cemistry lesson

Pereaksi Pembatas (Hitungan Kimia)

  Sesuai namanya, pereaksi pembatas adalah zat (pereaksi) yang membatasi jumlah produk yang dihasilkan pada suatu reaksi.  Dikatakan membatasi jumlah produk yang dihasilkan karena zat tersebut telah habis terlebih dahulu selagi zat yang lain masih ada, padahal keberadaannya sangat diperlukan untuk reaksi selanjutnya (menghasilkan produk).   Jadi, pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis terlebih dahulu (pertama kali).

Pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan cara membagi jumlah mol setiap pereaksi masing-masing dengan koefisien reaksinya (= kuosien reaksi, Q).  Tentu saja dari reaksi yang sudah setara.  Pereaksi dengan kuosien reaksi terkecil merupakan pereaksi pembatas. Dengan demikian kalau tersedia beberapa zat pereaksi dengan jumlahnya masing-masing, kita dapat meramalkan zat pereaksi apa yang nantinya habis terlebih dahulu atau zat apa yang tersisa.

Untuk perhitungan selanjutnya, jumlah (mol) pereaksi pembatas dipakai sebagai pembanding/ standarnya.  Baik jumlah produk ataupun zat lain yang bereaksi.

Contoh : Sebanyak 6,5 gram logam Zn (Ar Zn = 65) direaksikan dengan 1000 mL larutan HCl 0,16 M.  Tentukan jumlah zat yang tersisa dan volume gas H₂ yang dihasilkan (STP).  Reaksi yang terjadi :

Zn (s)  +  2HCl (aq)  –>  ZnCl₂ (aq)  +  H₂ (g)

Jawab :

Mol Zn = 6,5/65 = 0,1 mol (koefisien reaksi = 1)

Q Zn = 0,1/1 = 0,1

Mol HCl = 1000 x 0,16 = 160 mmol = 0,16 mol (koefisien reaksi = 2)

Q HCl = 0,16/2 = 0,08

Ternyata Q HCl < Q Zn, sehingga HCl merupakan pereaksi pembatas (pereaksi yang habis lebih dulu).

.                   Zn (s)       +       2HCl (aq)  —>       ZnCl₂ (aq)  +       H₂ (g)

Mula2        0,1                      0,16                          -                              -

Reaksi      -0,08                  -0,16                         +0,08                    +0,08

______________________________________________________ +

Akhir        0,02 mol           0                                0,08 mol              0,08 mol

Zat yang tersisa Zn = 0,02 mol

= (0,02 x 65) gram

= 1,30 gram

Gas H₂ yang dihasilkan = 0,08 x 22,4 L

= 1,72 L

 

Membuat Rumus Lewis

Memuat/menuliskan rumus Lewis adalah gampang-gampang susah.  Gampang kalau udah tau caranya, tetapi terkadang susah kalau pas ketemu dengan senyawa yang agak kompleks rumusnya.  Asal tahu jumlah elektron dari masing-masing unsur.  Pada dasarnya adalah dengan kira-kira (coba-coba).  Untuk senyawa-senyawa sederhana ini cukup mudah.

Untuk senyawa-senyawa yang agak kompleks, atau yang mengandung ikatan rangkap, atau ikatan koordinat konjugasi atau bahkan ion terkadang menjadi hal yang cukup membuat pusing.  Berikut ada satu cara yang dapat dipakai :
- Hitung jumlah semua elektron yang dimiliki semua atom dalam senyawa
- Tulis kerangka dasar senyawa yang kira-kira masuk akal (atom pusat biasanya yang kekurangan elektronnya paling banyak)
- Berikan masing-masing sepasang elektron untuk setiap ikatan
- Sisa elektron dibagikan kepada semua atom pinggir agar mencapai oktet
- Bila elektron masih tersisa maka diberikan kepada atom pusat
- Tarik satu atau lebih pasangan elektron untuk membuat ikatan rangkap, sehingga atom pusat juga mencapai oktet.

Contoh :  SO3  (atom S punya 6 e valensi, atom O juga punya 6 e valensi)

- Jumlah total elektron (6+3×6) = 24 elektron
- Kerangka dasar molekul : atom S di tengah dikelilingi 3 atom O
- Berikan 3 pasang (6 elektron) untuk 3 ikatan S-O  ————————elektron tersisa 18
- Berikan masing-masing 3 pasang elektron kepada 3 atom O sehingga mencapai oktet —- tak ada elektron tersisa
- Atom S belum oktet, maka tarik sepasang elektron bebas dari O ke atom S membentuk ikatan rangkap
- Selesai, semua atom sudah oktet.  Dua ikatan tunggal, satu ikatan rangkap.

 

Tatanama Senyawa (sekali lagi tentang tatanama)

Informasi terakhir yang penulis ketahui, ada lebih dari 10 juta senyawa yang dikenal saat ini.  Wow..! Apa aja tuh? Siapa yang mau nyebutin? Ha ha ha.. Capek dech..!  Untuk keperlun pendataan, tentulah sekian senyawa yang jumlahnya aduhai itu harus dinamai semua satu demi satu.  Gak boleh ada yang terlewat.  Siapa yang ngurusin semua itu?  Tenang aja, ada IUPAC, International Union of Pure and Applied Chemistry.  Perhimpunan ahli kimia murni dan terapan Internasional.

Bagi kita-kita yang kebetulan harus berurusan dengan penamaan senyawa kimia, “anak sekolahan, terutama kelas X”, saya punya sedikit tip yang mungkin bisa berguna, disamping bisa langsung sowan ke sumbernya sono (IUPAC) tentunya.

Dalam penamaan senyawa, sebaiknya dipahami bahwa penamaan senyawa dikelompokkan atas senyawa kovalen biner, senyawa ion, senyawa basa, senyawa garam dan senyawa asam.  Masing-masing punya aturan sendiri-sendiri.  Mari kita cermati satu per satu.  Senyawa kovalen biner diberi nama dengan cara menggabungkan nama masing-masing unsur dan diberi akhiran -ida (English : -ide).  Jumlah atom masing-masing unsur dicantumkan dengan prefiks/awalan mono, di, tri tetra dst.  Awalan mono pada nama unsur pertama tidak perlu dicantumkan.  Contoh :

NO       : nitrogen monoksida (nitrogen monoxide)
NO2    : nitrogen dioksida (nitrogen dioxide)
N2O    : dinitrogen monoksida (dinitrogen monokside)
N2O3 : dinitrogen trioksida (dinitrogen trioxide)
N2O5 : dinitrogen pentoksida (dinitrogen pentoxide)
PCl5   : fosfor pentaklorida (phosphorus pentachloride)

Kedua, senyawa ion.  Senyawa jenis ini diberi nama dengan cara menggabungkan nama ion kation dan nama anion penyusunnya, tanpa ada prefiks/awalan mono, di, tri dan sebagainya.  Contoh :
FeCl2 : besi(II) klorida atau iron(II) chloride  bukan besi(II) diklorida
FeCl3 : besi(III) klorida atau iron(III) chloride
Cu(NO3) : tembaga(I) nitrat atau copper(I) nitrate
Cu2S   : tembaga(I) sulfida
CuS      : tembaga(II) sulfida

Ketiga, senyawa basa.  Senyawa basa merupakan senyawa ion, tetapi anionnya berupa ion hidroksida (OH-).  Diberi nama dengan menyebutkan nama kation diikuti kata “hidroksida” atau “hidroxide“. Contoh :
NaOH : natrium hidroksida (hanya punya satu bilangan oksidasi, tidak disebutkan)
HgOH : raksa(I) hidroksida
Hg(OH)2 : raksa(II) hidroksida

Keempat, senyawa garam.  Merupakan senyawa ion, dengan ion negatifnya berupa selain OH-, O2-, N3-.  Penamaan sama dengan senyawa ion yang lain.

Kelima, senyawa asam.  Senyawa asam merupakan senyawa kovalen polar.  Dalam air terurai menjadi ion H+ dan ion sisa asam (anion sisa asam).  Senyawa ini diberi nama dengan cara menggabungkan kata “asam” dirangkai dengan nama ion sisa asamnya.  Contoh :
HCl : asam klorida
HBr : asam bromida
HNO2 : asam nitrit
HNO3 : asam nitrat

 

Radioaktifitas

Radioaktifitas ternyata terjadi karena adanya ketidakstabilan inti.  Radioaktifitas sendiri merupakan peristiwa pemancaran radiasi partikel atau energi secara spontan.  Partikel yang dipancarkan oleh oleh zat radioaktif dapat berupa partikel alfa, netron, beta, beta positif ataupun gama . Jenis partikel apa yang dipancarkan oleh suatu inti radioaktif dapat diperkirakan berdasarkan komposisi netron-proton (n/p) dalam inti.  Hal ini dapat dipahami dengan baik dengan mencermati peta radioisotop berikut ini.

Daerah berwarna yang berbentuk pita tersebut berisi data n/p dari inti-inti yang stabil, sehingga dinamai dengan pita kestabilan. Inti-inti pada daerah tersebut memiliki harga n/p antara 1 (untuk inti-inti ringan) sampai dengan 1,5 (untuk inti-inti besar).

Daerah di atas pita kestabilan adalah daerah dengan harga n/p > 1.  Inti-inti yang berada pada daerah ini bersifat tidak stabil karena kelebihan jumlah netron.  Inti-inti jenis ini akan berusaha mencapai pita kestabilan dengan cara merubah kelebihan netron menjadi proton, yaitu dengan memancarkan radiasi beta (elektron).

Daerah di bawah pita kestabilan adalah daerah dengan harga n/p < 1.  Inti-inti yang berada pada daerah ini bersifat tidak stabil karena kelebihan jumlah proton.  Inti-inti jenis ini akan berusaha mencapai pita kestabilan dengan cara merubah kelebihan proton  menjadi netron, yaitu dengan memancarkan radiasi beta positif (elektron bermuatan positif) atau dengan cara menangkap elektron dari kulit paling dalam dengan disertai pemancaran sinar-X. 

Bagaimana dengan inti-inti yang berada di luar daerah kestabilan (inti-inti berat, Z>83)?  Inti-inti jenis ini akan mencapai pita kestabilan dengan cara mengurangi bobotnya, yaitu dengan jalan pemancaran partikel alfa. 

Apabila sekali melepaskan partikel alfa belum cukup, maka akan dilakukan pemancaran lagi dan lagi sampai diperoleh inti yang stabil.  Serangkaian peluruhan yang terjadi disebut sebagi deret radioaktif atau derer peluruhan.