Jilid 2
'$6$5'$6$5 KIMIA ISLAM
Dr. Kuncoro Hadi, S.Si, M.Sc
Hak Cipta © Kuncoro Hadi. 2021 Hak Terbit CV. Cahaya Firdaus
Penerbit : Cahaya Firdaus Publishing and Printing
Jl. Kubang Raya Panam-Pekanbaru Mobile Phone : +6285265504934 E-mail : [email protected] Cetakan Pertama, Agustus 2021
ISBN : 978-623-6827-59-8
vi,215 hal (145x205mm) Setting & Layout : Jonri Kasdi Design Cover : Cahaya firdaus Team
Hak cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun, termasuk fotokopi, tanpa izin tertulis dari penerbit. Pengutipan harap menyebutkan sumbernya
Sanksi Pelanggaran Pasal 133 Undang-Undang Nomor 28 Tahun 2014
Tentang Hak Cipta
1) Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf I untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp 100.000.000,00 (seratus juta rupiah).
2) Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp 500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).
3) Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp 1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).
4) Setiap Orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pidana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp 4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).
'DVDUGDVDU.LPLD Islam Jilid 2
KATA PENGANTAR
Puji sukur kita panjatkan kepada Allah SWT, karena limpahan taufiq dan hidayahnya maka penulis dapat menyelesaikan tulisan ini.
Islam memberikan beberapa penjelasan ilmiah dalam tautan keagamanya. Kadangkala fakta-fakta tertentu baru ditemukan dengan teknologi terbaru. Penjelasan ini tidak pernah bertentangan dengan temuan-temuan ilmu modern.
Hal Ini menunjukkan bahwa Islam merupakan agama yang berasal dari Allah.
Kimia bukan merupakan ilmu tentang nilai kehidupan, tetapi dengan mempelajari kimia peserta didik dapat mengambil manfaatnya berupa nilai-nilai kehidupan.
Metode ilmiah digunakan untuk memperoleh proses kimia, yang di dalamnya terdapat kerja ilmiah. Nilai kehidupan didapatkan dari sikap ilmiah dalam pembelajaran kimia.
Keselarasan aspek kognitif, afektif, dan psikomotorik dalam proses pembelajaran.
Sejumlah sikap ilmiah tersebut dapat menjadi nilai kehidupan peserta didik dimana nilai-nilai kehidupan secara bersama-sama akan membentuk kepribadian peserta didik. Pada penanaman nilai kehidupan dalam pembelajaran kimia terjadi berulang-ulang, maka diharapkan nilai-nilai tersebut dapat terinternalisasi dalam diri peserta didik. Setiap pembelajaran mata pelajaran apapun, termasuk pembelajaran kimia, sangat diharapkan bahwa materi yang diajarkan tidak hanya sebagai school knowledge (pengetahuan sekolah), tetapi juga menjadi inner knowledge (pengetahuan dalam diri) yang akhirnya ditunjukkan dalam bentuk perilaku (action knowledge) .
Nilai afektif yang diinginkan ditanamkan guru sain/kimia kepada peserta didiknya bukanlah sekedar niai- nilai yang berkaitan dengan sikap, konsep diri, motivasi dan minat, tetapi nilai-nilai afektif yang langsung berkaitan dengan materi ajar sain/kimia itu sendiri. Guru sain/kimia harus mengajarkan materi sain/kimia pada peserta didik sedemikian rupa sehingga peserta didik memiliki kemampuan transfer of knowledge dan transfer of value.
Pendidikan sain juga menyumbang pendidikan nilai/karakter melalui pendidikan sikap ilmiah dan kerja ilmiah yang merupakan bagian kerja ilmiah. Pendidikan nilai/karakter tidak berdiri sendiri sebagai mata pelajaran, tetapi harus dipadukan dengan materi pendukung kompetensi dasar yang sesuai. Pendidikan sain/kimia sudah menyediakan “rumah” bagi pendidikan nilai/
karakter, yaitu pada dimensi sikap ilmiah dan kerja ilmiah.
Dengan kondisi ini, maka penulis beranggapan perlu ada refernsi tentang Kimia yang terintegasi nilai Islam. Jika terdapat kelemahan dalam penulisan ini maka, penulis berharap masukan untuk perbaikan di masa akan datang.
Dr. Kuncoro Hadi, S.Si, M.Sc
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ... iii
Daftar Isi ... iv
BAB I : Termokimia ... 1
BAB II : Laju Reaksi ... 7
BAB III : Kesetimbangan Kimia ... 14
BAB IV : Asam dan Basa ... 30
BAB V : Koloid ... 41
BAB VI : Koligatif Larutan ... 53
BAB VII : Elektrokimia ... 62
BAB VIII : Kimia Unsur ... 81
BAB IX : Senyawa Karbon dan Benzen ... 97
BAB X : Makromolekul ... 108
Daftar Pustaka ... 121
BAB I TERMOKIMIA
Dalam al Qur‟an, Allah telah menyebut tingkatan- tingkatan pada api.
16. bagi mereka lapisan-lapisan dari api di atas mereka dan di bawah merekapun lapisan-lapisan (dari api). Demikianlah Allah mempertakuti hamba-hamba-Nya dengan azab itu. Maka bertaqwalah kepada-Ku Hai hamba-hamba-Ku.
Ketika para ilmuwan mempelajari api dan hubungan antara temperatur dan mereka menemukan bahwa warna api adalah merah, kemudian jika ditinggikan suhunya maka warna api akan menjadi putih dan jika dinaikkan lagi suhunya maka warna api akan berubah menjadi hitam dan fenomena ini disebut oleh para ulama radiasi benda hitam, dan yang menakjubkan lagi adalah Nabi SAW telah menyebutkan fenomena ini, adanya perubahan warna api!
Nabi Muhammad SAW bersabda:
َ دِقوُأ ى ل ع
َِراَّنلا
َ فْل أ
َ ة ن س
ََّتّ ح
َْتَّر ْحْا
ََُّث
َ دِقوُأ ا هْ ي ل ع
َ فْل أ
َ ة ن س
ََّتّ ح
َْتَّض يْ با
ََُّث
َ دِقوُأ ا هْ ي ل ع
َ فْل أ
َ ة ن س
ََّتّ ح
َْتَّد وْسا
َ يِه ف
َُءا دْو س
َ ة مِلْظُم
“Api dinaikkan suhunya selama seribu tahun sampai berubah menjadi merah, lalu dinaikkan lagi selama seribu tahun hingga berubah menjadi putih, kemudian dinaikkan lagi selama seribu tahun sampai menghitam, dan itulah yang disebut dengan hitam legam.” (At-Tirmidzi).
Warna api sangat dipengaruhi oleh elektron-elektron dalam api yang selalu berpindah-pindah. Setiap unsur mempunyai spektrum emisi tertentu dan bila tersorot api, maka akan memancarkan radiasi elektromagnetik yang akan
menghasilkan pancaran api dengan warna-warna tertentu.
Reaksi pembakaran senyawa yang mengandung oksigen (O2).
Jika suatu reaksi pembakaran kekurangan oksigen, maka efisiensi pembakaran berkurang dan menghasilkan suatu senyawa karbon seperti asap (jelaga). Contohnya, lilin akan mati karena jika ditutup dengan gelas. Sebab ia kekurangan oksigen. Faktor yang mempengaruhi warna nyala api adalah faktor fisika (suhu) dan faktor kimia (zat yang megalami reaksi).
Pada pembakaran sodium akan menghasilkan api berwarna oranye, pembakaran stronsium klorida mengahasilkan warna merah, pembakaran kalium nitrat menghasilkan warna ungu, pembakaran boron menghasilkan warna hijau, pembakaran tembaga menghasilkan warna biru, dan sebagainya.
Api yang berwarna merah umumnya bersuhu di bawah 1000 derajat celsius. Api berwarga biru, bersuhu lebih tinggi dari api merah, tapi masih di bawah 2000 derajat celcius.
Kemudian api yang lebih panas, api putih yang bersuhu di atas 2000 derajat celcius. Api ini juga yang terdapat di dalam inti matahari. Api putih juga digunakan pada industri yang memproduksi material besi dan sejenisnya. Api paling panas adalah api berwarna hitam.
Allah SWT berfirman dalam kitab-Nya yang mulia At- Tahrim: 6:
Hai orang-orang yang beriman, peliharalah dirimu dan keluargamu dari api neraka yang bahan bakarnya adalah manusia dan batu; penjaganya malaikat-malaikat yang kasar, keras, dan tidak mendurhakai Allah terhadap apa yang diperintahkan-Nya kepada mereka dan selalu mengerjakan apa yang diperintahkan.
Sebuah seruan dari Dzat Yang Maha Agung kepada orang-orang yang beriman, berisi perintah dan peringatan berikut kabar tentang bahaya besar yang mengancam. Seruan ini ditujukan kepada insan beriman, karena hanya mereka yang mau mencurahkan pendengaran kepada ajakan Allah, berpegang dengan perintah-Nya dan mengambil manfaat dari ucapan-Nya. Allah perintahkan mereka agar menyiapkan tameng untuk diri mereka sendiri dan untuk keluarga mereka guna menangkal bahaya yang ada di hadapan mereka serta kebinasaan di jalan mereka. Bahaya yang mengerikan itu adalah api yang sangat besar, tidak sama dengan api yang biasa kita kenal, yang dapat dinyalakan dengan kayu bakar dan dipadamkan oleh air. Api neraka ini bahan bakarnya adalah tubuh-tubuh manusia dan batu-batu. Ia berbeda sama sekali dengan api di dunia. Bila orang terbakar dengan api dunia, ia pun meninggal berpisah dengan kehidupan dan tidak lagi merasakan sakitnya pembakaran tersebut. Beda halnya bila seseorang dibakar dengan api neraka
Energi dalam kimia disebut juga kalor (q) adalah kemampuan untuk melakukan aktifitas. Termokimia memperlajari jumlah kalor/energi yang terlibat dalam suatu reaksi kimia. Dalam asas Black diungkapkan bahwa "energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat pula dimusnahkan namun energi dapat berubah bentuk". Di antara macam- macam energi misalnya: Energi kinetik (gerak) ; energi potensial (energi pada posisi diam); energi panas, energi kimia; energi cahaya; energi bunyi/suara ; energi pegas dan banyak lagi.
Hukum kekekalan energi merupakan filosofi Tanam tuai.
al Qur‟an beberapa ayatnya sesuai dengan filosofi ini di antaranya terdapat pada:
a. Al-baqarah: Ia mendapat pahala (dari kebaikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa (dari kejahatan ) yang dikerjakannya.
b. Al-israa‟: Jika kamu berbuat baik (berarti) kamu berbuat baik bagi dirimu sendiri dan jika kamu berbuat jahat, maka (kejahatan) itu bagi dirimu sendiri
c. Al-zalzalah: Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan seberat dzarrah (atom,tidak nampak) pun, niscaya dia akan melihat (balasan) nya. Dan barangsiapa yang mengerjakan kejahatan sebesar dzarrahpun, niscaya dia akan melihat (balasan) nya pula.
Bila ayat di atas dirangkum dan dikaitkan dengan termokimia artinya kita akan menuai kebaikan bila kita mengerjakan (bahkan walau hanya berniat/ini tidak nampak) kebaikan (energi positif) dan bila kita menanam (berniat) kejahatan (energi negatif) maka kita akan menuai kejahatan (untuk diri kita sendiri) pula. Karena kita mengharapkan kebaikan untuk diri kita maka kita harus lakukan hal-hal yang baik pula.
Pada percobaan perpindahan energi yang dapat dilakukan dirumah prosedur kerja klik disini kita akan kelompokkan alat dan bahan yang digunakan pada percobaan tersebut sebagai sistem dan lingkungan. Sistem adalah sesuatu yang menjadi fokus perhatian kita sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu diluar sistem.
Energi/kalor dalam sistem tidak dapat diukur tetapi yang dapat terukur adalah perubahannya (Δ). Kalor yang diukur pada tekanan tetap disebut entalpi (H)
Perubahan entalpi (ΔH) = H produk – H reaktan
Energi dapat berpindah dan berubah tetapi tidak ada energi yang hilang maupun terbentuk ( bersifat tetap )
Perhatikan dan lakukan percobaan reaksi antara:
Logam magnesium (Mg) dengan HCl 3 M dan reaksi NH4Cl (s) dengan H2O
dan amati perpindahan kalor/energi yang terjadi pada kedua reaksi tersebut kemudian golongkan masing - masing reaksi ke dalam reaksi endoterm atau eksoterm.
Persamaan reaksi percobaan 1
Mg (s) + HCl (aq) ---> MgCl2 (aq) + H2 (g)
ternyata tabung reaksi terasa panas saat dipegang. Pada percobaan tersebut yang dimaksud sistem adalah Mg, HCl, MgCl2 dan H2
Dan lingkungan adalah tabung reaksi, udara sekitar dan tangan kita.
Tabung (lingkungan) panas dan yang merasakannya adalah tangan (lingkungan) dengan demikian kita dapat katakan bahwa pada reaksi tersebut terjadi perpindahan kalor/energi dari sistem ke lingkungan ( eksoterm) atau lingkungan mendapat suplai kalor dari sistem sehingga suhu lingkungan meningkat.
Perubahan entalpi ( ΔH ) adalah jumlah panas yang dilepaskan atau diserap ketika reaksi kimia terjadi pada tekanan konstan
· ΔH = H (produk) -H (reaktan)
H ditentukan untuk per mol zat pada reaksi dengan persamaan reaksi setara. Satuan H biasanya diberikan dalam kJ mol-1 (kJ / mol) atau kadang-kadang dalam kkal mol-1 (kkal / mol), 1 kalori (1 kal) = 4,184 joule (J 4,184). Perubahan Energi ini diukur dalam kondisi laboratorium standar 25oC (298K) & 101.3kPa (1 atmosfer).
Tanda ΔH ΔH = H (produk) -H (reaktan) = negatif ΔH = (produk) -H (reaktan) = positif Menulis persamaan
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) + 92.4 kJ
N2 (g) +3H2 (g) 2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ mol-1 2NH3 (g) + 92.4 kJ N2 (g) + 3H2 (g)
2NH3 g N2 (g) +3H2 (g) ΔH=+92.4 kJ mol-1 Diagram energi
Energi reaktan (N2 & H2) lebih besar daripada energi dari produk (NH3).
Dilepaskan energi.
ΔH = negatif.
ΔH diukur dari energi reaktan ke energi produk pada diagram energi tersebut
Energi reaktan (NH3) lebih kecil dari energi produk (N2 &
H2).
Energi diserap.ΔH adalah positif.
ΔH diukur dari energi reaktan menuju energi produk pada diagram energi tersebut
BAB II LAJU REAKSI
Laju Reaksi adalah berkurangnya jumlah pereaksi untuk satuan waktu atau bertambahnya jumlah hasil reaksi untuk setiap satuan waktu. Ukuran jumlah zat dalam reaksi kimia umumnya dinyatakan sebagai konsentrasi molar atau molaritas (M), dengan demikian maka laju reaksi menyatakan berkurangnya konsentrasi pereaksi atau bertambahnya konsentrasi zat hasil reaksi setiap satu satuan waktu (detik). Satuan laju reaksi dinyatakan dalam satuan mol dmˉ³ detˉ¹ atau mol /liter detik.
A. Kemolaran
Kemolaran adalah satuan konsentrasi larutan yang menyatakan banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan.Kemolaran (M) sama dengan jumlah mol (n) zat terlarut dibagi volume (v) larutan. Kemolaran (Molaritas) dinyatakan dengan lambang M, adalah jumlah mol zat terlarut dalam setiap liter larutan.
M = n/V
M = gr/mr x 1000/mL M = gram/mr x L
Pengenceran larutan :
Larutan pekat (mempunyai kemolaran besar) dapat diencerkan dengan menambah volum pelarut, sehingga akan diperoleh larutan yang lebih encer (kemolarannya kecil). pada pengenceran berlaku rumus:
V1 M1 = V2 M2
V1 = volum sebelum pengenceran M1 = kemolaran sebelum pengenceran V2 = volum sesudah pengenceran
M2 = kemolaran sesudan pengenceran dimana:
V1M1: volume dan konsentrasi larutan asal
V2 M2: volume dan konsentrasi hasil pengenceran Volum pelarut yang ditambahkan = V2-V1
pada pengenceran hanya terjadi pertambahan volum, sedang jumlah zat terlarut tetap, maka M2 < M1
b. Konsep Laju Reaksi
Laju reaksi menyatakan laju perubahan konsentrasi zat- zat komponen reaksi setiap satuan waktu:
V = selisih M / t
1) Laju pengurangan konsentrasi pereaksi per satuan waktu 2) Laju penambahan konsentrasi hasil reaksi per satuan
waktu
3) Perbadingan laju perubahan masing-masing komponen sama dengan perbandingan koefisien reaksinya
Pada reaksi:
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Laju reaksi:
1) laju penambahan konsentrasi NH3
2) laju pengurangan konsentrasi N2 dan H2.
Laju reaksi adalah perbandingan perubahan konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi terhadap perubahan waktu.
Pada reaksi: A (Reaktan) B (Produk) Laju Reaksi didefinisikan sebagai:
1) Berkurangnya konsentrasi A (reaktan) tiap satuan waktu 2) Bertambahnya konsentrasi B (produk) tiap satuan waktu Untuk persamaan reaksi: pA + qB mC + nD
V = k [A]x[B]y Keterangan:
V = Laju Reaksi
K = tetapan laju reaksi [ ] = konsentrasi zat
X = orde/tingkat reaksi terhadap A Y = orde/tingkat reaksi terhadap B x + y = orde/tingkat reaksi keseluruhan
c. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi 1). Luas permukaan sentuhan/ Ukuran partikel
Luas permukaan mempercepat laju reaksi karena semakin luas permukaan zat, semakin banyak bagian zat yang saling bertumbukan dan semakin besar peluang adanya tumbukan efektif menghasilkan perubahan. Semakin luas permukaan zat, semakin kecil ukuran partikel zat. Jadi semakin kecil ukuran partikel zat, reaksi pun akan semakin cepat.
2) Konsentrasi
Konsentrasi mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Hubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan laju reaksi tidak dapat ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapi harus melalui percobaan. Dalam penetapan laju reaksi ditetapkan yang menjadi patokan adalah laju perubahan konsentrasi reaktan. Ada reaktan yang perubahan konsentrasinya tidak mempengaruhi laju reaksi.
3) Suhu
Kenaikan suhu dapat mempercepat laju reaksi karena dengan naiknya suhu energi kinetik partikel zat-zat meningkat sehingga memungkinkan semakn banyaknya tumbukan efektif yang menghasilkan perubahan. Hubungan Kuntitatif perubahan suhu terhadap laju reaksi. Hubungan ini ditetapkan dari suatu percobaan.
4) Katalis
Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam
reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.
Katalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama:
katalis homogen dan katalis heterogen. Katalis heterogen adalah katalis yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang sama. Satu contoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi (atau substrat) untuk sementara terjerat. Ikatan dalam substrat-substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai terbentuknya produk baru. Ikatan atara produk dan katalis lebih lemah, sehingga akhirnya terlepas. Katalis homogen umumnya bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu perantarakimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalisnya.
Berikut ini merupakan skema umum reaksi katalitik, di mana C melambangkan katalisnya:
A + C → AC (1) B + AC → AB + C (2)
Meskipun katalis (C) termakan oleh reaksi 1, namun selanjutnya dihasilkan kembali oleh reaksi 2, sehingga untuk reaksi keseluruhannya menjadi:
A + B + C → AB + C
Beberapa katalis yang pernah dikembangkan antara lain berupa katalis Ziegler-Natta yang digunakan untuk produksi masal polietilen dan polipropilen. Reaksi katalitis yang paling dikenal adalah proses Haber, yaitu sintesis amoniak menggunakan besi biasa sebagai katalis. Konverter katalitik
yang dapat menghancurkan produk emisi kendaraan yang paling sulit di atasi, terbuat dari platina dan rodium. 4.
Molaritas Molaritas adalah banyaknya mol zat terlarut tiap satuan volum zat pelarut. Hubungannya dengan laju reaksi adalah bahwa semakin besar molaritas suatu zat, maka semakin cepat suatu reaksi berlangsung. Dengan demikian pada molaritas yang rendah suatu reaksi akan berjalan lebih lambat daripada molaritas yang tinggi. Hubungan antara laju reaksi dengan molaritas adalah: V = k [A]m [B]n dengan:
V= Laju reaksi
k = Konstanta kecepatan reaksi m = Orde reaksi zat A
n = Orde reaksi zat B Ada 2 jenis katalis :
1) Katalis aktif yaitu katalis yang ikut terlibat reaksi dan pada akhir rekasi terbentuk kembali.
2) Katalis pasif yaitu katalis yang tidak ikut bereaksi, hanya sebagai mediareaksi saja
d. Orde Reaksi
Pangkat perubahan konsentrasi terhadap perubahan laju disebut orde reaksi
1) Ada reaksi berorde O, dimana tidak terjadi perubahan laju reaksi berapapun perubahan konsentrasi pereaksi.
2) Ada reaksi berorde 1, dimana perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali menyebabkan laju reaksi lebih cepat 2 kali.
3) Ada reaksi berorde 2, dimana laju perubahan konsentrasi pereaksi 2 kali menyebabkan laju reaksi lebih cepat 4 kali, dst.
Untuk reaksi A + B → C
Rumusan laju reaksi adalah:
V = k [A]m [B]n
Dimana:
k = tetapan laju reaksi
m = orde reaksi untuk A n = orde reaksi untuk B Orde reakasi total = m + n
Langkah-langkah penentuan orde reaksi yaitu sebagai berikut.
1) Memilih 2 data percobaan yang salah satunya mempunyai konsentrasi yang sama.
2) Bandingkan 2 data percobaan tersebut dengan memasukkannya ke dalam persamaan umum laju reaksi.
Mari kita perhatikan contoh-contoh soal berikut ini.
Contoh:
Tentukan masing-masing orde reaksi A dan B berdasarkan data percobaan sebagai berikut.
2A (g) + B (g) → 2AB
Jawab
X = 2
Jadi Ordo A = 2
X = 1
Jadi Ordo B = 1 e. Teori Tumbukan
Tumbukan yang menghasilkan zat baru adalah tumbukan efektif. Tumbukan efektif dapat dicapai jika
1) Molekul-molekul memiliki energi yang cukup agar dapat mulai bereaksi dengan memutuskan ikatan kimia lawan, dan molekul itu sendiri ikatan kimianya akan putus karena tumbukan dari molekul lain lawan. Energi yang diperlukan ini dinamakan energi aktivasi (Ea), yaitu sejumlah energi minimum yang diperlukan oleh suatu zat untuk memulai reaksi.
2) Posisi tumbukan harus tepat mengenai sasaran, sehingga ikatan kimia lawan dan molekul itu sendiri dapat putus. Jadi putusnya ikatan kimia memerlukan 2 hal penting, yaitu tumbukan dengan Ea dan posisi yang tepat. Perhatikan gambar di atas, walaupun energi cukup, namun jika posisinya tidak tepat, tidak semua energi mengenai ikatan, sehingga terjadi pemborosan energi. Sebaliknya walaupun posisinya tepat mengenai sasaran, namun jika energi molekul belum mencapai Ea, tumbukannya akan pelan, sehingga gaya tarik pada ikatan kimia tidak dapat diputus.
BAB III
KESETIMBANGAN KIMIA
Kesetimbangan kimia mengacu pada rasio stabil antara reaktan dan produk dalam reaksi kimia reversibel. Dalam reaksi reversibel, reaktan tidak sepenuhnya berubah menjadi produk, melainkan, mereka perlahan-lahan akan berhenti bereaksi saat kesetimbangan kimia tercapai. Laju reaksi dipengaruhi oleh banyak faktor, termasuk suhu, fase materi dan adanya katalis. Banyak reaksi memerlukan masukan awal energi untuk mulai bereaksi.
Lebih mendasar lagi, reaksi kimia yang terbentuk atau terputusnya ikatan kimia. Sebuah hasil ikatan kimia ketika gaya elektromagnetik antara atom atau molekul menyebabkan daya tarik di antara mereka. Ikatan ion adalah ketika dua ion- malah bermuatan atom-langsung menarik satu sama lain.
Sebuah ikatan kovalen melibatkan pembagian pasangan elektron di antara atom-atom. Ikatan kimia ini membentuk zat baru dengan sifat kimia mereka sendiri.
Konsep kesetimbangan kimia adalah terkait dengan gagasan reaksi reversibel. Bahkan, semua reaksi kimia untuk beberapa derajat reversibel, sehingga tidak ada perbedaan mendasar antara reaktan dan produk. Beberapa reaksi, bagaimanapun, memiliki derajat reversibilitas tidak dapat diabaikan -itu dalam reaksi dengan kesetimbangan kimia menjadi penting. Ketika reversibilitas ditekankan dalam notasi ilmiah, panah asli antara reaktan dan produk digantikan oleh sepasang panah saling berkait. Ini menunjukkan bahwa reaksi terjadi di kedua arah.
Kecepatan di mana kesetimbangan kimia tercapai dapat sangat bervariasi. Beberapa reaksi yang lengkap setelah kurang dari satu detik, sementara yang lain mengambil
bertahun-tahun. Meskipun tidak ada metode tunggal memprediksi laju reaksi, banyak faktor yang diketahui memiliki peran penting.
Salah satu faktor tersebut adalah temperatur. Suhu yang lebih tinggi memungkinkan lebih banyak energi untuk memasuki sistem, yang biasanya menghasilkan reaksi yang lebih cepat. Tahap materi-padat, cair atau gas-dapat juga mempengaruhi seberapa cepat bahan mencapai kesetimbangan kimia. Akhirnya, kehadiran katalis dapat sangat mempercepat reaksi. Enzim merupakan jenis katalis penting dalam mengatur metabolisme makhluk hidup.
Beberapa reaksi tidak berlangsung meskipun mereka tidak pada kesetimbangan kimia. Hal ini karena banyak reaksi memerlukan energi aktivasi. Hidrogen cair dan oksigen, misalnya, bisa tetap dalam kontak fisik tanpa bereaksi.
Sejumlah kecil energi, bagaimanapun, dapat menyebabkan reaktan untuk dasarnya meledak dan melepaskan banyak energi. Fenomena yang sama terlihat ketika membakar kayu- kayu meskipun dapat melepaskan banyak energi ketika dibakar, sebuah percikan awal atau api selalu diperlukan untuk mendapatkan proses yang terjadi.
QS al-Qashas: 77
dan carilah pada apa yang telah dianugerahkan Allah kepadamu (kebahagiaan) negeri akhirat, dan janganlah kamu melupakan bahagianmu dari (kenikmatan) duniawi dan berbuat baiklah (kepada orang lain) sebagaimana Allah telah berbuat baik, kepadamu, dan
janganlah kamu berbuat kerusakan di (muka) bumi. Sesungguhnya Allah tidak menyukai orang-orang yang berbuat kerusakan.
Allah SWT. Pada ayat ini memerintahkan kepada orang- orang beriman agar dapat menciptakan keseimbangan antara usaha untuk memperoleh keperluan duniawi dan keperluan ukhrawi. Tidak mengejar salah satunya dengan cara meninggalkan yang lainnya. Nabi SAW sangat mencela orang-orang yang hanya mengejar akhirat dengan meninggalkan duniawi. Apalagi kalau menjadi beban orang lain dalam masalah nafkah. Nabi SAW pernah mencela seorang pemuda yang membebani ayahnya dalam nafkah.
Kehidupan duniawi dan ukhrawi merupakan fitroh yang harus dijalani oleh manusia, sehingga menjalani kehidupan ini dengan memenuhi kebutuhan keduanya tidak dapat dipisah-pisah. Membuat keseimbangan antara dunia dan akhirat merupakan bagian dalam ajaran Islam yang harus dilaksanakan oleh umatnya.
Pada akhir abad pertama tahun hijriyah banyak bermunculan para sufi. Di antara cara yang dilakukan oleh para sufi yaitu uzlah, yaitu lari dari dunia, menghindar dari kehidupan masyarakat. Mereka berada di tempat-tempat tertentu untuk mendekat diri kepada Allah SWT, tapi lari dari tanggung jawabnya sebagai anggota masyarakat, dan cara seperti ini juga dikecam oleh Islam.
Rasulullah telah bersabda:Kerjakanlah urusan duniamu seakan- akan kamu hidup selama-lamanya. Dan laksanakan akhiratmu seakan-akan kami akan mati besok” (H.R. Ibnu Asakir).
Pada saat kita sedang beibadah menghadap Allah, maka beribadahlah dengan sungguh-sungguh dengan penuh pengabdian. Misalnya ketika sedang salat, lupakanlah semua urusan duniawi, dan hanya kepada Allah sajalah kita mengingat dan meMusatkan perhatian, seolah-olah tidak ada
kesempatan lagi untuk mengabdi kepada Allah karena akan mati besok.
Demikian pula sebaliknya, setelah kita selesai menunaikan kewajiban kita kepada Allah, lalu kita hadapi urusan duniawi dengan penuh perhitungan yang pasti. Kita berusaha dan bekerja keras untuk memperoleh keuntungan duniawi dengan cara yang baik dan benar seolah-olah kita akan hidup untuk selama-lamanya.
Dalam ayat ini Allah SWT. Kemudian memerintahakn agar berbuat baik kepada sesama manusia sebagaimana Allah telah berbuat baik kepada kita. Kebaikan Allah yang Maha Rahman dan Maha Rahim kepada seluruh makhluk-Nya, tidak terhitung jumlahnya. Oleh karena itu, Allah menganjurkan kepada semua. Misalnya membantu orang yang membutuhkan pertolongan, menyantuni anak-anak yatim, berpartisipasi membangun masjid, madrasah, dan lain- lain.
Berbuat baik inipun bisa diartikan berbuat baik kepada diri sendiri, yaitu memelihara dan menjaga diri dari bahaya.
Memelihara dan mejaga diri dari bahaya. Memelihara diri supaya sehat, jasmani, dan rohani dengan memakan makanan yang baik dan halal adalah bentuk berbuat baik kepada diri sendiri. Demikian halnya menaati perintah Allah dengan jalan ibadah dan menjauhi larangan-Nya, hakikatnya berbuat baik kepada diri sendiri. Apabila seseorang berbuat yang sebaliknya berarti telah menjerumuskan dirinya menjadi manusia yang celaka.
Manusia dijadikan Allah sebagai khalifah di bumi ternyata telah banyak menyia-nyiakan amanah-Nya. Manusia telah menjadi makhluk perusak terbesar yang ada di permukaan bumi ini. Akibat kerusakan ini tidak hanya menimpa makhluk-makhluk hidup lainnya, tapi manusia banyak yang tidak menyadarinya. Oleh karena itu, Allah
berulang kali memperingatkan manusia dalam al Qur‟an agar tidak melakukan kerusakan di muka bumi.
Allah SWT menganjurkan kepada orang-orang yang beriman agar bekerja untuk memperoleh kebahagiaan di dunia dan di akhirat, berbuat baik kepada sesama serta melarang berbuat kerusakan di muka bumi.
Reaksi-reaksi yang dilakukan di laboratorium pada umumnya berlangsung satu arah. Tetapi ada juga reaksi yang dapat berlangsung dua arah atau dapat balik. Reaksi searah disebut juga reaksi irreversibel. Reaksi dapat balik atau dapat berubah lagi menjadi zat-zat semula disebut juga reaksi reversibel. Reaksi dapat balik yang terjadi dalam satu sistem dan laju reaksi ke arah hasil atau sebaliknya sama disebut reaksi dalam keadaan setimbang atau reaksi kesetimbangan.
Reaksi kesetimbangan banyak terjadi pada reaksi-reaksi dalam wujud gas. Sistem yang termasuk reaksikesetimbangan disebut sistem kesetimbangan.
A. Reaksi Kesetimbangan
Sebelum mempelajari reaksi kesetimbangan, kita
perhatikan dulu contoh
reaksi searah dan reaksi dapat balik. Contoh reaksi searah yaitu reaksi antara batu pualam dengan asam klorida dengan reaksi:
CaCO3 (s) + 2 HCl (aq) →CaCl2 (aq) + CO2 (g) + H2O (l).
Kalau kita reaksikan lagi hasil reaksi tersebut tidak akan kembali lagi. Reaksi ini disebut juga reaksi berkesudahan.
Contoh: Reaksi dapat balik yaitu pemanasan kristal
tembaga (II) sulfat hidrat.
Kristal tembaga (II) sulfat hidrat berwarna biru jika
dipanaskan akan berubah
menjadi tembaga (II) sulfat berwarna putih. Jika pada tembaga (II) sulfat diteteskan air maka akan berubah lagi
menjadi tembaga (II) sulfat hidrat. Reaksinya ditulis sebagai berikut.
CuSO4.5 H2O (s) → CuSO4 (s) + 5 H2O (g) biru putih
CuSO4 (s) + 5 H2O (l) → CuSO4.5 H2O (s) putih biru
Reaksi yang dapat balik, dapat ditulis dengan tanda
panah yang berlawanan,
(↔ ). Persamaan reaksi di atas dapat ditulis:
CuSO4.5 H2O (s) CuSO4 (s) + 5 H2O (l)
Setelah mempelajari reaksi searah dan reaksi dapat balik,
sekarang kita
pelajari reaksi kesetimbangan. Coba perhatikan reaksi antara larutan besi (III) klorida dengan larutan kalium tiosianat yang menghasilkan ion besi (III) tiosianat.
Gambar 4.16 Reaksi kesetimbanganan
Pada penambahan ion SCN– warna merah bertambah tua berarti terbentuk lagi ion Fe (SCN) 2+, atau ion SCN– yang ditambahkan bereaksi lagi dengan ion Fe3+. Menurut perhitungan jika 10 mL larutan FeCl3 0,001 M bereaksidengan 10 mL KSCN 0,001 M kedua zat akan habis bereaksi atau ion Fe2+ dan ion SCN– sudah habis bereaksi. Demikian pula pada penambahan ion Fe3+ akanterbentuk kembali Fe (SCN) 2+, berarti ion Fe3+ bereaksi lagi dengan ion SCN–. Dari data percobaan tersebut dapat disimpulkan ion Fe3+ dan ion SCN– selalu ada pada sistem karena Fe (SCN) 2+ secara langsung dapat terurai lagi menjadi ion Fe3+ dan ion SCN–.
Oleh karena reaksi tersebut terjadi pada sistem tertutup maka reaksi ini disebut reaksi kesetimbangan.
Reaksinya ditulis:
Fe3+ (aq) + SCN– (aq) → Fe (SCN) 2+ (aq)
Pada reaksi ini pembentukan Fe (SCN) 2+ dan penguraiannya menjadi ion Fe3+ dan SCN– tidak dapat diamati karena berlangsung pada tingkat partikel. Reaksi ini disebut juga reaksi kesetimbangan dinamis. Ciri-ciri keadaan setimbang dinamis adalah sebagai berikut.
1) Reaksi berlangsung terus-menerus dengan arah yang berlawanan.
2) Terjadi pada ruangan tertutup, suhu, dan tekanan tetap.
3) Laju reaksi ke arah hasil reaksi dan ke arah pereaksi sama.
4) Tidak terjadi perubahan makroskopis, yaitu perubahan yang dapat diukur atau dilihat, tetapi perubahan mikroskopis (perubahan tingkat partikel) tetap berlangsung.
5) Setiap komponen tetap ada.
Reaksi kesetimbangan dinamis yaitu reaksi yang berlangsung terus-menerus dengan arah yang berlawanan dan kecepatan yang sama. Dalam kehidupan sehari-hari.
Pada saat setimbang, ada beberapa kemungkinan yang terjadi dilihat dari konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi pada saat itu.Contoh:
Pada reaksi A + B→ C + D ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu sebagai baeikut
Gambar 4.17 Proses kesetimbangan Kemungkinan I a) Mula-mula konsentrasi A dan B harganya maksimal,
kemudian berkurang sampai tidak ada perubahan.
b) Konsentrasi C dan D dari nol bertambah terus sampai
tidak ada
perubahan.
c) Pada saat setimbang, konsentrasi C dan D lebih besar daripada A dan B.
Gambar 4.18 Proses kesetimbangan Kemungkinan II Kemungkinan II ditunjukkan pada Gambar, Perubahan konsentrasi A dan B menjadi C dan D sama seperti kemungkinan I. Pada saat setimbang, konsentrasi C dan D lebih kecil daripada A dan B
Gambar 4.19 Proses kesetimbangan Kemungkinan III Kemungkinan III ditunjukkan pada Gambar Perubahan
konsentrasi A dan B
menjadi C dan D sama seperti kemungkinan I dan II, tetapi
pada saat setimbang
konsentrasi A dan B sama dengankonsentrasi C dan D.
B. Reaksi Kesetimbangan Homogen dan Reaksi Kesetimbangan Heterogen
Berdasarkan wujud zatnya reaksi kesetimbangan dikelompokkan menjadi kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.
1) Kesetimbangan Homogen
Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan
yang komponennya
mempunyai wujud yang sama.
Contoh:
a) Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas gas-gas.
2 SO2 (g) + O2 (g) ↔2 SO3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g) 2↔ NH3 (g)
b) Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas ion-ion.
Fe3+ (aq) + SCN– (aq) ↔ Fe (SCN) 2+ (aq)
c) Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat berwujud cair.
CH3COOH (l) + CH3CH2OH (l) ↔ CH3COOCH2CH3 (l) + H2O (l)
2) Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan
yang komponennya
terdiri atas zat-zat dengan wujud yang berbeda.
Contoh:
a) Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat cair, gas, dan larutan.
Reaksi: CO2 (g) + H2O (l) ↔ H2CO3 (aq)
b) Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat padat dan gas.
C (s) + 2 N2O (g) ↔ CO2 (g) + 2 N2 (g)
c) Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat padat, cair, dan gas
ICI (l) + Cl2 (g) ↔ ICl3 (g)
d) Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Kesetimbangan Azas Le Chatelier yang berbunyi: Jika suatu sistem kesetimbangan menerima suatu aksi maka sistem tersebut akan mengadakan reaksi, sehingga pengaruh aksi menjadi sekecil-kecilnya. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi sistem kesetimbangan adalah perubahan suhu, perubahan konsentrasi, perubahan tekanan, dan perubahan volum.
Pengaruh perubahan suhu pada kesetimbangan. Reaksi kesetimbangan dapat merupakan reaksi eksoterm maupun endoterm. Pada reaksi-reaksi ini perubahan suhu sangat berpengaruh. Contohnya pada reaksi kesetimbangan antara gas nitrogen dioksida dan dinitrogen tetraoksida dengan reaksi:
2 NO2 (g) ↔ N2O4 (g) ΔH = –59,22 kJ coklat tak berwarna
t = 0°C t = 25°C t = 10°C
Perhatikan gambar percobaan berikut ini!
Gambar 4.20 Perubahan warna pada reaksi kesetimbangan Nitrogen
Berdasarkan percobaan di atas diperoleh data sebagai berikut. Jika suhu dinaikkan, warna coklat bertambah artinya gas NO2 bertambah. Jika suhu diturunkan, warna coklat berkurang artinya gas N2O4 bertambah.
Dengan melihat reaksi eksoterm dan endoterm pada reaksi tersebut, maka dapat disimpulkan. Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm. Jika suhu diturunkan, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm.
Pengaruh perubahan tekanan pada kesetimbangan. Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya lebih kecil. Jika tekanan diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya lebih besar. Pengaruh perubahan volum pada kesetimbangan. Perubahan volum pada kesetimbangan bergantung pada komponennya, baik komponen gas atau komponen ion-ion.
1) Perubahan Volum pada Kesetimbangan yang Komponennya Gas. Untuk komponen gas, jika volum diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya besar. Jika volum diperkecil maka kesetimbangan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya kecil.
2) Perubahan Volum pada Kesetimbangan yang Komponennya Berupa Ion-Ion. . Untuk mempelajari pengaruh perubahan volum pada kesetimbangan ini,
salah satu contohnya pengenceran pada kesetimbangan:
Fe2+ (aq) + SCN– (aq) ↔ Fe (SCN) 2+ (aq)
tidak berwarna merah Pengenceran pada kesetimbangan ini mengakibatkan warna merah berkurang atau kesetimbangan bergeser ke arah ion Fe2+ dan SCN–. Pengenceran pada larutan menyebabkan volum menjadi besar, maka untuk kesetimbangan yang jumlah mol atau jumlah partikel pereaksi dan hasil reaksinya berbeda, kesetimbangan akan bergeser ke arah partikel yang jumlahnya lebih besar.
C. Reaksi Kesetimbangan dalam Industri
Amonia (NH3) merupakan senyawa nitrogen yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan pupuk urea dan ZA, serat sintetik (nilon dan sejenisnya), dan bahan peledak TNT (trinitro toluena). Pembuatan amonia yang dikemukakan oleh Fritz Haber (1905), prosesnya disebut Proses Haber. Reaksi yang terjadi adalah kesetimbangan antara gas N2, H2, dan NH3 ditulis sebagai berikut.
N2 (g) + 3 H2 (g) 2↔ NH3 (g) ΔH = –92 kJ
Untuk proses ini, gas N2 diperoleh dari hasil penyulingan udara, sedangkan gas H2 diperoleh dari hasil reaksi antara gas alam dengan air. Pada suhu kamar, reaksi ini berlangsung sangat lambat maka untuk memperoleh hasil yang
maksimal,reaksi dilakukan pada suhu tinggi, tekanan tinggi, dan diberi katalis besi.
Reaksi pembentukan amonia merupakan reaksi eksoterm.
Menurut Le Chatelier kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3 jika suhu rendah. Masalahnya adalah katalis besi hanya berfungsi efektif pada suhu tinggi, akibatnya pembentukan amonia berlangsung lama pada suhu rendah.
Berdasarkan pertimbangan ini proses pembuatan amonia dilakukan pada suhu tinggi ±450°C (suhu optinum) agar
reaksi berlangsung cepat sekalipun
dengan resiko kesetimbangan akan bergeser ke arah N2 dan H2. Untuk mengimbangi pergeseran ke arah N2 dan H2 oleh suhu tinggi, maka tekanan yang digunakan harus tinggi sampai mencapai antara 200–400 atm. Tekanan yang tinggi menyebabkan molekul-molekul semakin rapat sehingga tabrakan molekul-molekul semakin sering. Hal ini mengakibatkan reaksi bertambah cepat, sehingga NH3
semakin banyak terbentuk. Selain itu untuk mengurangi NH3
kembali menjadi N2 dan H2 maka NH3 yang terbentuk segera dipisahkan.
Campuran gas kemudian didinginkan sehingga gas NH3
mencair. Titik didih gas NH3 lebih tinggi dari titik didih gas N2 dan H2, maka gas NH3 akan terpisah sebagai cairan. Gas nitrogen dan gas hidrogen yang belum
bereaksi dan gas NH3
yang tidak mencair diresirkulasi, dicampur dengan gas N2
dan H2, kemudian
dialirkan kembali ke dalam tangki. Bagan pembuatan amonia secara sederhana dapat dilihat pada Gambar.
Gambar 4.21 Proses pembentukan Amoniak
D. Konstanta Kesetimbangan
Menurut Gulberg dan Waage, pada suhu tetap harga konstanta kesetimbangan akan tetap. Hal ini dirumuskan
sebagai Hukum Kesetimbangan yang berbunyi sebagai berikut.
Pada reaksi kesetimbangan, hasil kali konsentrasi zat hasil reaksi yang dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat pereaksi yang dipangkatkan koefisiennya akan tetap, pada suhu tetap. Untuk lebih memahami tentang hukum ini, perhatikan data beberapa harga konstanta kesetimbangan reaksi antara CO dengan H2 pada suhu tetap dengan konsentrasi yang berbeda.
Reaksinya: CO (g) + 3 H2 (g) ↔ CH4 (g) + H2O (g) T = 1200 K
1) Konstanta Kesetimbangan Berdasarkan Konsentrasi Konstanta kesetimbangan berdasarkan konsentrasi
dinyatakan dengan notasi
Kc, yaitu hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi hasil kali zat-zat pereaksi, setelah masing-masing konsentrasi dipangkatkan koefisiennya pada reaksi tersebut.
Jadi, pada kesetimbangan m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g), harga KC adalah:
2) Konstanta Kesetimbangan Berdasarkan Tekanan
Konstanta kesetimbangan berdasarkan tekanan dinyatakan dengan simbol Kp, yaitu hasil kali tekanan parsial gas-gas hasil reaksi dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas-gas pereaksi, setelah masing-masing gas dipangkatkan dengan koefisiennya menurut persamaan reaksi. Jadi, konstanta kesetimbangan pada reaksi: m A (g) + n B (g) p↔ C (g) + q D (g) yaitu:
PA = tekanan parsial A PB = tekanan parsial B PC = tekanan parsial C PD = tekanan parsial D
Tekanan parsial diberi lambang P dan ditentukan dengan rumus: P = Jumlah mol gas X /Jumlah mol total semua gasx Tekanan total. Untuk menentukan Kp tekanan gas dapat dinyatakan dengan cm Hg atau atmosfer (atm).
3) Hubungan Kc dengan Kp
Hubungan Kc dengan Kp dapat ditentukan berdasarkan rumus PV = nRT
Jika jumlah koefisien hasil reaksi sama dengan jumlah koefisien pereaksi (Δn = 0) maka Kp = Kc.
4) Konstanta Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan yang komponennya terdiri dari zat-zat yang wujudnya berbeda.
Contoh: Br2 (l) ↔ Br2 (g) CaCO3 (s) ↔ CaO (s) + CO2 (g)
Ag+ (aq) + Fe2+ (aq) ↔ Ag (s) + Fe3+ (aq)
Konstanta kesetimbangan untuk reaksi CaCO3 (s) ↔CaO (s) + CO2 (g)
menurut hukum kesetimbangan adalah
Oleh karena CaCO3 dan CaO berwujud padat yang pada kesetimbangan dianggap tetap maka konstanta kesetimbangan tersebut menjadi:
Kc = [CO2] dan Kp = PCO2
BAB IV ASAM DAN BASA
Rasulullah SAW bersabda, “Apabila kalian minum susu maka berkumur-kumurlah, karena sesungguhnya susu meninggalkan rasa masam pada mulut.” (HR. Ibnu Majah (499) )
Rasulullah SAW bersabda:
َِن ثَّد ح
َُدْب ع
ََِّللّا
َُنْب
َِدْب ع
َِن ْحَّْرلا
َ يِمِراَّدلا
َ ن ر بْخ أ
َ يْ يَ
َُنْب
َ ناَّس ح
َ ن ر بْخ أ
َُنا مْي لُس
َُنْب
َ ل لَِب
َْن ع
َِما شِه
َِنْب
َ ة وْرُع
َْن ع
َِهيِب أ
َْن ع
َ ة شِئا ع
ََّن أ
ََِّبَّنلا ىَّل ص
ََُّللّا
َِهْي ل ع
َ مَّل س و
َ لا ق
َ مْعِن
َُمُدُْلْا
َْو أ
َُما دِْلْا
َ ل ْلْا
“Telah menceritakan kepadaku Abdullah bin Abdurrahman Ad Darimi, telah mengabarkan kepadaku Yahya bin Hassan telah mengabarkan kepada kami Sulaiman bin Bilal dari Hisyam bin
„Urwah dari Bapaknya dari Aisyah bahwa Nabi shallallahu „alaihi wasallam bersabda: „Sebaik-baik lauk pauk adalah cuka.” (HR.
Muslim, No: 3823).
Hadits yang serupa:
َْن ع
َِرِبا ج
َِنْب
َِدْب ع
ََِّللّا
ََّن أ
ََِّبَّنلا ىَّل ص
ََُّللّا
َِهْي ل ع
َ مَّل س و
َ ل أ س
َُه لْه أ
َ مُدُْلْا
اوُلا ق ف ا م
َ ن دْنِع
ََّلِّإ
َ ل خ ا ع د ف
َِهِب
َ ل ع ج ف
َُلُكْ يَ
َِهِب
َُلوُق ي و
َ مْعِن
َُمُدُْلْا
َ ل ْلْا
َ مْعِن
َُمُدُْلْا
َ ل ْلْا
“Dari Jabir bin Abdullah menceritakan bahwa Nabi SAW meminta lauk kepada istrinya-istrinya, lalu mereka menjawab: “Kita tidak punya apa-apa selain cuka.” Beliau menyuruh diambilkan
(cuka itu), lalu beliau makan dengan cuka tersebut sambil bersabda:
„Sebaik-baik lauk adalah cuka, sebaik-baik lauk adalah cuka‟.” (HR.
Muslim).
Rasulullah SAW mengatakan demikian untuk menjaga perasaan istrinya. Perhatikan kembali hadits tersebut. Para istri beliau sebelumnya berkata: “Kita tidak punya apa-apa selain cuka”. Maka Rasulullah berusaha menjaga perasaan mereka dengan memuji makanan yang ada, walaupun yang tersedia hanyalah cuka!
Secara ilmiah, cuka terbukti memiliki banyak sekali manfaat. Sesendok cuka dapat mengurangi lemak bila dicampur dengan kuah salathoh (sejenis lalap yang biasa dimakan dengan roti), lalu disantap dengan roti. Dengan cara seperti itu cukup dapat menghilangkan lemak. Hal ini dapat terjadi karena cuka merupakan asam asetat yang berhubungan dengan protein, lemak dan karbohidrat, atau yang biasa disebut dengan asetoasetat.
Artinya, mengkonsumsi cuka secara teratur di dalam makanan atau salathoh, atau memasukkan cuka dengan ukuran satu sendok the (terutama cuka apel) ke dalam secangkir air dapat berkhasiat menjaga kadar lemak tubuh. Di samping itu, cuka juga dapat mengurangi potensi aterosklerosis (penimbun zat lemak di dalam dan di bawah lapisan intima dinding pembuluh nadi), karena cuka mampu mengubah zat dari pembuluh darah menjadi senyawa sederhana (nonkompleks), yakni asetoasetat yang masuk kedalam komposisi nutrisi.
Ada bukti yang kuat bahwa Rasulullah SAW sering mengkonsumsi cuka dengan minyak zaitun. Pada masa paceklik, sahabat, Umar ibnu Khottob RA hanya mengkonsumsi minyak zaitun dan cuka, dan tidak makan daging, kecuali setelah orang-orang miskin bisa makan daging.
Cuka apel merupakan cuka yang paling baik, karena di samping asam asetat sebagai bahan utamanya, cuka juga mengandung sujumlah asam organic yang biasa diperlukan tubuh dalam makanan yang sehat. Perlu diketahui juga bahwa cuka jenis ini memiliki berbagai kandungan unsur mineral yang juga diperlukan tubuh.
Asam adalah suatu kondisi pekat karena kurang mengandung air. Pembentuk asam adalah karbohidrat, lemak, dan protein. Hal ini dapat dijabarkan sebagai berikut:
Karbohidrat: CO2 + H2O Lemak : CO2 + H2O
Protein : CO2 + H2O + Urea
Basa adalah sutu kondisi cair karena kelebihan air.
Pembentuk basa adalah sayur-sayuran dan buah-buahan.
Rasulullah Selalu Mengombinasikan Dua Jenis Makanan yang Berbeda Sifat.
Abdulah bin Ja‟far meriwayatkan bahwa Rasulullah pernah memakan buah mentimun dengan kurma matang. (Hadits Bukhari- Muslim)
Dari segi gizi, kurma sedikit mengandung air tetapi berkalori tinggi, yaitu seratus gram kalori. Sedangkan, mentimun berkalori rendah tetapi kandungan airnya tinggi, kira-kira 95%. Hal ini seperti dalam Hadits Abu Dawud, yaitu
;
Nabi SAW bersabda "panasnya buah yang satu ini (kurma) akan dihilangkan oleh dinginnya buah yang lain (mentimun), dan dinginnya buah yang satu ini (mentimun) akan dihilangkan oleh panasnya buah yang lain (kurma)."
Pola makan yang dilakukan oleh Rasulullah merupakan suatu kombinasi ideal karena berprinsip pada keseimbangan asam-basa. Tubuh akan sehat bila dalam kondisi yang seimbang. Menurunnya pH sedikit saja ke arah asam atau
kenaikkan pH ke arah basa akan mudah menimbulkan suatu penyakit. Jika tubuh mengandung asam yang berlebihan akan mudah menimbulkan penyakit seperti sakit kepala, hipertensi, serangan jantung, stroke, serta sakit mag. Jika mengandung basa berlebihan akan mudah menimbulkan penyakit seperti tekanan darah rendah, batuk, flu, bronkitis, dan mudah lelah.
Rasulullah tidak menggabungkan makanan sejenis yang berbeda kandungan gizi dan sifatnya. Rasulullah tidak pernah mencampur antara susu dengan ikan, susu dengan telur, atau susu dengan daging. Hal ini dikarenakan kombonasi tersebut sama-sama berperan sebagai sumber protein.
Asam klorida (asam lambung) di lambung akan meningkat sehingga pH lambung menjadi sangat rendah, hal ini menyebabkan keadaan lambung akan sangat asam. Selain itu, untuk mencerna protein, lambung memerlukan waktu yang cukup lama, terutama daging. Karena, daging mengandung jaringan ikat kolagen yang sulit dicerna oleh lambung. Kelebihan protein akan memberatkan kerja ginjal dan hati. Hati melakukan kerja berat dengan memetabolisme asam amino, sedangkan ginjal mengeluarkan kelebihan nitrogen asam amono tersebut. Kelebihan protein akan mengakibatkan tubuh bersifat asam (asidosis), kenaikan amoniak darah, kenaikan ureum darah, dan diare.
Bagaimana jika mengombinasikan antara karbohidrat dengan karbohidrat, misalnya mie instan dengan nasi. Hal ini akan menyebabkan peningkatan kadar gula atau glukosa di dalam darah. Glukosa di dalam darah didistribusikan ke organ-organ seperti hati, otak, dan otot oleh hormon insulin.
Apabila konsumsi glukosa dalam tubuh terlalu besar akan membuat pankreas sebagai organ yang menyekresi hormon insulin akan mengalami kepayahan untuk memprodiksi insulin. Apabila hormon insulin tidak sanggup
mendistribusikan glukosa darah secara optimal maka akan menyebabkan timbulnya penyakit kencing manis
Istilah asam (acid) berasal dari bahasa Latin “Acetum”
yang berarti cuka, karena diketahui zat utama dalam cuka adalah asam asetat.secara umum asam yaitu zat yang berasa masam. Basa (alkali) berasal dari bahasa arab yang berarti abu. Secara umum basa yaitu zat yang berasa pahit bersifat kaustik. Arrhenius menyatakan mulekul-mulekul zat elektrolit selalu menshasilkan ion-ion positif dan negatif jika dilarutkan dalam air. Pada tahun 1984 Ilmuan Swedia, Svante Arrhenius mengemukakan pengertian asam-asam berdasarkan reaksi ionisasi. Menurut Arrhenius, asam merupakan zat yang jika dilarutkan dalam air menghasilkan ion. Adapun basa merupakan zat yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion.
Tabel 4.6 Senyawa Asam-Basa
Senyawa Contoh Reaksi Ionisasi
Asam
HCL (Asam Klorida) H+ (aq) + Cl– (aq) HBr (Asam Bromina) H+ (aq) + Br– (aq) HI (Asam Iodida) H+ (aq) + I– (aq) HF (Asam Fluorida) H+ (aq) + F– (aq) CH3COOH (Asam Asetat) CH3COO– (aq) + H+
(aq)
Basa
NaOH (Natrium
Hidroksida) Na+ (aq) + OH– (aq) KOH (Kalium Hidroksida) K+ (aq) + OH– (aq) Mg (OH) 2 (Magnesium
Hidroksida) Mg2+ (aq) + 2 OH– (aq)
Ca (OH) 2
(Kalsium Hidroksida) Ca2+ (aq) + 2 OH– (aq) Al (OH) 3 (Aluminium
Hidroksida)
Al3+ (aq) + 3 OH– (aq)
Pada tahun 1923, ilmwuan Denmark Johannes Bronsted dan Ilmuwan Inggris Thomas Lowry mengemukakan teori asam dan basah berdasarkan serah terima proton.
a) Asam adalah donor proton (ion hidrogen).
b) Basa adalah akseptor proton (ion hidrogen).
Pengertian asam dan basa yang dikemukakan oleh Bronsted-Lowry memperbaiki kelemahan teori asam- basa Arrhenius. Pengertian asam-basa Arrhenius hanya berlaku untuk senyawa yang larut dalam pelarut air karena reaksi ionisasi yang menghasilkan ion dan ion hanya terjadi dalam pelarut air.
Dalam suatu persamaan reaksi asam-basa berdasarkan teori Bronsted-Lowry, suatu asam dan basa masing-masing mempunyai pasangan. Pasangan asam disebut basa konjugasi sedangkan pasangan basa disebut asam konjugasi.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam asam basa konjugasi:
a) Molekul atau ion yang membentuk pasangan asam basa harus berbeda hanya satu ion Dalam suatu apsangan, asam selalu memilki kelebihan satu ion dari basa.
b) Asam konjugasi dapat dicari dengan cara menambahkan satu ion pada zat tersebut, sedangkan basa konjugasi dapat dicari dengan menghilangkan satu ion pada zat tersebut.
c) Molekul atau ion yang mengandung atom H serta atom yang memiliki pasangan elektron bebas dapat bersifat asam (memberikan ion) dan bersifat basa (menerima ion 0) zat semacam ini disebut amfibrotik atu amfoter
Keunggulan asam-basa menurut Bronsted-Lowry:
a) Konsep asam-basa menurut Bronsted –Lowry tidak terbatas dalam pelarut air, tetapi juga menjelaskan reaksi asam-basa dalm pelarut lain atau bahkan reaksi tanpa pelarut.
b) Asam dan basa dari Bronsted-Lowry tidak hanya berupa molekul, tetapi dapat juga berupa kantion atu anion.
Konsep asam dan basa dari Bronsted-Lowry dapat menjelaskan sifat asam suatu senyawa.
Berdasarkan uraian di atas, kita mengetahui bahwa teori asam basa Bronsted-Lowry dapat melengkapi teori asam basa Arrhenius. Pada tahun 1923, G.N. Lewis mengajukan teori asam basa yang lebih luas lagi.
Teori Bronsted-Lowry tidak berlawanan dengan teori Arrhenius-Teori Bronsted-Lowry merupakan perluasan teori Arrhenius. Ion hidroksida tetap berlaku sebagai basa karena ion hidroksida menerima ion hidrogen dari asam dan membentuk air. Asam menghasilkan ion hidrogen dalam larutan karena asam bereaksi dengan molekul air melalui pemberian sebuah proton pada molekul air. Ketika gas hidrogen klorida dilarutkan dalam air untuk menghasilkan asam hidroklorida, molekul hidrogen klorida memberikan sebuah proton (sebuah ion hidrogen) ke molekul air. Ikatan koordinasi (kovalen dativ) terbentuk antara satu pasangan mandiri pada oksigen dan hidrogen dari HCl. Menghasilkan ion hidroksonium, H3O+.
Ketika asam yang terdapat dalam larutan bereaksi dengan basa, yang berfungsi sebagai asam sebenarnya adalah ion hidroksonium. Sebagai contoh, proton ditransferkan dari ion hidroksonium ke ion hidroksida untuk mendapatkan air.
Adalah sesuatu hal yang penting untuk mengatakan bahwa meskipun anda berbicara tentang ion hidrogen dalam suatu larutan, H+ (aq), sebenarnya anda sedang membicarakan ion hidroksonium.
Hal ini bukanlah suatu masalah yang berlarut-larut dengan menggunakan teori Bronsted-Lowry. Apakah anda sedang membicarakan mengenai reaksi pada keadaan larutan ataupun pada keadaan gas, amonia adalah basa karena amonia menerima sebuah proton (sebuah ion hidrogen).
Hidrogen menjadi tertarik ke pasangan mandiri pada nitrogen yang terdapat pada amonia melalui sebuah ikatan koordinasi.
Menurut Lewis, Asam Lewis merupakan senyawa yang mampu menerima sepasang elektron bebas atau akseptor elektron, sedangkan Basa Lewis merupakan senyawa yang mampu memberikan sepasang elektron bebas atau donor elektron. Namun jika kita dihadapkan pada suatu basa atau asam yang memiliki ciri-ciri yang sama maka kita dapat menentukan yang mana yang lebih memiliki tingkat keasaman atau kebasaan yang lebih tinggi dibandingkan yang lain, yaitu dengan mereaksikannya dengan asam atau basa tertentu.
H+ merupakan asam, ion hidrogen, yang tidak memiliki satu elektron pun dalam orbitalnya, dan memiliki ukuran yang sangat kecil. Jika ion hidrogen ini berikatan dengan suatu basa, maka agar overlapped orbital yang terbentuk efektif diperlukan ukuran atom donor dari basa yang kecil pula. Jika H+ ini berikatan dengan basa yang memiliki ukuran atom donor yang besar maka overlapped orbital yang terbentuk kurang efektif. Sekarang kita lihat ke basanya, dari kelima basa tersebut semakin ke kanan dalam urutan di atas, ukuran atom donornya semakin besar sehingga (CH3) 3N: akan memiliki overlap orbital yang paling efektif dibanding yang lainnya, kemudian berturut-turut sesuai ukuran atom donornya. Maka urutan basa yang paling kuat dari basa-basa tersebut.
(CH3) 3N: > (CH3) 3P: > (CH3) 3As: > (CH3) 3Sb: > (CH3) 3Bi:
Keunggulan asam basa Lewis dibandigkan konsep asam- basa Arrhenius dan Bronsted-Lowry adalah dapat menjelaskan reaksi asam dan basa tanpa melibatkan proton (ion ). Selain itu, teori asam basa Lewis dapat menjelaskan asam basa yang berlangsung dalam pelarut air, pelarut bukan air, dan tanpa pelarut sama sekali. Lebih luas lagi, teory Lewis
juga dapat menjelaskan reaksi-reaksi, seperti pembentukan ion logam, kompleks dan reaksi organik.
Hal yang paling mudah untuk melihat hubungan tersebut adalah dengan meninjau dengan tepat mengenai basa Bronsted-Lowry ketika basa Bronsted-Lowry menerima ion hidrogen. Tiga basa Bronsted-Lowry dapat kita lihat pada ion hidroksida, amonia dan air, dan ketianya bersifat khas.
Teori Bronsted-Lowry mengatakan bahwa ketiganya berperilaku sebagai basa karena ketiganya bergabung dengan ion hidrogen. Alasan ketiganya bergabung dengan ion hidrigen adalahkarena ketiganya memiliki pasangan elektron mandiri-seperti yang dikatakan oleh Teori Lewis. Keduanya konsisten.
Pada teori Lewis, setiap reaksi yang menggunakan amonia dan air menggunakan pasangan elektron mandiri-nya untuk membentuk ikatan koordinasi yang akan terhitung selama keduanya berperilaku sebagai basa.
Sepanjang menyangkut amonia, amonia menjadi sama persis seperti ketika amonia bereaksi dengan sebuah ion hidrogen-amonia menggunakan pasangan elektron untuk membentuk ikatan koordinasi. Jika anda memperlakukannya sebagai basa pada suatu kasus, hal ini akan berlaku juga pada kasus yang lain.
Asam Lewis adalah akseptor pasangan elektron. Pada contoh sebelumnya, BF3 berperilaku sebagai asam Lewis melalui penerimaan pasangan elektron mandiri milik nitrogen. Pada teori Bronsted-Lowry, BF3 tidak sedikitpun disinggung menganai keasamannya. Inilah tambahan mengenai istilah asam dari pengertian yang sudah biasa digunakan.
Senyawa asam dapat dibedakan dari senyawa basa, salah satunya dengan mencicipi rasanya. Namun, tidak semua zat dapat di identifikasi dengan cara itu. Senyawa-senyawa asam- basa dapat diidentifikasi secara aman dengan menggunakan
indikator. Indikator merupakan zat warna yang warnanya berbeda jika berada dalam kondisi asam dan basa. Indikator yang dapat digunakan adalah kertas lakmus, indikator asam- basa dan indikator alami.
a) Mengidentifikasi asam-basa dengan kertas lakmus
Senyawa asam-basa dapat diidentifikasi menggunakan kertas lakmus dengan cara mengamati perubahan warna kertas lakmus ketika bereaksi dengan larutan. Ada dua macam kertas lakmus yaitu kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru.
Ketika dicelupkan dalam larutan asam dan larutan basa, kertas lakmus merah dan lakmus biru akan menghasilkan perubahan warna yang berbeda. Larutan yang bersifat asam adalah air jeruk dan larutan cuka, sedangkan larutan yang bersifat basa adalah air sabun dan larutan soda kue.
Kertas lakmus merah yang dicelupkan dalam larutan asam tidak akan berubah warna, jika kertas tersebut dicelupkan pada larutan basa akan berubah warna menjadi biru. Sebaliknya, jika kertas lakmus biru yang dicelupkan kelarutan asam, lakmus akan berubah menjadi merah.
Adapaun jika dicelupkan kelarutan basa, warnanya tetap biru.
b) Mengidentifikasi asam-basa dengan indikator asam-basa Selain kertas lakmus, kita
