Reaksi pada Larutan Cair

Bab 4

Elektrolit kuat – 100% dissosiasi

NaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq)H2O

Elektrolit lemah – terdisosiasi tidak sempurna

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

Mengenai listrik dalam larutan ?

Kation (+) dan Anion (-)

4.1

Ionisasi asam asetat

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

4.1

Reaksi reversible. Reaksi dapat terjadi pada dua arah.

Asam asetat merupakan elektrolit lemah karena ionisasinya di dalam air tidak sempurna.

Hidrasi (Hydration) merupakan proses di mana sebuah ion dikelilingi oleh molekul-molekul air yang tersusun dalam keadaan tertentu.

H2O 4.1

Reaksi PengendapanReaksi Pengendapan adalah terbentuknya produk yang tak larut, atau endapan.Endapan adalah padatan taklarut yang terpisah dari larutan.

Persamaan molekul

Persamaan ionik

Persamaan ionik bersih

Pb2+ + 2NO3- + 2Na+ + 2I- PbI2 (s) + 2Na+ + 2NO3

-

Na+ dan NO3- adalah ion pendamping

Pb(NO3)2 (aq) + 2NaI (aq) PbI2 (s) + 2NaNO3 (aq)

endapan

Pb2+ + 2I- PbI2 (s)

4.2

“If you’re not a part of the solution, then you’re a part of the precipitate!”

Tabel 4.2

Kelarutan untuk meramalkan terjadinya endapan1) Semua senyawa logam alkali (Golongan IA) dapat larut.

2) Semua senyawa amonium (NH4+) dapat larut.

3) Semua senyawa yang mengandung nitrat (NO3-), klorat (ClO3

-), dan perklorat (ClO4

-) dapat larut.

4) sebagian besar hidroksida (OH-) tidak dapat larut. Pengecualian adalah hidroksida logam alkali dan barium hidroksida [Ba(OH)2] sedikit larut.

5) Sebagian besar senyawa yang mengandung klorida (Cl-), bromida (Br-), atau iodida (I-) dapat larut. Pengecualiannya adalah senyawa-senyawa yang mengandung Ag+, Hg2

2+ dan Pb2+

6) Semua karbonat (CO32-), fosfat (PO4

3-), dan sulfida (S2-) tidak dapat larut; pengecualian adalah senyawa-senyawa dari ion logam alkalidan ion amonium.

7) Sebagian besar sulfat (SO4) dapat larut. Kalsium sulfat (CaSO4) dan perak sulfat (AgSO4) sedikit larut. Barium sulfat (BaSO4), merkuri(II), sulfat (HgSO4), dan timbal sulfat (PbSO4) tidak dapat larut.

Contoh: Kelompokkan senyawa –senyawa ionik berikut sebagai dapat larut, atau tak dapat larut: (.a) perak sulfat (Ag2SO4), (b) kalsium karbonat (CaCo3) dan (c) natrium fosfat (Na3PO4).

Penjelasan dan penyelesaian: Merujuk pada tabel 4.2 untuk menentukan senyawa mana yang tak dapat larut, (a) Berdasarkan tabel 4.2, Ag2SO4 sedikit larut. (b) Anionnya adalah karbonat dab Ca adalah logam golongan 2A. Maka CaCo3 tidak dapat larut. (c) Natrium adalah golongan alakali (Golongan 1A), jadi Na3PO4 dapat larut.

Latihan: Kelompokkan senyawa-senyawa ionik berikut dapat larut, sedikit larut, atau tidak larut: (a) CuS, (b) Ca(OH)2, dan Zn(NO3)2

4.2

Daya larut yang lain

• Gas hanya sedikit larut dalam air• Asam dan basa kuat larut dalam air

– HCl, HBr, HI, Asam nitrit, Asam sulfat, Asam perklorat

– NaOH, KOH, Ba(OH)2,.• Air sedikit larut dalam air. (H+ dan OH-)

Persamaan Ionik Total

Persamaan molekul:

K2CrO4 + Pb(NO3)2 PbCrO4 + 2 KNO3

Larut Larut tidak larut Larut

Persamaan Ionik Total:

2 K+ + CrO4 -2 + Pb+2 + 2 NO3-

PbCrO4 (s) + 2 K+ + 2 NO3-

Penulisan persamaan ionik total1. Tuliskan persamaan molekul untuk reaksi yang disetarakan.

2. Tulis ulang persamaan untuk menunjukkan ion-ion yang terdisosiasi yang terbentuk dalam larutan. Kita asumsikan bahwa semua elektroit kuat, saat dilarutkan dalam larutan, terdisosiasi sempurna menjadi kation da ation

3. Identifikasi da abaikan ion-ion pedamping pada kedua ruas persamaan reaksi untuk memperoleh persamaan ionik total.

AgNO3 (aq) + NaCl (aq) AgCl (s) + NaNO3 (aq)

Ag+ + NO3- + Na+ + Cl- AgCl (s) + Na+ + NO3

-

Ag+ + Cl- AgCl (s)4.2

Tulis persamaan reaksi total untuk reaksi silver Nitrate (AgNO3 ) dan sodium chloride (NaCl).

Persamaan Ionik Total• Coba salahsatunya! Tuliskan molekul, ionik total dan

persamaan ionik total untuk reaksi ini: Silver nitrate reacts with Lead (II) Chloride in hot water

AgNO3 + PbCl2 Molekul:

2 AgNO3 + PbCl2 2 AgCl + Pb(NO3)2

Ionik Total:

2 Ag+ + 2 NO3- + Pb+2 + 2 Cl- 2 AgCl (s) + Pb+2 + 2 NO3

-

Persamaan ionik total: Ag+ + Cl- AgCl (s)

Chemistry In Action:

CO2 (aq) CO2 (g)

Ca2+ (aq) + 2HCO3 (aq) CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O (l)-

An Undesirable Precipitation Reaction

4.2

Reaksi RedoksReaksi RedoksReaksi RedoksReaksi Redoks

• OKSIDASIOKSIDASI——kehilangan elektronkehilangan elektron; ; penaikan bilangan penaikan bilangan oksidasioksidasi; ; penangkapan oksigen.penangkapan oksigen.

• REDUREDUKSIKSI——menangkap elektronmenangkap elektron; ; penurunan bilangan penurunan bilangan oksidasioksidasi; ; pelepasan oksigen.pelepasan oksigen...

• OOKSIDATORKSIDATOR——penerima elektronpenerima elektron; species is reduced.; species is reduced.

• REDUREDUKTORKTOR——pelepas elektronpelepas elektron; species is oxidized.; species is oxidized.

• OKSIDASIOKSIDASI——kehilangan elektronkehilangan elektron; ; penaikan bilangan penaikan bilangan oksidasioksidasi; ; penangkapan oksigen.penangkapan oksigen.

• REDUREDUKSIKSI——menangkap elektronmenangkap elektron; ; penurunan bilangan penurunan bilangan oksidasioksidasi; ; pelepasan oksigen.pelepasan oksigen...

• OOKSIDATORKSIDATOR——penerima elektronpenerima elektron; species is reduced.; species is reduced.

• REDUREDUKTORKTOR——pelepas elektronpelepas elektron; species is oxidized.; species is oxidized.

You can’t have one… without the You can’t have one… without the other!other!

• Reduksi (penangkapan elektron) tidak bisa terjadi tanpa oksidasi untuk menyediakan elektron.

LEOLEO the lion says the lion says GERGER!!oossee

lleeccttrroonnss

xxiiddaattiioonn

aaiinn

lleeccttrroonnss

eedduuccttiioonn

GER!GER!

Another way to remember

•OIL RIGxxiiddaattiioonn

ss oossee

eedduuccttiioonn

ss aaiinn

Reaksi Reduksi Oksidasi(reaksi perpindahan elektron)

2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s)

2Mg 2Mg2+ + 4e-

O2 + 4e- 2O2-

Oksidasi 1/2 reaksi (lose e-)

Reduksi ½ reaksi (gain e-)

2Mg + O2 + 4e- 2Mg2+ + 2O2- + 4e-

2Mg + O2 2MgO 4.4

4.4

Zn (s) + CuSO4 (aq) ZnSO4 (aq) + Cu (s)

Zn is oxidizedZn Zn2+ + 2e-

Cu2+ is reducedCu2+ + 2e- Cu

Zn is the reducing agent

Cu2+ is the oxidizing agent

4.4

Copper wire reacts with silver nitrate to form silver metal.What is the oxidizing agent in the reaction?

Cu (s) + 2AgNO3 (aq) Cu(NO3)2 (aq) + 2Ag (s)

Cu Cu2+ + 2e-

Ag+ + 1e- Ag Ag+ is reduced Ag+ is the oxidizing agent

Bilangan Oksidasi

The charge the atom would have in a molecule (or anionic compound) if electrons were completely transferred.

1. Unsur bebas (tidak berikatan) memiliki bilangan oksidasi nol.

Na, Be, K, Pb, H2, O2, P4 = 0

2. Untuk ion-ion monoatomik, bilangan oksidasinya sama dengan muatan ion tersebut.

Li+, Li = +1; Fe3+, Fe = +3; O2-, O = -2

3. Bilangan oksidasi oksigen dalam sebagian besar senyawanya adalah –2. Tapi dalam H2O2 dan O2

2- adalah –1. 4.4

4. Bilangan oksidasi hidrogen adalah +1 kecuali jika berikatan dengan logam dalam bentuk senyawa biner. Dalam kasus ini, bilangan oksidasinya adalah –1.

6. Dalam molekul netral jumlah bilangan oksidasi semua atom penyusunnya harus nol. Dalam ion poliatomik, jumlah bilangan oksidasi semua unsur dalam ion tersebut harus sama dengan muatan total ion.

5. Logam golongan IA memiliki bilangan oksidasi +1, golongan IIA +2 dan fluor selalu –1.

HCO3-

O = -2 H = +1

3x(-2) + 1 + ? = -1

C = +4

Oxidation numbers of all the elements in HCO3

- ?

4.4

Figure 4.10 The oxidation numbers of elements in their compounds

4.4

NaIO3

Na = +1 O = -2

3x(-2) + 1 + ? = 0

I = +5

IF7

F = -1

7x(-1) + ? = 0

I = +7

K2Cr2O7

O = -2 K = +1

7x(-2) + 2x(+1) + 2x(?) = 0

Cr = +6

Oxidation numbers of all the elements in the following ?

4.4

Reaksi Asam BasaSifat umum asam dan basaAsam :• Memiliki rasa masam• Mengubah warna lakmus dari biru menjadi merah• Bereaksi dengan logam tertentu menghasilkan gas hidrogen.

• Bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat menghasilkan gas karbon dioksida.

• Larutan asam dalam air menghantarkan arus listrik.

Basa :• Memiliki rasa pahit• Terasa licin• Mengubah warna lakmus dari merah menjadi biru• Larutan basa dalam air menghantarkan arus listrik

2HCl (aq) + Mg (s) MgCl2 (aq) + H2 (g)

2HCl (aq) + CaCO3 (s) CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l)

Asam dan Basa Bronsted

Asam Donor proton

Basa Akseptor proton

Proton terdapat dalam bentuk terhidrasi

Proton terhidrasi, H3O+, disebut ion hidronium (hidronium ion)

HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq) Asam Bronsted Kehilangan elektron

HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq)

Asam berdasarkan jumlah ion H+ yang dihasilkan

• Asam monoprotik (monoprotic acid); yaitu setiap satuan asam menghasilkan satu ion hidrogen dalam ionisasi. Contohnya:

• Asam diprotik (diprotic acid); yaitu setiap satuan asam menghasilkan dua ion H+

Contohnya:

HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq)

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

H2SO4 (aq) H+ (aq) + HSO4- (aq)

HSO4- (aq) H+ (aq) + SO4

2- (aq)

• Asam tripotik (tripotic acid); yaitu setiap satuan asam menghasilkan tiga ion H+

Contohnya:H3PO4 (aq) H+ (aq) + H2PO4

- (aq)

H2PO4- (aq) H+ (aq) + HPO4

2- (aq)

HPO42- (aq) H+ (aq) + PO4

3- (aq)

Konsentrasi Larutan

Konsentrasi Larutan (concentration of a solution) adalah jumlah zat yang terlarut yang terdapat di dalam sejumlah tertentu pelarut atau larutan.

salah satu satuan konsentrasi yang paling umum dalam kimia adalah molaritas (molarity) (M), atau konsentrasi molar, yaitu jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan. Molaritas didefenisikan oleh persamaan berikut:

M = molaritas = mol zat terlarut

Liter larutan

Contoh: berapa gram kalium dikromat (K2Cr2O7) yang dibutuhkan untuk menyiapkan 250mL larutan yang konsentrasinya 2,16M?

Penjelasan dan penyelesaian. Soal ini memerlukan konversi dari volume dan konsentrasi menjadi jumlah mol dan kemudian menjadi gram.Tahap pertama adalah menentukan jumlah mol K2Cr2O7 dalam 250mL larutan 2,16M.

Mol K2Cr2O7 = 250mL Larutan x 2,16 mol K2Cr2O7

1000 mL Larutan

= 0,540 m0l K2Cr2O7

Massa molar K2Cr2O7 adalah 294,2g, jadi massa yang diberikan oleh

Gram K2Cr2O7 yang dibutuhkan = 0,540 mol K2Cr2O7 x 294,2 K2Cr2O7

1 mol K2Cr2O7

= 159 g K2Cr2O7

Pengenceran Larutan

Pengenceran (dilution) adalah prosedur untuk penyiapan larutan yang kurang pekat dari larutan yang pekat.Mol zat terlarut sebelum pengenceran = Mol zat terlarut sesudah pengenceran

Mol zat terlarut x volume larutan (dalam liter) = mol zat terlarut

Liter larutan

M V

Contoh: Tunjukkan bagaimana cara anda untuk menyiapkan 5,00 x 102 mL larutan

H2SO4 1,75 M, dimulai dengan larutan stok H2SO4 8,61M

Penjelasan dan penyelesaian. Karena konsentrasi larutan akhir lebih kecil daripadalarutan awal, ini adalah proses pengenceran. Kita persiapkan perhitungan dengan data yang kita miliki.Mawal = 8,61M Makhir = 1,75M

Vawal = ? Vakhir = 5,00 x 102 mL

Masukkan data ini dalam persamaan:

(8,61M)(Vawal) = (17,5 M)(5,00x 102 mL)

(Vawal) = (17,5 M)(5,00x 102 mL) =

8,61M

= 102 mL

Stoikiometri Larutan• Analisis Gravimetrik (gravimetric anlysis) adlah suatu teknik analisis yang didasarkan pada pengukuraan massa.

AgNO3 (aq) + NaCl (aq) NaNO3(aq) + AgCl(s)

persamaan ionik totalnya adalah

Contoh: Suatu sampel senyawa ioniksebanyak 0,5662 g yang mengandung ion klorida dan suatu logam yang tidak diketahui dilarutkan dalam air dan direaksikan dengan AgNO3 berlebih. Jika masa endapan AgCl yang terbentuk adalah 1,0882 g, berapa persen massa Cl dalam senyawa awal?

penalaran dan penyelesaian. Pertama-tama kita menetukan massa Cl dalam AgCl (ini juga merupakan massa Cl dalam senyawa awal karena semua ion Cl berubah menjadi AgCl) berdasarkan prosedur dalam contoh. Kita mengalikan massa AgCl dengan persen massa Cl dalam AgCl:

massa Cl = 1,0882 g AgCl x 1 mol AgCl x 1 mol Cl x 35,45 g Cl 143,4 g AgCl 1 mol AgCl 1 mol Cl

= 0,2690 g Cl

Kemudian, kita hitung pesen massa Cl dalam sampel sebagai berikut:

% Cl (% massa) = massa Cl x 100% = 0,2690 g x 100% = 47,51%

massa sampel 0,5662 g

Ag+ (aq) + Cl- (aq) AgCl (s)

• Titrasi Asam – BasaStudi kuantitatif mengenai reaksi penetralan asam-basa paling nyaman apabila dilakukan menggunakan prosedur yang disebut titrasi (titration). Dalam percobaab titrasi, suatu larutan yang konsentrasinya diketahui secara pasti, disebut Larutan Standar (standard solution), ditambahkan secara bertahap ke larutan lain yang konsentrasinya tidak diketahui, sampai reaksi kimia antara kedua larutan tersebut berlangsung secara sempurna.

Reaksi antara Kalium Hidrogen Ftalat (KHP) dan natrium hidroksida adalahKHC8H4O4 (aq) + NaOH (aq) KNaC8H4O4 (aq) + H2O (l)

Persamaan ionik totalnya adalahHC8H4

- (aq) + OH-(aq) C8H4O4

2-(aq) + H2O (l)

Prosedur untuk titrasi!

Larutan NaOH secara hati-hati ditambahkan dari buret ke dalam larutan KHP sampai mencapai titik ekuivalen (equivalent point), yaitu titik di mana asam telah bereaksi sempurna atau ternetralkan oleh basa. titik ini biasanya ditandai dengan perubahan warna indikator yang tajam, yang telah ditambahkan sebelumnya ke dalam larutan asam. Dalam titrasi asam-basa, indikator adalah zat yang memiliki perbedaan warna yang mencolok dalam medium asam dan basa.

Reaksi Netralisasi Asam dan Basa

asam + basa garam + air

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

H+ + Cl- + Na+ + OH- Na+ + Cl- + H2O

H+ + OH- H2O

4.3