.

    otal energi ikat struktur 3a5: !3>? k'/mol5 @ k'/mol A 1C#< k'/mol

    otal energi ikat struktur 3b5: 3>? k'/mol5 @ k'/mol @ 1(C k'/mol

    @ 14 k'/mol A (

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    6/36

    elektron bebas 3lone pair elektron). +edangkan pada struktur 3b5 terdapat dua

     pusat atom *aitu N dan B . ,tom B memiliki elektron bebas *ang dapat

    melemahkan ikatan N-B maupun B-8 sehinngga seara keseluruhan dapat

    mendestabilkan struktur.

     

    3 T'%r"k$"$a En%r!$ $kat

    Keenderungan dalam satu group semakim ukurann*a bertambah maka

    akan memperlemah ikatan" sehingga energi ikat turun.

    )-)

    +i-+i energi ikat naik 

    e-e

    +n-+n

    +edangkan keenderungan dalam satu periode adalah semakin ke kanan karena

    faktor tolakan pasangan elektron bebas" energi ikat turun.

    )-) N-N B-B

    =nergi ikat turun" panjang ikatan naik 

    Pada ikatan rangkap" ikatan terdiri dari satu ikatan σ dan satu atau duaikatan π. =nergi ikat ikatan rangkap tergantung pada order ikatan" ukuran

    molekul" dan terdapatn*a pasangan elektron bebas. =nergi ikat dari ikatan rangkap

    merupakan hasil kontribusi dari ikatan σ dan ikatan π. Pengaruh orde ikatan 3%.B

    A bond order5 pada energi ikat dapat dilihat pada spsies B@" B" B

    -" dan B-

    +pesies %ond order d" pm ;" k'/mol

    B@ "# 11 -

     B  "C 11 4(4

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    7/36

    B- 1"# 1< !(!

     B- 1"C 14( -

    Brde ikatan 3%.B.5 dihitung dari rata rata jumlah elektron *ang ada pada orbital

     bonding dan jumlah elektron *ang ada pada orbital non bonding.

    Pada B estimasi kontribusi dari ikatan σ dan ikatan π dapat dihitung dari

     persamaan:

    =σ A =s 3ds / dm5

    =σ  adalah energi dari kontribusi ikatan σ" =s  adalah energi ikatan tunggal" ds

    adalah panjang ikatan tunggal " sedangkan dm adalah panjang ikatan rangkap.

    =σ akan berharga maksimum jika tidak terdapat pasangan elektron bebas 3group

    145. +edangkan jika terdapat pasangan elektron bebas 3group 1#" dan 1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    8/36

    ∆1/  akan berharga sama dengan ∆χ *aitu perbedaan elektronegatifitas antara D

    dan E.Perbedaan elektronegatifitas *ang rendah antara D dan E menghasilkan

    muatan parsial *ang rendah" atau polaritasn*a rendah. 'ika perbedaan

    elektronegatifitas D dan E besar maka ikatan D dan E terpolarisasi. +emakin besar 

    muatan parsial pada D dan E maka karakter ionik akan semakin tinggi" tambahan

    energi dari kontribusi resonansi ionik akan besar.

    +alah satu metode estimasi karakter ionik adalah dengan menggunakan

     pendekatan persamaan elektronegatifitas:

    χ A a @ bI

    ,sumsi *ang digunakan adalah pada ikatan koalen murni" distribusi muatan

    terjadi sedemikian hingga ikatan antar atom memiliki χ  sama. Misaln*a untuk 

    sen*a&a D-E" maka:

    χ3D5 A χ3E5

     a3D5 @ b3D5.I3D5 A a3E5 @ b3E5.I3E5

      I3D5 A I3E5maka:

    a3D5 @ b3D5.I3E5 A a3E5 @ b3E5.I3E5

    I3E5 A Ga3D5 Ja3E5H / Gb3D5 @ b3E5H

    a adalah elektronegatifitas nominal dari orbital" sedangkan b adalah konstanta

    *ang menerminkan kemampuan orbital tersebut untuk mengakomodasi

     penambahan densitas elektron. )ontoh:

    ,tom , %

    K "4 1"(

    %r >"#( 4"

    Muatan parsial K :

    I3K5 A G>"#(-"4H / G34" @ 1"(5H A @C"41

    ;istribusi muatan parsial K%r adalan K @C"41 %r -C"41

    Karakter ionik K%r A 4"1

    Karakter koalen K%r A #>"(

    ?

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    9/36

     Faktor- faktor yang mempengaruhi energi ikat heteroatom

    8aktor- faktor *ang mempengaruhi energi ikat heteroatom adalah:

    1. =nergi ikat M-D rata rata pada molekul MDn turun dengan naikn*a n

    al ini disebabkan oleh kombinasi faktor sterik dan faktor hibridisasi.

    +en*a&a =3)l-85" k'/mol

    )l8 #1

    )l8 1>4

    )l8! 1#

    . 9kuran molekul

    =3B5 F =3+5 F =3+e5 F =3e5

    !. olakan pasangan elektronL tolakan pasangan elektron dapat men*ebabkan

    destabilisasi ikatan heteroatom.

    4. =fek resonansi ionik 

    +en*a&a ;" k'/mol

    8 1#4

    )l 4C

    )l8 #1'ika dilihat dari energi disosiasi" menurut pauling rata rata geometri dari

    energi ikat )l-)l dan 8-8 adalah :

    31#4 7 4C 51/ A 1( k'/mol

    namun fakta dari energi ikat )l8 F 1( k'/mol 3 ada tambahan sekitar 

    !C5. Perbedaan sebesar 3#1-1(5 k'/mol merupakan tambahan energi

    dari efek resonansi ionik. =nergi ikat *ang sesungguhn*a merupakan

    energi total dari kontribusi ikatan koalen dan ikatan ionik.

     Hubungan antara panjang ikatan, bond order dan energi ikat 

    Berlaping orbital *ang maksimum akan menghasilkan kekuatan ikatan

    *ang besar" *ang dierminkan dari energi ikat *ang tinggi. +emakin oerlapping

    orbital efektif maka panjang ikatan akan menurun" bond order meningkat dan

    energi ikat juga meningkat. )ontoh *ang paling sederhana dapat ditunjukkan

    dengan diagram orbital molekul dari " dan @.

    (

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    10/36

    3i5 diagram orbital molekul

      σs  1s l l 1s

    ll

      σs

    3ii5 diagram orbital molekul @

      σs  1s l 1s

      l

      σs

    Menurut teori orbital molekul"  distabilkan oleh orbital σs *ang terisi

    satu pasang elektron. %esarn*a %.B adalah 3-C5/ A 1 dan energi ikatn*a sebesar 

    4! k'/mol +edangkan @ " pada orbital σs  han*a ada 1 elektron" sehingga %.B

    A 31-C5/ A 1/ dan energi ikatn*a menjadi ## k'/mol. +eara teori jika tidak 

    terdapat energi tolakan pasangan elektron energi ikat pada @  han*a sebesar 

    4!/ A 1< k'/mol. +ehingga tambahan energi dari tolakan pasangan elektron

    sebesar 3##J1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    11/36

    sehingga pada tekanan tetap 3reaksi kaban*akan di laboratorium5

    ∆ A 3 I - P∆ 5 @ P∆

    atau

    ∆ A I p 

    ;engan hubungan tersebut maka ∆ adalah panas reaksi. ∆ berharga 3@5

    menandakan reaksi bersifat endotermis 3dalam proses reaksi memerlukan

    sejumlah energi5 sedangkan jika ∆ berharga 3J5 menandakan reaksi bersifat

    eksotermis 3dalam proses reaksi melepaskan sejumlah energi5. =nergi internal"

    ∆=" adalah panas reaksi setelah dikurangi kerja-kerja lainn*a.

    Pada proses reaksi dengan disertai perubahan mol"∆n" maka:

     P∆ A Pf   - Pi 

    P∆ A P3f   - i 5

     P∆ A nf R - ni R P∆ A 3nf   - ni 5 R A ∆nR

    ∆n adalah jumlah mol produk dalam fase gas dikurangi jumlah mol reaktan pada

    fase gas. 'ika ∆n keil saja maka ∆ dan ∆= tidak akan terlampau berbeda.

    Reaksi pada tekanan tetap keban*akan harga ∆ ≅ ∆=.

    Perubahan entalpi 3∆5 dapat dihitung dari perbedaan energi ikat antara

    reaktan dan produk. 'ika ∆ dihitung dari perbedaan harga entalpi maka:

    ∆ A G∑∆ produk   -∑∆reaktanH

    Karena energi ikat merupakan kebalikan dari nilai entalpi pembentukan maka

     jika ∆ dihitung dari energi ikat:

    ∆ A -G ∑=ikat produk  -∑=ikat reaktan H

    11

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    12/36

    4. Kns%+ %ntal+$. %ntr+$ #an %n%r!$ 5%5as +a#a k%s+ntanan r%aks$

    =ntalpi adalah jumlah dari energi internal dan energi lainn*a di dalam

    sistem.

    ∆ A ∆= @ P∆ 3jika kerja lain P∆ saja5

    +edangkan entropi 3+5 merupakan ukuran ketidakteraturan 3disorder 5 dari sistem.

    Reaksi spontan didukung dari harga ∆ negatif dan harga entropi positif. =nergi

     bebas ibbs merupakan ukuran dari kespontanan reaksi *ang besarann*a

    tergantung pada harga ∆" " dan ∆+:

    ∆ A ∆ - ∆+

    Reaksi kimia menuju ke arah spontan jika memiliki harga ∆ negatif atau

    dibebaskan sejumlah energi selama reaksi. +edangkan energi bebas ibbs negatif 

    dapat diperoleh dari:

    a. Reaksi eksotermis 3energi ikat tinggi5" ∆ O Cotal disorder 3ketidakteraturan5" +" meningkat" ∆+ F C

    ∆ O C" ∆+ F C adalah dua fator *ang memberikan kontribusi negatif 

     pada ∆

     b. Reaksi eksotermis" ∆ O C tetapi entropin*a turun" ∆+ O C. Namun

    demikian nilai ∆+ tetap lebih keil dibandingkan energi *ang dibebaskan

    selama reaksi sehingga masih memberikan kontribusi negatif pada ∆.

    . Reaksi endotermis" ∆ F C" tetapi total disorder" ∆+" meningkat tinggi

    sedemikian hingga dapat mengkompensasi panas *ang diperlukan selama

    reaksi.

    P%larutan 6at #an +%ranan "%#$u" #ala" r%aks$ k$"$a

     Interaksi sekunder dalam proses pelarutan.

    0nteraksi primer biasan*a berupa interaksi elektrostatis *ang menghasilkan

    ikatan ionik. Meskipun demikian sebenarn*a ban*ak sen*a&a *ang memiliki

    1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    13/36

    karakter koalen *ang didapatkan dari oerlapping orbital. 0nteraksi an der &aals

    memegang peranan dominan pada pembentukan ikatan koalen.

    0katan kimia *ang dapat berupa ikatan non polar" ikatan koalen polar"

    ikatan ionik" kekuatan ikatann*a sangat berariasi. ak ada batasan eksak antara

    ikatan kimia dengan ikatan an der &aals. 0katan kimia *ang memiliki kekuatan

    sedang ada diantara keduan*a. +en*a&a koordinasi merupakan ontoh bentuk 

    ikatan *ang dapat tergolong sebagai ikatan koalen dari interaksi an der &aals

    maupun sebagai ikatan ionik dari interaksi ion - dipol.

     Interaksi elektrostatik

    0nteraksi elektrostatik memiliki energi elektrostatik dari atraksi antara dua

    muatan berla&anan *ang terpisah dengan jarak d sebesar:

    31"!?(. 1C# pm.k'/mol5 7 3E@5 3E-5

    = A

    d

     untuk ion E berharga 1" " !" dst" sedangkan untuk sen*a&a polar:

    E A I A µ  / d

    µ adalah momen dipol 3 E-unit pm atau ;" 1; A C"? E-unit pm5

    d adalah jarak antar dua muatan berla&anan 3pm5

    E adalah muatan kation atau anion 3 E-unit5

    +ebagai ontoh adalah molekul )l-8" sen*a&a koalen polar" energi elektrostatik 

    dari atraksi dua muatan berla&anan adalah han*a sebesar 1C"!!< k'/mol.

    +emakin karakter ionikn*a bertambah 3harga E bertambah5 maka akan semakin

     besar energi elektrostatikn*a.

    0katan ionik murni diperoleh dari interaksi elektrostatik. Kristal sen*a&a

    ionik saling berpegangan dengan energi *ang didapatkan dari interaksi

    elektrostatis. erdapat hubungan antara melting point 3m.p5 dan boiling point 3b.p5

    dengan kekuatan ikatan pada kristal ionik. %ertambahn*a muatan ionik akan

    meningkatkan energi kisi kristal sehingga bertambahn*a muatan memiliki

    hubungan dengan naikn*a m.p dan b.p. )ontoh: Na8 m.pA ((>C) sedangkan MgB

    m.pA ?CCC)." )s8 m.pA

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    14/36

    %a8  b.pA 1!>C). Pada sen*a&a koalen atau sen*a&a dengan koalensi tinggi

     pengaruh penambahan muatan tidak dominan. )ontoh: K%r m.pA >!CC)" )a%r 

    m.pA >

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    15/36

    = A

    d

    )ontoh interaksi ion-dipol adalah interaksi antara ion 8- dengan )l-8:

    )l@C"11 8@C"11------ 8- : energi ion-dipol sebesar < k'/mol.

    =nergi ion dipol *ang sangat tinggi dapat terjadi jika ion *ang mendekat

     pada dipolar memiliki muatan *ang sangat tinggi. +ebagai ontoh adalah interaksi

    antara i!@ dengan B" memiliki energi interaksi ion-dipol sebesar -

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    16/36

    =nergi london meningkat dengan bertambahn*a ukuran partikel. )ontoh

    interaksi 6ondon adalah interksi *ang terjadi antar atom gas ,rgon" energi dari

    ga*a 6ondon sebesar J

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    17/36

    0 KEGIATAN 0ELAJAR 

    Kegiatan belajar *ang harus dilakukan mahasis&a untuk penguasaan

    materi adalah mengikuti perkuliahan" mengerjakan tugas mandiri" dan

    melaksanakan praktikum.

    1 REFERENSI

    %o&ser" '.R."  Inorganic Chemistry" 1((!" %rooks/)ole Publishing )ompan*"

    )alifornia.

    +harpe" ,. ." Inorganic Chemistry" !th edition" 1((" 'ohn ile* and +ons" 0n."

     Ne& 2ork.

    POKOK 0AHASAN : Reaksi anorganik dalam medium air 

    PERKULIAHAN KE : #-1

    MINGGU KE/0ULAN : #-1 /

    TUJUAN PEM0ELAJARAN KHUSUS :

    1. Memahami +istem redoks dan elektrokimia *ang meliputi

     potensial sel elektrokimia." diagram potensial" driing fore reaksi

    redoks" dan pemakaian reaksi redoks.

    . Memahami +istem asam basa *ang meliputi asam basa ,rhenius"

    asam basa %ronsted 6o&r*" asam basa 6e&is" asam basa 6u7-

    8lood" asam basa 9sanoih" teori +,%" ;onor number 3;N5

    dan ,eptor number 3,N5" kekuatan asam-basa pada medium air.

    !. ;apat menerangkan hubungan reaksi redoks dengan reaksi asam

     basa.

    A RINGKASAN MATERI

    Ma*oritas reaksi anorganik dapat dikategorikan menjadi bagian:

    1. Reaksi oksidasi reduksi

    . Reaksi asam basa

    1>

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    18/36

    Perbedaan umum dari kedua kategori tersebut adalah adan*a transfer satu

    atau lebih elektron pada reaksi redoks dan tidak ada transfer elektron pada reaksi

    asam basa. Namun demikian" sebenarn*a pada akhirn*a ditunjukkan bah&a reaksi

    oksidasi reduksi juga merupakan bagian dari reaksi asam basa seara luas.

    2 R%aks$ ks$#as$ r%#uks$ (R%#ks)

     Potensial standard reduksi

    Pada reaksi redoks dikenal potensial standar reduksi *aitu harga potensial

    sel standard dari reaksi setengah sel *ang diukur dengan pembanding potensial

    standard reduksi dari h*drogen. Keadaan standar diukur pada temperatur # C)"

    tekanan 1 atm dan konsentrasi 1M. Reaksi reduksi @ menjadi  dalam keadaan

    standard memiliki harga =CAC.

    @  @ e- =C A C"CCC .

    arga potensial standard reduksi lainn*a adalah harga relatif dengan pembanding

    elektroda hidrogen standard. +ebagai ontoh reduksi K @ sebagai berikut:

    K @  @ e- K =C A -"(>C .

    Reduksi K @ menjadi K memiliki harga potensial standard reduksi negatif" lebih

    rendah dibandingkan =C @/. ,rah reaksi seperti tertulis seara thermodinamika

    tidak berjalan" sehingga reduksi K @  menjadi K bukanlah reaksi *ang spontan.

    Reaksi sebalikn*a dengan harga potensial standard reduksi "(>C lebih dapat

     berjalan jika ditinjau dari segi thermodinamika. Kespontanan reaksi *ang seara

    kuantitatif diukur dengan ∆ didukung dari harga =C positif. ubungan harga ∆

    dengan harga =C

     adalah

    ∆ A -n8 =C

    8 adalah konstanta 8arada* 3(

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    19/36

    ubungan potensial standard reduksi dengan harga Q adalah mengikuti

     persamaan Nernst

    ln Q A n =C/R

    atau

    log Q A n =C/C"C#(1<

    Pada keadaan non standard harga = 3tidak ada tanda C pada = untuk keadaan non

    standard5 adalah sebesar:

    = A =C - R ln Q / n A =C - C"C#(1< log Q/n 

     $iagram potensial dan %"olt e&ui"alent# 

    ;iagram potensial reduksi menunjukkan harga potensial standard reduksi

     pada beberapa harga tingkat oksidasi

    =1CA  @C"

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    20/36

    Potensial sel 3o"erall cell potentials5 merupaka dri"ing force  reaksi

    redoks. arga potensial sel positif menunjukkan reaksi berjalan sesuai dengan

    arah reaksi tertulis. ;riing fore dari reaksi dierminkan dari harga konstanta

    eIuilibrium" K" dan perubahan energi bebas ibbs" ∆. ;ari hubungan log K 

    dengan =sell maka harga K *ang tinggi didapatkan dari harga =sell *ang tinggi dan

    harga ∆ *ang negatif 3sejumlah energi dibebaskan5 didapatkan dari harga =sell

     positif.

     Faktor-faktor yang mempengaruhi besaran potensial reduksi standar 8aktor-faktor *ang mempengaruhi besaran potensial reduksi standar adalah

    a. energi ionisasi

    +emakin eletropositif elemen maka akan lebih mudah untuk melepaskan

    elektronn*a" atau energi ionisasin*a semakin rendah sehingga potensial

    oksidasin*a berkurang sedangkan potensial reduksin*a akan naik.

    roup1 group group ! group 4 dst

    Potensial standar reduksi naik 

     b. ,finitas elektron

    +emakain eletronegatif elemen maka afinitas elektron juga akan bertambah

    sehingga potensial reduksin*a juga naik.

    . =nergi atomisasi

    Potensial standar reduksi diukur dalam keadaan atomik sehingga energi

    atomisasi juga turut menentukan besaran potensial standar reduksi.d. =nergi solasi

    'ika proses redoks dilakukan pada fase air maka energi solasi juga

    mempengaruhi besaran potensial reduksi standard

    e. =nergi ikat koalen

    =nergi ikat koalen *ang besar mendukung kespontanan reaksiL potensial

    standard reduksi sebanding dengan energi ikat koalen

    f. Keberadaan ligan non air 

    C

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    21/36

    Pengaruh ligan non air pada harga =C 8e30005/8e3005

    6igan =C" oltB @C">>

    B- -C"#<

    )B4- @C"C

    )N- @C"!<

    %ip* @1"1C

    Phen @1"1

    ;ari harga-harga = pada tabel maka dapat diambil kesimpulan :

    • 8e3005 lebih stabil keberadaann*a dengan ligan bip* dan phen

    • 8e30005 kurang stabil dengan ligan B" B-

     " )B4-

     " dan )N-

    3 S$st%" asa" 5asa

    Perkembangan kimia asam basa dia&ali dari ,rrhenius 31??>5 *ang

    mendefinisikan asam sebagai spesies *ang dalam pelarut air terdissosiasi

    menghasilkan proton" @" sedangkan basa merupakan spesies *ang pada pelarut

    air terdissosiasi menghasilkan B-. Pada permulaann*a" reaksi pada pelarut non

    air tidak termasuk pada asam basa. Kemudian ditemukan bah&a %)l!" molekul*ang tidak memiliki proton tetapi dapat menurunkan p" demikian pula N !"

    molekul *ang tidak memiliki B- tetapi dapat meningkatkan harga p. ;ari dua

    ken*ataan tersebut asam basa ,rrhenius perlu dikembangkan. Munul definisi

    asam basa *ang didasarkan pada sistem pelarutn*a. ,sam didefinisikan sebagai

    solut *ang dapat meningkatkan kation dari pelarut. +edangkan basa adalah adalah

    solut *ang dapat meningkatkan anion dari pelarut. +etelah definisi sistem pelarut

    kemudian %ronsted dan 6o&r* mengemukakan definisi asam basa %ronsted

    6o&r* *ang sebenarn*a merupakan generalisasi dari asam basa ,rrhenius.

    Menurut asam basa %ronsted 6o&r* asam sebagai pendonor proton sedangkan

     basa sebagai aseptor proton. eori asam basa *ang didasarkan pada transfer ion

    3ionotropic5 adalah anionotropic 3transfer anion5 dan cationotropic  3transfer 

    kation5. Menurut definisi transfer anion asam adalah aseptor anion sedangkan

     basa adalah donor anion sedangkan menurut definisi transfer kation asam adalah

    donor kation sedangkan basa adalah aseptor kation. )akupan definisi ionotropic

    1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    22/36

    lebih luas dari pada definisi asam basa sebelumn*a. eori asam basa 6u7-8lood

    *ang mendifinisikan asam basa sebagai aseptor B- dan donor B- sudah terakup

     pada definisi anionotropic. eori asam basa *ang popular karena mudah dipahami

    dan menakup semua teori asam basa sebelumn*a adalah teori asam basa 6e&is"

    *ang mendefinisikan asam sebagai aseptor pasangan elektron sedangkan basa

    sebagai donor pasangan eletron. eori +,% 3hard soft acid and base5 *ang

    menggolongkan asam dalam tiga kategori 3asam keras" borderline dan asam

    lunak5 dan basa juga dalam tiga kategori 3basa keras" sedang dan basa lunak5

    merupakan pengembangan dari teori asam basa 6e&is. +etelah 6e&is kemudian

    9ssanoi mengembangkan lagi teori asam basa 6e&is dengan memasukkan

    oksidator 3menerima eletron dari sistem5 sebagai asam dan reduktor 

    3memberikan eletron ke sistem5 sebagai basa. ;ari definisi terakhir asam basa

    sebenarn*a seara eksplisit reaksi redoks juga merupakan reaksi asam basa."

    1A 9sanoi

    A 6e&is

    !A ionotropi

    4A 6u7-8lood

    #A %rostead-6o&r*

    A ,rrhenius

    Teori HSAB (hard soft acid and base)

    eori +,% 3hard soft acid and base5 *ang menggolongkan asam dalam

    tiga kategori 3asam keras" sedang dan asam lunak5 dan basa juga dalam tiga

    kategori 3basa keras" sedang dan basa lunak5 merupakan pengembangan dari teori

    asam basa 6e&is.

    ,sam le&is meliputi:

    1. @" karena memiliki orbital kosong 1s

    . sen*a&a *ang kekurangan elektron alensi menurut aturan oktet" seperti

    %e" ,l!" dan %!

    1

    !

     

    4

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    23/36

    !. +pesies *ang memiliki kemampuan untuk menambah elektron alensin*a

    lebih dari ?" seperti PR !" dan +R 

    4. +pesies *ang memiliki ikatan rangkap polar sehingga memiliki kutub

     positif sehingga dapat menarik pasangan elektron" seperti R )AB"

    BA)AB" dan BA+AB

    +edangkan basa le&is meliputi:

    1. )arbanion" R !):-

    . N!" P!" ,s!" +b!" dan basa konjugasin*a dan turunan*a 3PR ! dll5

    !. B" +" basa konjugasin*a dan turunan*a.

    4. ,nion-anion halida

    #. +en*a&a *ang memiliki ikatan rangkat dua dan ikatan rangkap tiga dan

    ion-ionn*a.

    9ntuk menentukan atau membandingkan kekuatan relatif antar basa le&is

    dapat dilakukan dengan mengukur perubahan entalpi reaksi dengan menggunakan

    standar asam. Khusus untuk kekuatan basa dengan standard asam proton 3@5"

     pada asam basa %ronsted-6o&r*" dikenal sebagai afinitas proton 3P,5. Kebasaan

    diukur dengan afititas proton 3kkal/mol5 pada keadaan gas sesuai urutan:

     

    )!-FN

    -F-FB-F8-F+i!FPF+-F)l-F%r -F0-FN!FP!F+FBF0F

     Namun jika asam standarn*a diganti selain proton" afinitas terhadap asam terukur 

     belum tentu sama dengan urutan tersebut" seperti terjadi pada penggunaan asam

    le&is g@.

    g@ : afititas 0- F %r - F )l- F8-

    +@ : afititas 8 -F )l-F %r - F0-

    Kareana keadaan *ang demikian kemudian 'hrland, Chatt dan $a"ies" membagi

    table periodik dalam ! kelas *aitu

    Klas a : afinitas terhadap 8- lebih besar daripada afinitas terhadap 0-

    Klas b : borderline (sedang 

    Klas : afinitas terhadap 0- lebih besar daripada afinitas terhadap 8-

    !

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    24/36

    Penjabaran lebih jauh sifat-sifat keasaman dan kebasaan *ang

    dikembangkan dari pemikiran ,hrland" )hatt dan ;aies dikemukakan oleh

    Pearson 31(

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    25/36

    sedang:

     N"N!" NB-

    " )## N" )

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    26/36

    energi *ang setara. 9mumn*a asam keras lebih enderung untuk berpasangan

    dengan basa keras" sedangkan asam lunak lebih men*ukai basa lunak.

     $onor number dan 'cceptor number 

     $onor numbe r*$+)  dan acceptor number *'+) khusus dipakai untuk 

     penentuan aspek kuantitatif dari tendensi keasaman 6e&is pelarut atau kebasaan

    6e&is pelarut. 9kuran kuantitatif menggunakan data thermodinamika. 'ika

    ,finitas Proton 3P,5 diukur dengan menggunakan proton sebagai asam" maka

     pengukuran ;N 3pendonoran5 dan ,N digunakan +b8# dan +b)l# sebagai asam.

    Pengukuran ;N menggunakan +b8#. sedangkan pengukuran ,N menggunakan+b)l#. +b)l# memiliki harga ,N A 1CC" dan harga ;NA - sedangkan heksana

    memiliki harga ,N A C. +atuan ;N dan ,N dalam kkal/mol. Pelarut dengan harga

    ;N lebih besar dari pada ,N 3misaln*a piridin dan dietil eter5 memiliki

    keenderungan lebih kuat sebagai basa le&is. +edangkan pelarut dengan harga

    ,N lebih besar dari pada ;N 3misaln*a metanol dan asam asetat5 maka pelarut

    tersebut memiliki keenderungan lebih kuat sebagai asam le&is.

     ekuatan asam-basa pada medium air.

    Kekuatan asam basa biasan*a diekspresikan dengan harga Ka dan Kb. 'ika

    asam , terdissosiasi maka :

    , @ @ ,- G@ HG ,-H

    Ka A

    G,H

    'ika basa MB terdissosiasi maka :

    MB M@ @ B- GM@ HG B-H

    Ka A

    GMBH

    arga Ka dan Kb *ang dapat diukur seara langsung berkisar antara 1C -?  - 1C4

    3, atau MB terdissosiasi antara C"C1 -(("((5. ,sam kuat akan memiliki

    harga Ka besar" dan basa kuat akan memiliki Kb besar.

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    27/36

    Kekuatan asam-basa juga dapat diekspresikan dengan harga P, 3afinitas proton5

    maupun ;N 3donor number5 dan ,N 3aeptor number5 &alaupun pemakaiann*a

    tidak seluas Ka dan Kb.

    4 Hu5un!an r%aks$ r%#ks #%n!an r%aks$ asa" 5asa

    9ssanoi mengembangkan teori asam basa 6e&is dengan memasukkan

    oksidator 3menerima elektron dari sistem5 sebagai asam dan reduktor 

    3memberikan elektron ke sistem5 sebagai basa. ;ari definisi asam basa 9ssanoi

    seara eksplisit reaksi redoks juga merupakan reaksi asam basa. etapi reaksi

    asam basa belum tentu merupakan reaksi redoks. )ontoh:

    6i @ B   @ 6i@  @ B- 

    • 6i bereaksi dengan B men*ebabkan kenaikan p 3menghasilkan

    B- sehingga sebagai basa5

    • 6i 6i@  @ e-  L merupakan proses oksidasi 36i

    sebagai reduktor5

    K @ + K  +

    • K mengalami oksidasi dengan melepaskan 1e- sehingga K sebagai

     basa

    • + mengalami reduksi dengan menerima e- dari atom K sehingga +

    sebagai asam5

    0 KEGIATAN 0ELAJAR Kegiatan belajar *ang harus dilakukan mahasis&a untuk penguasaan materi

    adalah mengikuti perkuliahan" mengerjakan tugas mandiri" dan melaksanakan

     praktikum.

    1 REFERENSI

    %o&ser" '.R."  Inorganic Chemistry" 1((!" %rooks/)ole Publishing )ompan*"

    )alifornia.

    >

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    28/36

    +harpe" ,. ." Inorganic Chemistry" !th edition" 1((" 'ohn ile* and +ons" 0n."

     Ne& 2ork.

    POKOK 0AHASAN : Reaksi anorganik dalam medium non air 

    PERKULIAHAN KE : 1-4

    MINGGU KE/0ULAN :

    TUJUAN PEM0ELAJARAN KHUSUS :

    1. Mempelajari sifat sifat pelarut non air *ang meliputi konstanta

    dielektrik" autoionisasi" tendensi asam basa" kompleksasi" tendensi

    oksidasi-reduksi.

    . Mempelajari proses reaksi dalam media amoniak" asetonitril" 8"

    +B4" metanol" dan lelehan logam.

    A RINGKASAN MATERI

     +uatu sen*a&a dapat stabil dalam keadaan gas tetapi tetapi tidak stabil

    dalam keadaan air. +uatu sen*a&a *ang bertindak sebagai asam pada pelarut

    tertentu akan dapat berlaku sebalikn*a pada pelarut lainn*a. +ifat sifat pelarut non

    air *ang meliputi konstanta dielektrik" autoionisasi" tendensi asam basa"

    kompleksasi" tendensi oksidasi-reduksi perlu dipelajari untuk dalat mengerti

    fenomena tersebut.

    ?

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    29/36

    2 Klas$7$kas$ P%larut

    Pelarut dapat dibedakan dalam # parameter *aitu:

    1. konstanta dielektrikum" ε/εC

    . kemampuan pelarut untuk autoionisasi

    !. sifat keasaman dan kebasaan

    4. kemampuan pelarut untuk mengalami kompleksasi

    #. kemampuan pelarut untuk mengalami redoks

    Konstanta dielektrikum berkaitan dengan sifat kepolaran pelarut itu

    sendiri. Pelarut *ang mempun*ai konstanta dielektrikum *ang besar akan lebih

    melarutkan sen*a&a polar" sebalikn*a pelarut dengan konstanta dielektrikum *ang

    keil akan kurang dapat melarutkan sen*a&a *ang polar.

    Pelarut *ang memiliki kemampuan untuk autoionisasi antara lain adalan

    B" 8 dan P%r #. +ebagai ontoh autoionisasi 8 adalah

    8 8@ @ 8

    8@ disebut sebagai asam konjugat dari 8 sedangkan 8

    -  disebut sebagai

     basa konjugat dari 8.

    Pelarut protik dapat terprotonasi atau terdeprotonasi. Protonasi dan

    deprotonasi tergantung dari sifat keasaman dan kebasaan solut dan solen *ang

    digunakan. +olut ataupun solen *ang kurang asam akan berperan sebagai basa.

    +ebagai ontoh asam klorit" B)lB akan berperan sebagai asam bronsted kuat

    dalam pelarut basa" sebagai asam lemah pada pelarut air sedangkan pada pelarut

    +B4  berperan sebagai basa. Kekuatan suatu pelarut untuk berperan sebagai

    asam atau sebagai basa diukur dengan harga ;N dan ,N. +uatu pelarut *ang

    memiliki harga ;N besar sedangkan harga ,N keil menandakan pelarut lebih

     berperan sebagai pelarut basa.

      Kemampuan pelarut untuk mengalami kompleksasi terdapat pada pelarut

    amoniak dan asetonitril. +ebagai ontoh: ,g)l larut dalam amoniak tetapi tidak 

    larut dalam air karena pembentukan kompleks antara ,g@ dengan N!. +edangkan

    ,gNB! larut dalam asetonitril karena pembentukan kompleks antara ,g@ dengan

    asetonotril" Me)N.

    (

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    30/36

    ;ibandingkan dengan B" 8 adalah pelarut *ang sulit mengalami

    redoks. B dapat mengalami reduksi dan oksidasi *ang pada suatu saat

    memperlanar proses pelarutan. )ontoh pelarutan dengan melalui proses redoks

    adalah pelarutan De8 dalam B.

    De8 @ B De @ B @ 4 @

    Pelarut ;onor  

     Number/;N

    ,septor 

     Number 

    3,N5

    Konstanta

    dielektrikum

    ε

    arness/softnes

    s

    ,sam asetat #"( ?" "! hard

    ))l4 ?"< " hard

    ;ietileter 1(" !"( 4"! hard;M+B ("? 1("! 4# soft

    =tanol 1("C !>"1 4"! hard

    Piridin !!"1 14" 1"! sedang

    tetrahidrofura

    n

    C"C ?"C >"! sedang

    ,ir 1? #4"? ?1"> hard

    3 R%aks$ ar!an$k #ala" "%#$u" nn a$r

     eaksi dalam media amoniak 

    Perbedaan pokok antara pelarut amoniak dengan pelarut air adalah

    1. ,moniak memiliki harga b.p *ang lebih rendah 3-!#C)5 dan memiliki

    daerah fase air *ang lebih pendek dibandingkan air 3m.p A ->?C )5

    sehingga penggunaann*a relatif terbatas.

    !C

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    31/36

    . ,moniak memiliki konstanta dielektrikum lebih rendah sehingga kurang

    mampu melarutkan sen*a&a ionik.+ebagai ontoh K)l han*a terdisosiasi

    !C pada pelarut amoniak sedangkan pada pelarut air 1CC terdisosiasi.

    !. ,moniak merupakan asam lemah. ;ibandingkan dengan air" amoniak 

    memiliki kemampuan lebih rendah untuk memprotonasi solut atau

    amoniak lebih bersifat basa dibandingkan air.

     eaksi dalam media HF 

    Perbandingan antara pelarut 8 dengan pelarut N! dan B adalah

    ε : 8 ≅  B F N! b.p. : 8 O B F N!rentang fase air  : 8 ≅  B F N!

     

    +ifat *ang sangat menonjol dari 8 adalah ikatan hidrogen *ang sangat

    kuat sehingga sebenarn*a 8 selalu dalam keadaan dimer. 8 sebagai pelarut ada

    sebagai asam konjugat atau basa konjugat" tergantung pada keasaman atau

    kebasaan solut. 'ika solut lebih bersifat asam dibandingkan 8 maka pelarut ada

    sebagai asam konjugat" sebalikn*a jika solut lebih basa maka pelarut ada sebagai

     basa konjugat. 8 memiliki sifat sulit teroksidasi maupun tereduksi sehingga

    spesies-spesies *ang pada pelarut air maupun amoniak tereduksi ataupun

    teroksidasi maka pada pelarut 8 lebih stabil. Penstabilam spesies MnB4- dapat

    dilakukan dengan pelarut 8:

    MnB4-  @ # 8 MnB!8 @ !B

    @   @ 8-

    Penanganan pelarut 8 tidak diperbolehkan menggunakan &adah terbuat

    dari gelas 3+iB5 melainkan menggunakan &adah polipropilen atau polietilen

    untuk menghindari reaksi antara pelarut dengan &adah sebagai berikut:

    +iB @ ?8 +i84 @ !B@ @ 8-

    !1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    32/36

     eaksi dalam media asetonitril 

    ,setonotril" )!)N" memiliki polaritas dan momen dipol besar dengan

    konstanta dielektrikum ! 1 1C-1

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    33/36

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    34/36

    FORMAT KISI KISI TES ESAI

    PRBR,M +9;0/'9R9+,N : Kimia

    +=M=+=R : 0

    6,M, 9'0,N : 1C menit

    '9M6, %90R =+ : C

     N

    o

    Pokok bahasan dan sub pokok 

     bahasan

    Maam soal 'umlah

     butir soal

    erbatas erbuka

    2 3 4 8 91. Prinsip dasar reaksi kimia:

    1. Konsep energi ikatan

    dan struktur molekul

    . hermokimia energi

    ikat

    !. Prinsip entalpi.dan

    kekuatan ikatan

    4. Prinsip entalpi" entropi

    dan energi bebas padakespontanan reaksi.

    #. Pelarutan $at dan

     peranan medium dalam

    reaksi kimia.

    1

    1

    1

    1

    #

    #

    #

    #

    1C

    . Reaksi ,norganik dalam

    medium air:

    1. +istem redoks dan

    elektrokimia

    . +istem asam basa

    !. ubungan reaksi redoks

    4

    4

    C

    C

    !4

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    35/36

    dengan reaksi asam

     basa.

    1 #

    Reaksi anorganik dalam

    medium non air:

    1. +ifat sifat pelarut non

    air 

    . Reaksi dalam media

    amoniak 

    !. Reaksi dalam medium

    asetonitril

    4. Reaksi dalam medium

    8#. Reaksi dalam medium

    lelehan garam.

    1

    1

    1

    1

    1

    #

    #

    #

    #

    #

    'umlah butir soal C

    Prosentase 1CC

    KISIKISI TES O0;EKTIF

     No

    .

    Pokok 

     bahasan

    dan sub

     pokok 

     bahasan

    )1 ) )! )4 'umla

    h butir 

    soal

    M + + M + + M + + M + +

    9 = 9 9 = 9 9 = 9 9 = 9

    ; ; K ; ; K ; ; K ; ; K  

    , , , , , , , , , , , ,

    N R N R N R N R  

    2 3 4 8 9 < =

    !#

  • 8/16/2019 MATERI ANORGANIK

    36/36

    'umlah

     butir soal

    Prosentas

    e

    PRBR,M +9;0/'9R9+,N : Kimia

    M,, K960, : ;asar Reaksi ,norganik / Kimia ,norganik  

    00

    +=M=+=R/,9N : 0 / CC!

    6,M, 9'0,N : 1C menit

    0P= =+ :

    '9M6, %90R =+ :

    !