Bab 1 Reaksi Kimia
-
Upload
rizki-dwi-pangesti -
Category
Documents
-
view
276 -
download
10
description
Transcript of Bab 1 Reaksi Kimia
Kimia Anorganik FisikKimia Anorganik Fisik
Ella Kusumastuti, S.Si., M.Si.Ella Kusumastuti, S.Si., M.Si.
Jurusan KimiaJurusan Kimia
FMIPA UNNESFMIPA UNNES
Bab 1 :Bab 1 :Prinsip-prinsip Reaksi KimiaPrinsip-prinsip Reaksi Kimia
1. Pengertian Reaksi Kimia
2. Macam/ Jenis Reaksi Kimia
3. Syarat Reaksi Kimia dapat Berlangsung (Pendekatan Termodinamis dan Kinetis)
4. Kespontanan Reaksi dan Entropi
Reaksi KimiaReaksi Kimia
• Reaksi Kimia = perubahan materi menjadi produk baru, melibatkan penataulangan dan pertukaran atom-atom untuk mengasilkan molekul-molekul baru
Is boiling watera chemical change?
Why ??
Macam reaksi kimiaMacam reaksi kimia
Berdasarkan proses yang terjadi :
Reaksi PengendapanReaksi Pengendapan
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
Reaksi PengendapanReaksi Pengendapan
Reaksi Asam BasaReaksi Asam Basa
• acid + base salt + water
• 2 HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) Ca(NO3)2(aq) + 2 H2O(l)
Reaksi pembebasan gasReaksi pembebasan gas
K2S(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + H2S(g)
K2SO3(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + H2SO3(aq)
H2SO3 H2O(l) + SO2(g)
Reactant
Type
Reacting
With
Ion Exchange
Product
Decompose?
Gas
Formed
Example
metalnS,
metal HS
acid H2S no H2S K2S(aq) + 2HCl(aq)
2KCl(aq) + H2S(g)
metalnCO3,
metal HCO3
acid H2CO3 yes CO2 K2CO3(aq) + 2HCl(aq)
2KCl(aq) + CO2(g) + H2O(l)
metalnSO3
metal HSO3
acid H2SO3 yes SO2 K2SO3(aq) + 2HCl(aq)
2KCl(aq) + SO2(g) + H2O(l)
(NH4)nanion base NH4OH yes NH3 KOH(aq) + NH4Cl(aq)
KCl(aq) + NH3(g) + H2O(l)
Senyawa yang terlibat dalam reaksi pembentukan gas :
Reaksi RedOksReaksi RedOks
2 Na(s) + Cl2(g) NaCl(s)
CuCl + FeCl3 FeCl2 + CuCl2SnCl2 + F2 SnCl2F2
Mg + Cl2 MgCl2
Reaksi PembakaranReaksi Pembakaran
The Combustion of The Combustion of MethaneMethane
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)
H
HC
H
HOO+
O
O
C + OH H
Reactant Combustion Product
contains C CO2(g)
contains H H2O(g)
contains S SO2(g)
contains N NO(g) or NO2(g)
contains metal M2On(s)
Memprediksi produk reaksi pembakaran
Type of Reaction General Equation
Synthesis A + B AB
Decomposition AB A + B
Displacement A + BC AC + B
Double Displacement AB + CD AD + CB
Macam reaksi berdasarkan penyusunan atom-atom produknya :
SynthesisSynthesis
• Reaksi kombinasi
• Satu produk
2 CO + O2 2 CO2
2 Mg + O2 2 MgOHgI2 + 2 KI K2HgI4
DekomposisiDekomposisi
• Molekul besar (reaktan) terpecah menjadi molekul-molekul produk yang lebih kecil
• Satu reaktan menghasilkan dua atau lebih produk
2h
3
2
223
O 3 O 2
O Hg 2 HgO 2
Cl FeCl 2 FeCl 2
)(
)()()(
g(l)(s)
gls elec
Single DisplacementSingle Displacement
X Y + A X + AY
Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)
Fe2O3(s) + Al(s) Fe(s) + Al2O3(s)
2 Na(s) + 2 H2O(aq) 2 NaOH(aq) + H2(g)
22 ZnCl Cu(s) (aq)CuCl Zn(s)
Double DisplacementDouble Displacement
• X Y (aq) + AB (aq) XB + AY
Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) 2 KNO3(aq) + PbI2(s)
2 HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq)
Ca(NO3)2(aq) + 2 H2O(l)
Evidence of Chemical ReactionsEvidence of Chemical Reactions
• look for evidence of a new substance
• visual clues– color change – precipitate formation
• solid that forms when liquid solutions are mixed
– gas bubbles – large energy changes
• container becomes very hot or cold• emission of light
• other clues– new odor – whooshing sound from a tube
evidence of a new substance
evidence of a new substance
evidence of a new substance
evidence of a new substance
Apakah fakta-fakta tersebut menjamin Apakah fakta-fakta tersebut menjamin berlangsungnya reaksi kimia????berlangsungnya reaksi kimia????
Digunakan pendekatan :
Aspek Termodinamis
Aspek Kinetis
Pendekatan TermodinamisPendekatan Termodinamis
Dasar : Keadaan awal dan akhir tidak sama
Struktur dan sifat dari reaktan dan produk
Besaran Fisik :
T, P, E, H, G, S, K
Besaran Termodinamis
Syarat reaksi dapat berlangsung
- Kualitatif (produk lebih stabil dari reaktan)
- Kuantitatif (G reaksi < 0 atau negatif)
G ditentukan oleh sifat alamiah reaktan dan produk, yang ditentukan :
E, H, dan S
G = H – T. SMerancang apakah reaksi dapat berlangsung?
Memprediksi : Reaksi dalam fasa larutan??
Reaksi dengan pemanasan??
Energy [ ] (keadaan teraktivasi)
[ ] (keadaan teraktivasi)
-Tidak stabil
-Tidak dapat diukur/ ditentukan
Senyawa Imajiner/ abstrak
Kestabilan :
Reaktan, produk dan keadaan teraktivasi???
Energy [ ] (keadaan teraktivasi)
Pendekatan KinetisPendekatan KinetisDasar : jalannya/ berlangsungnya proses
Keberhasilan mengisolasi/ mengidentifikasi adanya senyawa madya (senyawa antara) sebelum terbentuknya produk
Senyawa madya : terukur, tertentu dan terdeteksi
Kestabilan produk > reaktan > senyawa madya > kompleks teraktivasi
Reaksi KinetikReaksi Kinetik
A GTahap :
A B K1
B C K2
C DK3
D EK4
E F K5
F G K6
A
B
C
D
E
F
G
Koordinar reaksi
Energi bebasKompleks teraktivasi = ??
Senyawa madya = ??
Dalam pendekatan kinetis :
Tahapan reaksi tergantung pada jumlah madya yang terbentuk
Keberhasilan pendekatan kinetis tergantung dari fakta-fakta eksperimental dalam isolasi, identifikasi dan karakterisasi senyawa madya
Reaksi yang dapat / berhasil dikaji mekanismenya (tahap-tahap reaksinya) disebut reaksi lambat
Besaran kinetis :
r (laju reaksi),
k (tetapan laju),
t (waktu reaksi),
t1/2 (waktu paruh)
waktu hidup madya
Kesimpulan pendekatan keduanya:Kesimpulan pendekatan keduanya:
• Secara termodinamis, reaksi disusun atas besaran termodinamis yang dimiliki oleh senyawa sebelum dan sesudah reaksi
• Secara kinetis, reaksi disusun atas besaran kinetis yang juga di tentukan oleh besaran-besaran termodinamis yang dimiliki oleh senyawa sebelum dan sesudah reaksi
• Antara besaran kinetis dan termodinamis keduanya tidak selalu berbanding lurus
Senyawa Kompleks Tetapan Kesetimbangan Pembentukan Kompleks (K)
Laju Pertukaran Air
[Ni(CN)4]2- 1030 Sangat cepat
[Hg(CN)4]2- 1042 Sangat cepat
Fe(CN)6]4- 1037 Sangat lambat
Pt(CN)4]2- 1040 t1/2= 1 menit
Tetapan pembentukan dan laju pertukaran dari beberapa senyawa logam kompleks cyano
Secara kinetis, laju reaksi sebagai fungsi Secara kinetis, laju reaksi sebagai fungsi konsentrasi digunakan untuk mengkaji konsentrasi digunakan untuk mengkaji
mekanismenyamekanismenya
Kinetis Termodinamis
Labil (laju reaksi cepat/ mudah bereaksi)
Tidak stabil / reaktif (K kecil, mudah bereaksi
Lembam (laju reaksi lambat/ sukar bereaksi/
inert)
Stabil (K besar, tidak mudah bereaksi)
Why do chemical raection Why do chemical raection occur?occur?
• Please resume : Sanderson, R.T., 1964, Principles of Chemical Reaction, Journal of Chemical Education.
AdditionalAdditional
Solubility TableSolubility Table
Solubilities Not on the Table!Solubilities Not on the Table!
• Gases only slightly dissolve in water• Strong acids and bases dissolve in water
– Hydrochloric, Hydrobromic, Hydroiodic, Nitric, Sulfuric, Perchloric Acids
– Group I hydroxides (should be on your chart anyway)
• Water slightly dissolves in water! (H+ and OH-)• For the homework… SrSO4 is insoluble; BeI2
and the products are soluble• There are other tables and rules that cover more
compounds than your table!
Total Ionic EquationsTotal Ionic Equations
Molecular Equation:
K2CrO4 + Pb(NO3)2 PbCrO4 + 2 KNO3
Soluble Soluble Insoluble Soluble
Total Ionic Equation:
2 K+ + CrO4 -2 + Pb+2 + 2 NO3-
PbCrO4 (s) + 2 K+ + 2 NO3-
Net Ionic EquationsNet Ionic Equations
• These are the same as total ionic equations, but you should cancel out ions that appear on BOTH sides of the equation
Total Ionic Equation:
2 K+ + CrO4 -2 + Pb+2 + 2 NO3-
PbCrO4 (s) + 2 K+ + 2 NO3-
Net Ionic Equation:
CrO4 -2 + Pb+2 PbCrO4 (s)
Compounds Containing the following Ions are Generally Insoluble
Exceptions
(when combined with ions on the left the compound is soluble or slightly soluble)
OH– Li+, Na+, K+, NH4+,
Ca2+, Sr2+, Ba2+
S2– Li+, Na+, K+, NH4+,
Ca2+, Sr2+, Ba2+
CO32–, PO4
3– Li+, Na+, K+, NH4+
Solubility RulesSolubility RulesCompounds that are Generally InsolubleCompounds that are Generally Insoluble
Using the Solubility Rules to Predict an Using the Solubility Rules to Predict an Ionic Compound’s Solubility in WaterIonic Compound’s Solubility in Water
• first check the cation, if it is Li+, Na+, K+, or NH4+ then
the compound will be soluble in water– regardless of the anion!
• if the cation is not Li+, Na+, K+, or NH4+ then follow the
rule for the anion• if a rule says the compounds are mostly soluble, then
the exceptions are insoluble• but if a rule says the compounds are mostly
insoluble, then the exceptions are soluble– note: slightly soluble insoluble
Determine if Each of the Following is Determine if Each of the Following is Soluble in WaterSoluble in Water
• KOH• AgBr
• CaCl2• Pb(NO3)2
• PbSO4
Determine if Each of the Determine if Each of the Following is Soluble in WaterFollowing is Soluble in Water
• KOHSoluble, because the cation is K+
• AgBrInsoluble, even though most compounds with Br- are soluble, this is an exception
• CaCl2 Soluble, most compounds with Cl- are soluble
• Pb(NO3)2 Soluble, because the anion is NO3-
• PbSO4 Insoluble, even though most compounds with SO4
2- are soluble, this is an exception