Rumus dan Persamaan Kimia

 

1. Persamaan Kimia
         Dalam ilmu kimia, persamaan reaksi atau persamaan kimia adalah penulisan simbolis dari sebuah reaksi kimia. Rumus kimia pereaksi ditulis di sebelah kiri persamaan dan rumus kimia produk dituliskan di sebelah kanan. Persamaan reaksi yang pertama kali dibuat oleh ahli iatrokimia Jean Beguin pada 1615.
         Dalam sebuah persamaan reaksi, pereaksi dan produk dihubungkan melalui simbol yang berbeda-beda. Simbol → digunakan untuk reaksi searah, ⇆ untuk reaksi dua arah, dan ⇌ untuk reaksi kesetimbangan.
         Seringkali pada suatu persamaan reaksi, wujud zat yang bereaksi dituliskan dalam singkatan di sebelah kanan rumus kimia zat tersebut. Huruf s melambangkan padatan, l melambangkan cairan, g melambangkan gas, dan aq melambangkan larutan dalam air. Misalnya, reaksi padatan kalium (K) dengan air (2H2O) menghasilkan larutan kalium hidroksida (KOH) dan gas hidrogen (H2), dituliskan sebagai berikut :
   2K (s) + 2H₂O (l) → 2KOH (aq) + H₂ (g)
         Suatu persamaan disebut setara jika jumlah suatu unsur pada sebelah kiri persamaan sama dengan jumlah unsur tersebut di sebelah kanan, dan dalam reaksi ionik, jumlah total muatan harus setara juga.
2. Menyetarakan Persamaan Kimia
         Tinjau reaksi antara logam natrium dan gas klorin. Berdasarkan percobaan, dalam reaksi tersebut dihasilkan natrium klorida dengan rumus kimia NaCl. Bagaimana persamaan reaksinya?
         Suatu persamaan reaksi dikatakan benar jika memenuhi hukum kimia, yaitu zat-zat yang terlibat dalam reaksi harus setara, baik jumlah zat maupun muatannya. Sebelum menuliskan persamaan reaksi yang benar, tuliskan dulu persamaan kerangkanya. Persamaan kerangka untuk reaksi ini adalah
   Na + Cl₂ → NaCl
         Apakah persamaan sudah setara jumlah atomnya? Persamaan tersebut belum setara sebab pada hasil reaksi ada satu atom klorin, sedangkan pada pereaksi ada dua atom klorin dalam bentuk molekul Cl2. Untuk menyetarakan persamaan reaksi, bagaimanakah cara yang benar?
         Cara yang benar untuk menyetarakan persamaan reaksi adalah dengan menambahkan bilangan di depan setiap rumus kimia dengan angka yang sesuai. Bilangan yang ditambahkan ini dinamakan koefisien reaksi. Jadi, cara yang benar untuk menyetarakan persamaan reaksi adalah dengan cara menentukan nilai koefisien reaksi. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

1. Oleh karena ada dua atom Cl yang bereaksi maka bubuhkan angka 2 di depan NaCl. Persamaan kerangka menjadi :
   Na + Cl₂ → 2NaCl
2. Jumlah atom Cl di sebelah kiri dan kanan persamaan sudah setara (ruas kiri dan kanan mengandung 2 atom Cl).
3. Di ruas kanan jumlah atom Na menjadi 2, sedangkan ruas kiri hanya 1 atom. Untuk menyetarakannya, tambahkan angka 2 di depan lambang unsur Na sehingga persamaan menjadi:
   2Na + Cl₂ → 2NaCl

     Dengan cara seperti itu, jumlah atom di ruas kiri sama dengan di ruas kanan. Dengan demikian, persamaan reaksi sudah setara.

1. Contoh Soal

1. Alumunium bereaksi dengan larutan asam sulfat membentuk larutan Alumunium sulfat dan gas hydrogen

1. Langkah 1  : Menuliskan persamaan kata-kata
   Alumunium + larutan asam sulfat  menghasilkan larutan alumunium sulfat + Gas hydrogen
2. langkah 2   : Menuliskan persamaan rumus
   Al (s) + H₂SO₄ (aq)    —> Al₂ (SO₄)₃ (aq) + H₂ (g)
3. Langkah 3  : Penyetaraan
   2Al (s) + 3H₂SO₄ (aq)   —> Al₂ (SO₄) ₃ (aq) + 3H₂ (g)

 

 

1. Al (s) + HCl₂ (aq)   —> AlCl₃ (g) + H₂ (g)

1. Menetapkan koefisien Al₂Cl₃ = 1, sedangkan zat lainnya dengan koefisien sementara.
   aAl (s) + bHCl₂ (aq)   —> 1AlCl₃ (g) +  cH₂ (g)
2. Menyetarakan atom Al dan Cl (atom yang terkait langsung dengan zat yang diberi koefisien 1)
   Al  ruas kiri = a; ruas kanan = 1: berarti a = 1
   Cl  ruas kiri = b, ruas kanan = 3: berarti b = 3
   1Al (s) + 3HCl (aq)   —> 1AlCl₃ (g) +  cH₂ (g)
3. Menyetarakan unsure lain (H):
   Atom H ruas kiri = 3; ruas kanan = 2C = 3, C = 1,5
   1Al (s) + 3HCl (aq)   —> 1AlCl3 (g) +  1,5H₂ (g)
4. Untuk membulatkan pecahan, semua koefisien dikali 2
   2Al (s) + 6HCl (aq)   —> 2AlCl₃ (g) +  3H₂ (g)

 

 

 

 

 

 

1. Tata Nama Senyawa Kimia
         Penamaan senyawa diatur oleh IUPAC berdasarkan hasil kesepakatan para ilmuwan sedunia, bertujuan agar nama senyawa di seluruh negara sama.Terdapat dua kelompok besar senyawa, yaitu senyawa anorganik dan senyawa organik.

1. Tata Nama Senyawa Anorganik
         Senyawa anorganik adalah golongan senyawa yang tersusun dari unsur-unsur yang tidak mengandung atom karbon organik. Umumnya senyawa anorganik relatif sederhana dan dikelompokkan ke dalam senyawa biner dan senyawa poliatom.

1. Tata Nama Senyawa Biner
         Senyawa biner adalah senyawa yang tersusun dari dua macam unsur. Penamaan senyawa ini didasarkan pada nama unsur pembentuknya yang ditulis secara berurutan sesuai penulisan rumus kimia (lambang senyawa) dan akhiran dari unsur keduanya diganti -ida. Contoh:
         Senyawa KCl tersusun dari unsur kalium dan klorin, namanya adalah kalium klorida. Senyawa Na₂O tersusun dari unsur natrium dan oksigen, namanya adalah natrium oksida.
         Jika dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, seperti NO, NO₂, dan N₂O₄  penambahan kata 'ida' tidak cukup sebab akan muncul senyawa dengan nama yang sama. Untuk kasus ini, nama senyawa ditambah dengan kata mono-(satu), di-(dua), tri-(tiga), atau tetra-(empat) yang menunjukkan jumlah unsur. Contoh :
   NO = nitrogen monoksida
   NO₂ = nitrogen dioksida
   N₂O₄ = dinitrogen tetraoksida atau nitrogen tetraoksida
2. Tata Nama Senyawa Poliatom
         Senyawa yang tersusun lebih dari dua unsur digolongkan sebagai senyawa poliatom, seperti Ca(ClO)₂ atau kaporit, NaCO₃ (soda kue), dan H₂SO₄ (asam sulfat). Senyawa poliatom umumnya mengandung oksigen. Tata nama senyawa poliatom yang mengandung oksigen didasarkan pada jumlah atom oksigen yang dikandungnya. Senyawa yang mengandung jumlah oksigen paling banyak diberi akhiran -at, sedangkan yang paling sedikit diberi akhiran -it. Contoh :
   Na₂SO₄ (natrium sulfat), Na₂SO₃ (natrium sulfit), KClO₃ (kalium klorat), KClO₂ (kalium klorit).
         Tata nama senyawa tersebut tidak memadai setelah ditemukan senyawa yang mengandung atom oksigen lebih banyak atau lebih sedikit dari senyawa tersebut. Untuk itu, senyawa yang mengandung atom oksigen lebih banyak lagi diberi awalan per-, sedangkan senyawa yang lebih sedikit dari contoh senyawa di atas diberi awalan hipo-. Contoh :
   KClO₄ dinamakan kalium perklorat
   KClO₃ dinamakan kalium klorat
   KClO₂ dinamakan kalium klorit
   KClO dinamakan kalium hipoklorit
3. Tata Nama Senyawa Organik
         Senyawa organik adalah senyawa yang mengandung atom karbon, kecuali CO, CO₂, CN, dan ion CO₃ 2– tergolong senyawa anorganik. Senyawa organik diklasifikasikan ke dalam senyawa hidrokarbon dan turunan hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang hanya terdiri atas atom karbon dan hidrogen. Senyawa hidrokarbon digolongkan ke dalam alkana, alkena, dan alkuna. Catatan :
         Dalam senyawa organik, atom karbon dapat mengikat atom karbon yang lain membentuk rantai sangat panjang atau bercabang, seperti:
   CH₃ = CH₂ = CH₂ = CH₂ = CH₂ = CH₃
   Atau
   
         Alkana adalah senyawa hidrokarbon yang mengandung ikatan kovalen tunggal di antara atom-atom karbonnya. Alkena mengandung ikatan kovalen rangkap dua karbon-karbon, sedangkan alkuna mengandung ikatan kovalen rangkap tiga karbon-karbon (perhatikan Gambar 1).
   
   Gambar 1. Struktur molekul senyawa hidrokarbon: alkana, alkena, dan alkuna.

 

 

1. Tata Nama Alkana
         Senyawa alkana paling sederhana adalah metana (CH₄), etana (C₂H₆), propana (C₃H₈), dan butana (C₄H₁₀). Keempat nama senyawa ini sudah dikenal umum (trivial). Senyawa alkana lain dengan jumlah atom karbon lebih tinggi dari keempat alkana itu diberi nama berdasarkan aturan IUPAC dengan menambahkan akhiran -ana. Contoh :
   C₅H₁₂ dinamakan pentana (penta: lima)
   C₆H₁₂ dinamakan heksana (heksa: enam)
   C₇H₁₄ dinamakan heptana (hepta: tujuh)
    
2. Tata Nama Alkena dan Alkuna
         Tata nama senyawa golongan alkena sama seperti pada alkana, hanya akhiran -ana diganti dengan -ena. Contoh :
   C₂H₄ dinamakan etena
   C₃H₆ dinamakan propena
         Tata nama senyawa golongan alkuna juga tidak berbeda dengan alkana atau alkena, tetapi akhirannya menjadi -una. Contoh :
   C₂H₂ dinamakan etuna
   C₃H₄ dinamakan propuna
         Untuk tata nama senyawa yang mengandung atom karbon lebih banyak seperti alkena dan alkuna, perlu diketahui posisi ikatan rangkapnya. Posisi ikatan rangkap dalam alkena dan alkuna adalah pada atom karbon dengan nomor urut terkecil. Contoh :
   CH₃=CH–CH₂–CH₂–CH₃ dinamakan 1-pentena
   CH₃–CH₂–CH=CH–CH₂–CH₃ dinamakan 3-heksena
   CH≡ C–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ dinamakan 1-heksuna
   CH₃–C ≡ C–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ dinamakan 2-heptuna

1. Rumus Kimia
         Rumus kimia didefinisikan sebagai rumus suatu zat yang menggunakan lambang dan jumlah atom-atom unsur penyusun senyawa. Dalam rumus kimia, bilangan yang menyatakan jumlah unsur ditulis dalam bentuk indeks bawah (tikalas) setelah lambang unsurnya.

1. Rumus Empiris
         Rumus Empiris adalah rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom- atom yang meyusun senyawa.
    
    
2. Rumus Molekul
         Rumus molekul adalah rumus yang menyatakan jumlah dan jenis atom- atom unsur yang menyusun satu molekul senyawa.
3. Masa Molekul Relatif
         Apa yang dimaksud dengan massa molekul relatif? Massa molekul relatif ditentukan di laboratorium dengan berbagai metode atau dapat juga dihitung dari massa atom relatif jika jumlah dan jenis unsurnya diketahui. Massa molekul relatif disingkat dengan Mr.

1. Contoh Soal

1. Suatu senyawa organik tersusun dari 40 % karbon, 6,6 % hidrogen, dan sisanya oksigen. (Ar C= 12, H=1, O= 16). Jika mr = 90. Tentukan rumus empiris dan rumus molekul senyawa tersebut!
   Jawab:
   C= 40 %, H= 6,6 %, O          = 100 – (40+6,6) = 53,4 %
   Mol C : mol H : mol O           = 40 / 12 : 6,6 / 1 : 53,4 / 16
                                                  = 3,3 : 6,6 : 3,3
                                                  = 1 : 2 : 1
   Jadi, rumus empirisnya adalah CH₂O
   (CH₂O)n = 90
   ( 1 .Ar C + 2. Ar H + 1. Ar O)n = 90
   ( 1. 12 + 2. 1 + 1. 16)n = 90
   30n = 90
   n = 3
   Jadi rumus molekulnya = C₃H₆O₃