PENERAPAN
PRINSIP KIMIA PADA TANAH
Bahan Kajian :
Konsep Dasar Kimia
Satuan Pengukuran
Ikatan Kimia
Reaksi Kimia
Tujuan Instruksional khusus
Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa mampu :
1. memahami tentang prinsip-prinsip kimia dasar yang diterapkan pada tanah.
2. memahami dan menerapkan satuan kimia, memahami ikatan kimia dan reaksi kimia.
PENDAHULUAN
Kimia tanah merupakan cabang ilmu tanah yang berhubungan dengan komposisi, sifat dan reaksi kimia dari tanah. Pengkajian kimia tanah tidak terlepas dari kaidah-kaidah ilmu kimia umum. Jadi untuk memahami dan mempelajari harus didasari dengan pemahaman ilmu kimia.
Proses kimia yang terjadi dalam tanah dapat meliputi ,
Kajian pembentukan tanah; mineralogi dan proses kimia dapat menjelaskan jejak kejadian yang terjadi di suatu tanah.
Kajian unsur hara tanaman; sumber, proses menjadi tersedia bagi tanaman, dan menjadi tak tersedia, kemudian hilangnya unsur hara sangat berkaitan dengan proses- proses kimia.
Pengklasifikasian tanah dan evaluasi lahan; sistem klasifikasi tanah dan evaluasi lahan sebagian besar menggunakan parameter kimia .
Kajian pencemaram tanah; tercemarnya tanah karena masuknya kontaminan dan polutan ke dalam tanah, dikaji melalui proses kimia yang terjadi, dan usaha remediasi yang dapat dilakukan secara kimia, selain fisika dan biologi.
Banyak prinsip kimia yang diaplikasikan dalam kimia tanah. Konsep dasar kimia seperti atom, unsur, molekul, senyawa, ion dan valensi kerap digunakan pada kajian struktur mineral, muatan permukaan, adsorpsi dan larutan tanah. Satuan kimia banyak dipakai
pada perhitungan kimia tanah, kelarutan bahan, aktivitas ion. Ikatan kimia juga digunakan untuk menjelaskan proses adsorpsi, sifat-sifat mineral dan bahan organik. Proses yang terjadi dalaam tanah, dapat berrupa penguraian, pembentukan atau penyatuan, penggenangan, pengeringan, masuknya bahan lain ke tanah berhubungan dengan reaksi kimia.
KONSEP DASAR KIMIA
Atom
Atom adalah kumpulan atas bahan yang terdiri atas inti bermuatan positif (nukleus), biasanya mengandung proton dan neutron serta dilengkapi sejumlah elektron untuk menyeimbangkan muatan positif di inti.
Unsur
Unsur adalah suatu kelas atom yang mempunyai jumlah proton yang sama dalam inti (nukleus). Jumlah proton ini dikenal sebagai nomor atom dari unsur. Contohnya, semua atom dengan 6 proton di dalam intinya adalah atom dari unsur karbon (C); dan atom dengan 92 proton di dalam intinya adalah atom dari unsur Uranium.
Senyawa
Senyawa adalah suatu bahan dengan rasio campuran unsur yang menentukan komposisi, dan terorganisasi khusus yang menentukan sifat-sifat kimia. Sebagai contoh, air adalah campuran yang mengandung hidrogen dan oksigen dengan rasio dua banding satu. Senyawa dibentuk dan saling bertukar oleh reaksi kimia.
Molekul
Molekul adalah ukuran, yang tak dapat dibagi, yang sangat kecil dari senyawa murni yang berikatan membentuk suatu satuan kimia unik. Sebuah molekul terdiri dari dua atau lebih atom yang berikatan bersama-sama.
Ion
Ion adalah sebuah spesies yang bermuatan atau sebuat atom atau sebuah molekul yang telah kehilangan atau mendapat elektron. Kation bermuatan positif (contohnya, natrium kation Na+) dan anion bermuatan negatif (contohnya, chlor Cl-) membentuk garam netral (natrium chlorida NaCl). Contoh dari ion poliatomik yang tidak terpisah selama reaksi asam basa adalah hidroksida (OH-) atau fosfat (PO43-).
SATUAN PENGUKURAN
Satuan Internasional
Dalam sejarah terdapat dua sistem satuan pengukuran, yaitu Sistem Matrik dan Sistem Inggris. Sistem Matrik digunakan di banyak negara Eropa, Afrika, Asia dan Amerika Selatan. Sedangkan Sistem Inggris banyak digunakan di Amerika Serikat dan Inggris.
Ada banyak sistem satuan yang dianut di belahan dunia. Sistem satuan meliputi :
1. Sistem Satuan Metrik a. Sistem Gravitasional
b. Sistem CGS atau sistem centimeter-gram-second.
c. Sistem MKS atau sistem meter-kilogram-second.
d. Sistem MTS atau sistem meter-ton-second.
2. Sistem Satuan Inggris : Sistem FPS atau sistem foot-pound-second.
3. Sistem SI atau Sistem Internasional (Systime Internationale d’Unitis)
Pada sistem gravitasional, besaran gaya didefinisikan sebagai gram gaya, kilogram gaya, atau kilopond gaya. Satu gram gaya didefinisikan sebagai besaran gaya yang dihasilkan oleh suatu massa 1 gram pada medan gravitasi sebesar 9.80665 m/dt2.
Sistem CGS satuan fisik didasarkan sentimeter sebagai unit untuk panjang, gram sebagai unit untuk massa, dan detik sebagai unit waktu. Dulu digantikan oleh sistem MKS,di mana meteran diganti sentimeter sebagai unit untuk panjang dan kilogram diganti gram sebagai unit untuk massa; Namun, unit waktu tinggal yang sama (kedua). Sistem MKS kemudian digantikan oleh Sistem SI atau Sistem Satuan Internasional.
SI atau Internasional Sistem adalah sistem resmi pengukuran di beberapa negara di seluruh dunia. Amerika Serikat, Liberia, dan Myanmar mungkin hanya tiga negara di mana sistem SI tidak didukung secara resmi sebagai sistem pengukuran. Di Amerika Serikat, sistem Inggris masih menjadi sistem utama pengukuran, di mana satuan kaki digunakan sebagai satuan untuk panjang; pound merupakan satuan untuk massa; dan detik sebagai satuan untuk waktu. Penggunaan sistem metrik atau SI meningkat, dan sebagian besar jurnal ilmiah yang diterbitkan di Amerika Serikat hanya menggunakan sistem SI sebagai Sistem pengukuran (American Society of Agronomy et al., 1988).
Satuan SI untuk massa adalah kilogram, dan satuan massa sama dengan massa Platinum-Iridium silinder disimpan di dekat Paris, Perancis (Tabel 3.1). Satuan SI untuk panjangnya meter, dan satuan panjang adalah sama dengan jarak yang ditempuh perjalanan cahaya di 1/299.793 s. Satuan SI untuk waktu detik, dan satuan waktu adalah sama dengan 1/86.400 dari rata-rata hari matahari
(1 hari = 86.400 detik = 24[jam]×60[menit/jam]×60[detik/menit]).
Satuan SI untuk suhu adalah Kelvin (K = °C + 273,15).
Satuan jumlah yang berbeda dalam sistem yang berbeda disajikan dalam Tabel 3.1 di bawah ini. Tabel 3.1 menyajikan satuan dasar dalam CGS, FPS,dan sistem SI unit;
Tabel 3.2 menyajikan satuan berasal; dan Tabel 3.3 menyajikan unit berasal dengan nama khusus dan simbol.
Tabel 3.1. Satuan Dasar dalam Sistem CGS, FPS dan SI
Kuantitas Nama dan Simbol pada beberapa Sistem Satuan
CGS Simbol FPS Simbol SI Simbol
Massa Gram g Pound lb Kilogram kg
Panjang Centimeter cm Foot f Meter m
Waktu Second s Second s Second s
Temperatur Celcius °C Fahrenheit °F Kelvin K
Arus Listrik Biot Bt --- -- Ampere A
Intensitas Sinar Lambert Lb --- --- Candelas cd
Jumlah bahan Mol mol
Tabel 3.2. Satuan Turunan dalam Sistem CGS, FPS dan SI
Kuantitas Nama dan Simbol pada beberapa Sistem Satuan
CGS FPS SI
Luas cm2 f2 m2
Volume cm3 f3 m3
Kecepatan cm/s f/s m/s
Percepatan cm/s2 f/s2 m/s2
Densitas g/cm3 lb/f3 kg/m3
Gaya g. cm/s2 lb. f/s2 kg. m/s2
Usaha g. cm2/s2 lb. f2/s2 kg. m2/s2
Tekanan g. cm-1/s2 lb. f-1/s2 kg. m-1/s2
Energi g. cm2/s2 lb. f2/s2 kg. m2/s2
Tabel 3.3. Satuan Turunan SI dengan Beberapa Nama
Kuantitas CGS SI
Energi atau Usaha Erg Joule (J)
Gaya Dyne Newton (N)
Frekuensi Siklus/second Hertz (Hz)
Tenaga Erg/s Watt (W) (J/s)
Muatan Franklin Coulomb (C)
Kecepatan Kinematik Stokes m2/s
Kecepatan Dinamik Poise Pa.s
Fluks Magnetik Maxwell Weber
Nomor Gelombang Kayser m-1
Pada tahun 1960 pada sidang ke-11 General Conference on Weights and Measurement (CGPM) disepakati suatu sistem baru untuk dipakai secara internasional, yang sekarang dikenal sebagai Sistem SI (Le Systeme International d’Unites). Sistem SI didasarkan kepada sistem Matrik dan banyak orang beranggapan bahwa Sistem SI sama dengan sistem Matrik. Sistem SI terdiri dari 7 satuan dasar, sebagaimana disajikan pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4. Satuan Dasar pada Sistem Internasional
No. Besaran Satuan
Dasar
Sim- bol
Defenisi
1. massa kilogram kg Adalah satuan massa, yang sama dengan massa international prototype of the kilogram
2. panjang meter m Adalah panjang lintasan yang dilalui oleh cahaya di dalam vakum dalam interval waktu (1/299792458) sekon.
3. waktu sekon s Adalah lamanya 9 192 631 770 periode radiasi yang berhubungan dengan transisi antara dua hyperfine levels dari ground state atom caesium-133 (Cs 133) 4. arus listrik ampere A Adalah arus konstan, yang bila dipelihara dalam
dua konduktor lurus paralel dengan panjang tak hingga , dan diameter yang yang bisa diabaikan, dan diletakkan berjarak 1 meter (antar dua konduktor tersebut) di dalam vakum, akan menghasilkan gaya sebesar (2 x 10-7) newton per metre of length di antara dua konduktor tersebut.
5. suhu
termodi- namik
kelvin K Satuan temperatur termodinamik, adalah 1/273.16 bagian dari temperatur termodinamik titik tripel air.
6. jumlah zat mol mol Adalah jumlah zat dari sebuah sistem yang terdiri dari unsur dasar sebanyak jumlah atom yang terdapat dalam 0.0012 kg karbon 12 (C 12); dengan simbol “mol”. Bila mol digunakan, unsur dasar harus dinyatakan dan dapat berupa atom, molekul, ion, elektron, partikel lain, atau kelompok tertentu dari partikel tersebut.
7. intensitas Cahaya
kandela cd Adalah intensitas cahaya, pada arah tertentu, dari sebuah sumber yang memancarkan radiasi monokromatis dengan frekuensi (540 x 1012) Hz dan yang memiliki intensitas radiasi sebesar (1/683) watt per steradian pada arah tersebut
Mol dan Bilangan Avogadro
Satuan dasar SI untuk jumlah materi adalah mol, yang didefenisikan sebagai jumlah materi yang setara dengan jumlah atom C seberat 12 g karbon 12 (12C). Bilangan ini dikenal dengan bilangan Avogadro, yaitu sebesar 6,02 x 1023.
Lebih sederhana, Mol adalah satuan kimia yang menyatakan jumlah/kandungan suatu unsur/senyawa sebesar bilangan Avogadro.
Bilangan Avogadro = 6,02 x 1023.
Bila suatu unsur terdiri atas 6,02 x 1023 atom = 1 mol.
Bila suatu senyawa terdiri atas 6,02 x 1023 molekul = 1 mol.
dan
Massa 6.02 x 1023 atom = massa atom 1 mol atom = massa atom
Massa 6.02 x 1023 12C = 12 g (Massa Atom C = 12 g) 1 mol 12C = 12 g
Massa 6.02 x 1023 Na = 23 g (Massa atom Na = 23 g) 1 mol Na = 23 g
Massa 6.02 x 1023 CaCO3 = 40 + 12 + 3(16) = 100 g (Massa molekul CaCO3 =100 g)
1 mol CaCO3 = 40 + 12 + 3(16) = 100 g
Satuan Konsentrasi
Istilah konsentrasi tidak sama dengan dosis.
Konsentrasi adalah jumlah/banyaknya suatu bahan dalam suatu larutan/pelarut/bahan lebih besar, sedangkan dosis lebih berarti jumlah suatu bahan yang diberikan ke per satuan objek.
Misalnya :
Konsentrasi Dosis
2 cc bahan X dilarutkan dalam 1 liter air = 2 cc/L
Bahan X diaplikasikan sebanyak 10 L per ha (10 L/ha)
Kadar N di Urea 45 % Urea diaplikasikan 100 kg/ha.
Obat X mengandung 250 mg paracetamol.
Obat X dimakan 1 tablet 3 x sehari.
Istilah konsentrasi lebih sering digunakan pada kegiatan analisis tanah–tanaman, terutama sekali pada larutan kimia, baik sebagai ekstraktan, sebagai standar dan jumlah zat yang diukur.
Konsentrasi dinyatakan dalam beberapa satuan seperti : Molar, molal, normalitas, persen, ppm dan sebagainya.
Berat equivalen (Eq) dari suatu atam/molekul didefinisikan sebagai
Eq =
Massa.Atom/Molekul Valensi
Berat Equivalen (grek atau me)
Bila massa atom/molekul dinyatakan dalam satuan gram (g), maka berat ekuivalen dinyatakan sebagai Gram Ekuivalen (Grek). Sebaliknya bila massa atom/molekul dinyatakan dalam satuan milligram (mg) maka berat ekuivalen menjadi Milli Ekuivalen (me). Milli Ekuivalen (me) merupakan satuan yang sering digunakan dalam analisis tanah, misalnya dalam menentukan kation yang dapat dipertukarkan dan kapasitas tukar kation selalu dinyatakan sebagai me/100 g tanah.
Untuk menentukan Gram ekuivalen (Grek) suatu bahan adalah : Grek X = mol X x Valensi X.
Misalnya :
1 mol HCl = 1 grek HCl 1 mol H2SO4 = 2 grek H2SO4
1 mol H3PO4 = 3 grek H3PO4
1 grek H2SO4 = ½ mol H2SO4
1 grek H3PO4 = ⅓ mol H3PO4
Satuan ini digunakan untuk menunjukkan kekuatan atau konsentrasi larutan. Normalitas merupakan jumlah equivalen dari suatu bahan yang dilarutkan dalam 1 liter larutan. Disimbolkan dengan N ditulis miring (italic) atau digaris bawahi untuk membedakannya dari simbol N untuk unsur nitrogen.
Jika 1 grek bahan dilarutkan dalam 1 L larutan, maka konsentrasi larutan tersebut adalah 1 N dan 0,1 grek bahan terlarut dalam 1 L larutan maka konsentrasinya 0,1 N. Satuan konsentrasi ini sering digunakan pada kegiatan analisis yang menerapkan metode pengukuran secara Volumetrik, baik asidi-alkalimetri maupun oksidasi-reduksi.
Satuan berat equivalen (grek dan me) maupun normalitas (N) dalam pemakaiannya melibatkan nilai valensi dari bahan.
Besarnya valensi suatu bahan ditentukan oleh :
Bila senyawa asam, maka valensi ditentukan oleh banyaknya mol ion H+ yang dibebaskan.
HCl H+ + Cl- ,valensi = 1 H2SO4 2H+ + SO4= ,valensi = 2 H3PO4 H+ + H2PO4- , valensi = 1 H3PO4 2H+ + HPO4= , valensi = 2 H3PO4 3H+ + PO43- , valensi = 3
Bila senyawa basa, maka valensi ditentukan oleh banyaknya mol ion OH- yang dibebaskan.
NaOH Na+ + OH- , valensi = 1 Normalitas (N)
Ca(OH)2 Ca2+ + 2 OH- , valensi = 2 Al(OH)3 Al3+ + 3 OH- , valensi = 3
Bila senyawa garam, maka valensi ditentukan oleh besarnya muatan sisa asam .
CaCO3 Ca2+ + CO3= , valensi = 2 NaCl Na+ + Cl- , valensi = 1
Bila reaksi reduksi-oksidasi (redoks), maka valensi ditentukan oleh banyaknya elektron yang terlibat dalam rekasi.
Fe2+ Fe3+ + ẽ , valensi = 1
Fe Fe3+ + 3 ẽ , valensi = 3
MnO4-+8H++5 ẽ Mn2+ + 4H2O , valensi = 5 SO4= + H+ + 2 ẽ SO3= + 2 OH- , valensi = 2
Satuan berat equivalen (grek dan me) maupun normalitas (N) memiliki kelemahan dalam pemakaiannya, karena valensi suatu bahan dapat berbeda menurut tipe analisis dan proses reaksi yang terjadi. Ada senyawa yang memiliki beberapa nilai valensi, tergantung kepada reaksi yang terjadi.
Misalnya :
Asam Perklorat HClO4.
HClO4 H+ + ClO4- , valensi = 1 HClO4-+7H++7 ẽ ½Cl2 + 4 H2O , valensi = 7 HClO4-+8H++8 ẽ Cl- + 4 H2O , valensi = 8
Oleh karena adanya kelemahan pada satuan normalitas karena nilai valensi suatu bahan dapat berbeda-beda, maka digunakan satuan Molaritas.
Molaritas menyatakan jumlah mol suatu bahan dalam 1 L larutan. Ditulis dengan simbol M atau M (italic atau digaris bawahi).
Molaritas (M) =
mol.zat.terlarut
liter.larutan
1 M zat X = 1 mol zat X per 1 liter larutan.
Satuan molaritas (M) ternyata juga memiliki kelemahan. Hal ini disebabkan volume larutan sangat dipengaruhi oleh temperatur dan tekanan. Ada bahan yang dilarutkan akan menimbulkan panas (eksoterm) dan bila larutan tersebut dibiarkan stabil pada suhu kamar maka volumenya akan berkurang atau menyusut. Sebaliknya pada bahan yang dilarutkan menyerap panas (endoterm) temperaturnya dingin dan bila dibiarkan stabil pada suhu kamar maka volumenya akan bertambah atau memuai. Dengan demikian pemakaian satuan molaritas (M) Molaritas (M)
Molalitas (m)
menemui kendala pada bahan-bahan seperti ini. Untuk itu ditetapkan satuan Molalitas.
Molalitas menyatakan jumlah mol suatu bahan kilogram pelarut.
Disimbolkan dengan m (ditulis sebagai huruf m kecil italik atau digaris bawahi) untuk membedakan dengan satuan meter (m).
Molalitas (m) =
mol.zat.terlarut
1kg.pelarut 1 m zat X = 1 mol zat X per 1000 g pelarut
Pemakaian satuan molalitas ini tidak memakai satuan volume sehingga efek penyusutan atau pemuaian dapat dihindarkan.
Satuan lain yang digunakan untuk menghindari efek tempertur dan tekanan pada volume larutan, dipakai satuan formalitas.
Formalitas didefenisikan sebagai jumlah mol suatu bahan per kg larutan, disimbolkan dengan f (huruf kecil italik atau digarisbawahi).
Formalitas (f) =
mol.zat.terlarut
1kg.larutan 1 f zat X = 1 mol zat X per 1000 g larutan.
Satuan konsentrasi yang selalu digunakan adalah persen (%) dan dalam satuan yang lebih kecil sering digunakan ppm.
Persen (%) didefenisikan sebagai jumlah suatu analit atau bahan per seratus satuan bahan lainnya.
Persen dibedakan atas 3 yaitu :
Persen berat : berat zat per 100 berat larutan (w/w %).
1 % zat X = 1 g zat X/100 g larutan.
Persen volume : volume zat per 100 volume larutan (v/v %).
1 % zat X = 1 mL zat X/100 mL larutan.
Pesen berat/volume : berat zat per 100 volume larutan (w/v %).
1 % zat X = 0,1 mg zat X/1 mL larutan.
Part per million (ppm) menyatakan 1 bagian zat per sejuta larutan.
Sama dengan persen, ppm dapat dibedakan atas 3 juga
1 ppm zat X = 1 mL zat X/ 1000 L larutan
1 ppm zat X = 1mg zat X/1 L larutan.
1 ppm zat X = 1 mg zat X/1 kg tanah kering oven.
(1 L larutan ≈ 1 kg tanah kering oven ; BD tanah = 1 g/cm3).
Konsentrasi bahan dilarutan dan nilai konstanta selalu sangat kecil, terutama dalam satuan molaritas. Misalnya konsentrasi H+ pada air Formalitas
(f)
Persen (%), Part per Million
‘p’ (-logaritma)
murni adalah 0.0000001 M atau reaksi Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ dengan K = 10-3.05. Agar mudah membacanya maka dinyatakan sebagai negatif logaritma, dan setiap unsur yang konsentrasinya diminus logaritmakan dinyatakan dengan ‘p’ (huruf kecil, walaupun diawal kalimat).
Sebagai contoh:
Konsentrasi H+ di air = 0.0000001 M [H+] = 10-7 M -log [H+] = -log 10-7 M pH = 7
Konsentrasi Ca2+ = 6.69 x 10-5 M [Ca2+] = 6.69 x 10-5 M
-log [Ca2+] = -log (6.69 x 10-5 ) pCa = 5 – 0.8254 pCa = 4.175
Fe3+ + H2O Fe(OH)2+ + H+ K = 10-3.05 K = 10-3.05
-log K = -log 10-3.05 pK = 3.05
Fraksi mol adalah rasio dari jumlah mol suatu bahan terhadap total jumlah mol dari seluruh bahan dalam larutan.
FraksiMol= MolIon1
MolIon1+MolIon2+MolIon.. ..
Misalnya :
Hitung fraksi Mol NaCl dalam 1 M larutan.
Mol NaCl = 1
1 L H2O = 1 kg H2O (BJ H2O = 1 kg/L) = 1000 g H2O
= 1000/18 = 55.56 Mol H2O sehingga
1
Fraksi NaCl = --- = 0.0177 1 + 55.56
IKATAN KIMIA
Fraksi Mol
Ikatan kimia adalah suatu gaya yang memegang atom secara bersama-sama di dalam molekul atau kristal. Didalam senyawa sederhana, teori ikatan valensi dan konsep bilangan oksidasi dapat digunakan untuk menduga struktur molekul dan komposisinya.
Demikian juga dengan teori fisika klasik yang dapat digunakan untuk menduga struktur ionik. Dengan semakin kompleks suatu senyawa seperti komplek logam, teori ikatan valensi jadi keliru dan diperlukan pemahaman yang berdasar kepada mekanika kuantum.
Ikatan Ionik
Ikatan ionik terbentuk setelah dua atau lebih atom menerima atau menerima elektron, menjadi ion. Tipe ikatan ini terjadi antara logam dan bukan logam. Atom yang kehilangan elektron biasanya suatu logam, sementara atom yang menerima elektron biasanya non-logam. Ion-ion yang bermuatan berlawanan akan tarik menarik satu sama lainnya, membentuk ikatan ionik. Ikatan ini lebih kuat dari pada ikatan hidrogen, tetapi sama kuatnya dengan ikatan kovalen. Ikatan ini hanya terjadi jika perubahan energi secara keseluruhan tercukupi untuk reaksi.
Gambar 3.1. Proses Terjadinya Ikatan Ion
Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen adalah suatu bentuk ikatan kimia yang dicirikan oleh pemakaian bersama (sharing) satu pasang atau lebih elektron diantara atom, untuk menghasilkan tarikan untuk memegang molekul secara bersama. Asam cenderung memasangkan elektron dengan cara mengisi kulit terluarnya. Ikatan demikian selalu lebih kuat dari pada ikatan ionik. Ikatan ini selalu lebih kuat dari pada ikatan hidrogen inter molekuler dan sama kuatnya atau lebih kuat dari pada ikatan ionik.
Gambar 3.2. Ikatan Kovalen
Ikatan Kovalen Koordinat
Ikatan kovalen sangat sering terjadi diantara atom-atom yang sama elektronegatifitasnya, dimana untuk melengkapi kehilangan sebuah elektron dari satu atom membutuhkan energi yang terlalu banyak. Ikatan kovalen lebih umum antara ion logam.
Ikatan kovalen koordinat, juga dikenal sebagai ikatan kovalen datif, adalah tipe khusus dari ikatan kovalen dimana elektron bersama berasal hanya dari satu atom. Sekali ikatan ini terbentuk, kekuatannya tidak berbeda dengan ikatan kovalen.
Ikatan kovalen koordinat terbentuk bila ‘basa Lewis’ (elektron donor atau pemberi) memberikan sepasang elektron ke ‘asam Lewis’ (elektron akseptor) dan membentuk senyawa yang kemudian disebut kompleks.
Ikatan kovalen koordinat dapat ditemukan pada banyak bahan yang berbeda, seperti pada molekul sederhana karbon monooksida (CO), yang mengandung satu ikatan koordinat dan dua ikatan kovalen normal antara atom karbon dan oksigen; atau ion ammonium (NH4+) dimana satu ikatan koordinat terbentuk antara satu proton (ion H+) dan atom nitrogen.
Ikatan Hidrogen
Ikatan hidrogen adalah suatu jenis ikatan intermolekuler yang ada diantara dua muatan listrik yang berbeda. Walaupun lebih kuat dari pada kebanyakan gaya intermolekuler lainnya, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan ionik dan kovalen.
Didalam makro molekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan hidrogen dapat ada diantara dua bagian molekul yang sama.
Sesuai dengan namanya ikatan hidrogen , satu bagian ikatan merupakan atom hidrogen. Hidrogen terikat secara elektronegatif dengan hetero atom, seperti oksigen, nitrogen, atau flour yang disebut sebagai ‘donor ikatan hidrogen’. Unsur elektronegatif mengikat awan elektron dari sekeliling inti hidrogen dan melalui desentralisasi awan
Ikatan Van der Waals
Ikatan Van der Waals merupakan interaksi lemah antara molekul-molekul atau antara molekul yang berbeda ukuran. Tidak seimbang distribusi elektron menghasilkan dua kutub. Penting antara permukaan partikel tanah. Contohnya tarikan lempeng liat.
REAKSI KIMIA
Reaksi kimia adalah reaksi dua atau lebih bahan kimia (reagen) menghasilkan suatu perubahan kimia dalam bentuk produk.
Reaksi kimia dibedakan atas :
• Disebut juga sebagai komposisi atau kombinasi langsung.
• Dua atau lebih atom, ion, atau molekul secara bersama membentuk suatu bahan baru (produk)
• Hanya satu produk.
• Contoh :
A + B AB
Kombinasi besi dan belerang membentuk besi (II) sulfida adalah reaksi sintesis :
8 Fe + S8 8FeS
• Disebut juga analisis.
• Satu komponen kimia terurai menjadi dua atau indiividu atom, ion, atau molekul.
• Hanya satu reaktan.
• Contoh :
AB A + B
Elektrolisis air menjadi gas oksigen dan hidrogen merupakan contoh reaksi dekomposisi :
2 H2O 2 H2 + O2
• Merupakan tipe khusus reaksi dekomposisi yang melibatkan sejumlah besar sinar dan panas.
• Pembakaran meliputi karbon, hidrogen, dan oksigen (reaktan) membentuk karbon dioksida dan air (produk).
• Contoh : CxHx +O2 CO2 + H2O
• Disebut juga sebagai pergantian tunggal (single displacement)
• Satu komponen dan satu unsur dipertukarkan.
• Satu komponen dan satu unsur pada kedua sisi.
Contoh : Sintesis
Dekomposisi
Pembakaran
Pertukaran Tunggal
AB + C AC + B
Satu contoh reaksi perukaran tunggal jika kombinasi seng dengan asam chlorida. Seng menggantikan hidrogen :
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
• Disebut sebagai metatesis atau pertukaran ion.
• Dua komponen dipertukarkan .
• Dua komponen pada kedua sisi.
• Contoh :
AB + CD AC + BD
Contoh reaksi pertukaran ganda terjadi antara natrium chlorida dan perak nitrat yang membentuk natrium nitrat dan perak chlorida : NaCl(l) + AgNO3(l) NaNO3(l) + AgCl(p)
• Disebut juga sebagai reaksi pembentukan air atau reaksi asam basa.
• Merupakan tipe rekasi pertukaran ganda antara asam dan basa (reaktan) dinetralkan membentuk air.
• Contoh :
HA + BOH BA + H2O
Reaksi antar asam bromida dan natrium hidroksida merupakan contoh dari reaksi netralitas :
HBr + NaOH NaBr + H2O
• Atom dan ikatan dalam molekul tersusun kembali membentuk suatu isomer dari bahan asalnya.
• Contohnya : A-B=C A=B-C
Reaksi isomerisasi ini susunan struktur suatu senyawa diubah tetapi komposisi atom masih sama.
• Satu reaktan kehilangan elektron (dioksidasi) dan reaktan yang lain menerima elektron (direduksi).
• Reaktan yang dioksidasi (reduktan) dan reaktan yang direduksi (oksidan).
Contoh : A + B A+ + B-
Reaksi yang terjadi dimana I2 direduksi menjadi I- dan S2O32- (anion thiosufat) dioksidasi menjadi S2O62-, merupakan contoh reaksi redoks 2S2O32-
(l) + I2(l) S4O62-
(l) + 2 I-(l)
Pertukaran Ganda
Netralisasi
Penyusunan
Oksidasi- Reduksi
BAHAN BACAAN
Helmenstine, A.M. . Types of Chemical Reactions.
http://www.chemistry.about.com/od/chemicalreactions/a/reaction types.htm.
Purwanggono, B., S. Abduh, Nurjanah, F.H.Habibie, W. Trilaksani, A. Bakhtiar, D. Purnomo, R. Mustar, K.S. Achmad, A. Partowiatmo, D.O.R. Komala, T. Haryono. 2009.
Pengantar Standardisasi. Badan Standardisasi Nasional, Jakarta.
Ryan, J., G.Estefan and A. Rashid. 2001. Soil and Plant Analysis Laboratory Manual. 2nd edition. International Center for Agricultural Research in the Dry Areas (ICARDA) and National agricultural Research Center (NARC). Aleppo , Syria.
Shukla, M. K. 2014. Soil Physics.
CRC Press.
Tan, K.H. 2005.Soil Sampling, Preparation, and Analysis . 2nd edition.CRC Press. Taylor &
Francis New York.
PERTANYAAN
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan : a.
b. Atom.
c. Molekul d. Elektron
e. Valensi f. Isotop g. Berat Atom
2. Apa perbedaan antara konsentrasi dengan dosis; dan berikan contohnya.
3. Tuliskan berat equivalen dari reksi di bawah ini :
a. H2SO4 --- 2 H+ + SO42- Beq = ………. mol b. HClO4 --- H+ + ClO4- Beq = ………. mol c. CaCl2 --- Ca2+ + 2 Cl- Beq = ………. mol d. Fe(OH)3 + 3 H+ + ē ==== Fe(OH)2 + OH- Beq = ………. mol e. HClO4 + 8 ē + 7 H+ ==== Cl- + 4 H2O Beq = ………. Mol f. MnO4- + 8 H+ + 5 ē === Mn2+ + 4 H2O Beq = ………. mol 4. Hitunglah NaOH 40 % = ………. N NaOH.
5. Hitunglah 1 me Al/100 g tanah = ……….. ppm Al = ………. % Al.
6. Pada saat bagaimana 1 M zat = 1 N zat.
7. Jelaskan mengapa satuan molar (M) lebih baik dari pada normalitas (N).
8. Jelaskan perbedaan antara Molaritas (M) dengan molalitas (m).
9. Jelaskan mengapa satuan molal (m) lebih baik dibandingkan molal (M).
10. Jika 138,81 mL asam sulfat 96 % dilarutkan dalam 861,19 mL air. Berat jenis asam sulfat 1.84g/cm3, berat jenis air 1,00 g/cm3; berat atom H = 1 , S = 23, dan O = 16.
Hitunglah konsentrasi larutan tersebut dalam satuan : a. Molar
b. Molal c. % berat
d. % volume e. ppm f. Normalitas 11. Hitunglah pH3 + pH 4 = pH ……..
12. Sebut dan jelaskan bentuk ikatan kimia.
13. Sebut dan beri contoh jenis-jenis reaksi kimia yang terjadi di tanah.
