Apa itu Kimia Industri

Reaksi Dalam Larutan Berair

Larutan adalah campuran yang homogen dari dua atau lebih zat.
Zat terlarut adalah zat yang jumlahnya lebih sedikit.
Elektrolit adalah suatu zat yang ketika dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.

Non elektrolit adalah suatu zat yang ketika dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan yang tidak menghantarkan arus listrik ketika dilarutkan dalam air.
Penggolongan Zat Terlarut dalam Larutaan Berair
Elektrolit kuat Elektrolit lemah Nonelektrolit
HCl CH3COOH (NH2)2CO (urea)
HNO3 HF CH3OH (metanol)
HCIO4 HNO2 C2H5OH (metanol)
H2SO4* NH3 C6H12O6 (glukosa)
NaOH C2O+ C12H22O11 (sukrosa)
Ba(OH)2
Senyawa-senyawa ionik
*H2SO4 memiliki 2 ion H+ yang dapat terionisasi
+Air murni merupakan elektrolit yang sangat lemah

Ciri-ciri elekrolit kuat adalah apabila zat terlarut dianggap telah 100% terdisosiasi menjadi ion-ionnya dalam larutan.
Disosiasi adalah penguraian senyawa menjadi kation dan anion.

Hal menarik untuk diperhatikan adalah bahwa cairan tubuh manusia mengandung banyak elektrolit kuat dan lemah.
Air merupakan pelarut yang sangat efektf untuk senyawa-senyawa ionik. Walaupun air merupakan molekul yang bermuatan netral, namun memiliki ujung positif (atom H) dan ujung negatif (atom O), atau ”kutub” positif dan negatif; karena itukah air sering dianggap sebagai pelarut polar.
Hidrasi adalah proses dimana sebuah ion dikelilingi oleh molekul-molekul air yang tersusun dalam keadaan tertentu.
Sebagai Contoh, pada saat gas asam klorida larut dalam air, maka terbentuklah ion-ion H+ dan Cl- :

Seperti asam asetat:
CH3COOH(aq) CH3COO-(aq) + H+(aq)
Dalam buku Lai Monchang kita akan menggunakan istilah disosiaasi untuk senyawa-senyawa ionik dan ionisasi untuk asam dan basa. Dengan menuiskan rumus molekul asam asetat sebagai CH3COOH(aq), kita dapat mengenali bahwa proton yang dapat terionisasi berasal dari gugus COOH.
Panah rangkap dalam persamaan reaksi diatas berarti bahwa reaksi tersebut reveresibel adalah reaksi dapat berlangsung dalam dua arah.
Kesetimbangan kimia disebut Chemical Equilibrium.
Dalam larutan asam klorida, ion-ion dan tidak memiliki kecendrungan untuk bergabung kembali membentuk molekul HCl. Oleh karena itu kita menggunakan tanda panah tunggal untuk menunjukkan ionisasi sempurna.
Reaksi pengendapan (Precipitation Reaction) adalah tebentuknya produk yang tak terlarut, atau endapan.
Endapan (Precipitate) adalah padatan tak larut yang terpisah dari larutan.
Reaksi pengendapan biasanya melibatkan senyawa-senyawa ionik. Misalnya, ketika larutan tumbal nitrat [Pb(NO3)2] ditambahkan ke dalam larutan nitrium ionida (Nal), akan terbentuk endapan kuning timbal ionida (PbI2) :
Pb(NO3)2] + 2Nal(aq) PbI2 + 2NaNO(aq).
Kelarutan yang khas dari senyawa-senyawa Ionik dalam Air pada suhu :
1) Semua senyawa logam álcali (Golongan 1A) dapat larut.
2) Semua senyawa amonium (NH4+) dapat larut
3) Semua senyawa yang mengandung nitrat (NO3-), dan (ClO4-) dapat larut.
4) Sebagian besar hidroksida (OH-) tidak dapat larut. Pengecualiannya hádala hidroksida logam álcali dan barium hidroksida [Ba(OH)2]. Kalsium hidroksida [Ca(OH)2] sedikit larut.
5) Sebagian besar senyawa yang mengandung klorida (Cl-), bromida (Br-), atau iodida (I-) dapat larut. Pengecualiannya adalh senyawa-senyawa yang mengandung Ag+, dan Pb2+.
6) Semua karbonat , fosfat dan sulfide (S2-) tidak dapat larut, pengecualiannya adalah senyawa-senyawa dari ion logam alkali dan ion amonium.
7) Sebagian besar sulfat dapat terlarut. Kalsium sulfat (CaSO4) dan perak sulfat (AgSO4) sedikit larut. Barium sulfat (BaSO4) dan merkuri(II) sulfat (HgSO4) dan timbal sulfat (PbSO4) tidak dapat larut.

Kelarutan (Solubility) yaitu jumlah maksimum zat terlarut yang akan larut dalam sejumlah tertentu pelarut pada suhu tertentu.
Persamaan molekul (Molecular Equation) adalah persamaan yang menggambarkan proses pengendapan dan rumus senyawanya dituliskan seolah-olah semua spesi berada sebagai molekul atau keseluruhan unit.
Persamaan ionik (Ionic Equation) adalah persamaan reaksi yang menunjukkan spesi-spesi yang terlarut dalam bentuk ion-ion bebasnya.
Ion Pendamping (Ispectator ions) adalah ion-ion yang tidak terlihat dalam reaksi keseluruhan.
Persamaan Ionik Total (Net Ionik Equation) adalah persamaan reaksi yang menunjukkan yang menunjukkan hanya spesi-spesi yang benar berperan dalam reaksi

Asam
Asam sebagai zat yang mengion dalam air menghasilkan ion dan basa sebagai zat yang mengion dalam air menghasilkan ion
• Asam memiliki rasa masam; misalnya, cuka yang mempunyai rasa dari asam asetat dan lemon serta buah-buahan sitrun lainnya yang mengandung asam asam sitrat
• Asam menyebabkan perubahan waran pada zat warna tumbuhan; misalnya, mengubah waran lakmus dari biru menjadi merah.
• Asam bereaksi dengan logam tertentu, seperti: seng, magnesium, dan besi menghasilkan gas hidrogen. Reaksi yang khas adalah antara asam klorida dengan magnesium:

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

• Asam bereaksi dengan karbonat dan biksrbonat seperti seng, magnesium, dan besi menghasilkan gas dioksida. Contohnya,

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

• Larutan asam dalam air menghantarkan arus listrik.

Basa
• Basa memiliki asa pasit.
• Basa terasa licin; misalnya, sabun yang mengandung basa memiliki sifat ini.
• Basa menyebabkan perubahan warna pada zat warna tumbuhan; misalnya mengubah warna lakmus dari merah menjadi biru.
• Larutan basa dalam air menghanturkan arus listrik.

Asam Bronsted (Bronsted Acid) dan Basa Bronsted (Bronsted base) menyatakan asam sebagai donor proton dan basa sebagai akseptor proton.
Asam-asam yang umum digunakan di laboratorium adalah asam klorida (HCl), asam nitrat (HNO3), asam asetat (CH3COOH), asam sulfat (H2SO4),dan asam fosfat (H3PO4).
Asam monoprotik (Monoprotic Acid ), yaitu setiap satuan asam menghasilkan satu ion hidrogen dalam ionisasi:

HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
HNO3(aq) H+(aq) + (aq)
CH3COOH(aq) CH3COO-(aq) + H+ (aq)

Asam sulfat (H2SO4) disebut Asam Diprotik (Diprotik Acid) karena setiap satuan asam melepaskan dua ion H+, dalam dua tahap terpisah :

H2SO4(aq) H+(aq) + (aq)
(aq) H+(aq) + (aq)

H2SO4 Adalah elektrolit kuat asam kuat (tahap ionisasi pertama berlangsung sempurna).
Asam tripotrik (Tripotic Acid). menghasilkan tiga ion H+, keberadaanya relatif sedikit. Asam tripotrik yang paling banyak dikenal adalah asam fosfat, yang proses ionisasi-nya adalah

H3PO4(aq) H+(aq) + (aq)
(aq) H+(aq) + (aq)
(aq) H+(aq) + (aq)

Ketiga spesi (H3PO4, H2PO , dan merupakan asam lemah, dan kita menggunakan panah dua arah untuk mrnunjukkan tiap tahap ionisasi.
Magnesium dan kalsium dan kalsium hidroksida digunakan dalam obat-obatan dan industri. Hidroksida dari logam lainya seperti Al(CH)3 dan Za(OH)2 tidak dapat larut dan tidak banyak digunakan.
Reaksi Penetralan (Neutralization Reaction ) merupakan reaksi antara asam dengan basa. Reaksi asam-basa dalam medium air biasanya menghasilkan air dan garam (Salt), yang merupakan senyawa ionik yang terbentuk dari suatu kation selain H dan suatu anion selain OH- atau O2- :
Asam + basa garam + air

Reaksi asam-basa dapat dikenal sebagai proses transfer-proton.
Kelompok reaksi disebut reaksi oksidasi-reduksi (atau redoks) dikenal juga sebagai reaksi transfer-elektron.
Reaksi oksidasi-reduksi berperan dalam banyak hal di dalam kehidupan kita sehari-hari. Reaksi ini terlibat mulai dari pembakaran bahan bakar minyak bumi sampai dengan kerja cairan pemutih yang digunakan dalam rumah tangga. Selain itu, sebagaian besar unsur logam dan nonlogam diperoleh dari bijihnya melalui proses oksidasi atau reduksi.
Setiap tahap diatas disebut sebagai reaksi setengah-sel (half-reaction) yang secara eksplisit menunjukan banyaknya elektron yang terlibat dalam reaksi.
Reaksi Oksidasi (Oxidation Reaction) adalah reaksi setengah-sel yang melibatkan hilangnya elektron disebut
Reaksi Reduksi (Reduction Reaction) adalah reaksi setengah sel yang melibatkan penangkapan elektron.
Zat Pereduksi (Reducing Agent) adalah zat yang memberikan elektron dan menyebabkan zat lain tereduksi.
Zat Pengoksidasi (Oxidizing Agent) adalah zat yang menerima elektron dan menyebabkan zat yang lain teroksidasi.
Bilangan oksidasi (Oxidation Number)/ Tingkat Oksidasi (Oxidation State) adalah jumlah muatan yang dimiliki suatu atom dalam molekul (senyawa ionik) jika elektron-elektronnya berpindah seluruhnya.
Bilangan oksidasi mencerminkan jumlah elektron ”yang berpindah”.

Kita dapat menggunakan aturan-aturan berikut untuk menentukan bilangan oksidasi:
(1) Dalam unsur bebas (yaitu, dalam keadaan tidak tergabung), setiap atom memiliki bilangan oksidasi nol. Jadi, setiap atom dalam H2, Br2, Na, Be, k, O2, dan P4 memiliki bilangan oksidasi yang sama: nol.
(2) Untuk ion-ion yang tersusun atas satu atom saja, bilangan oksidasinya sama muatan ion tersebut. Jadi, Li+ memiliki bilangan oksidasi +1; ion Ba2+, +2; ion Fe3+, +3; ion O2-,-2; dan seterusnya. Semua logam alkali memilki bilangan oksidasi +1, dan semua logam alkali tanah memiliki bilangan oksidasi +2 dalam senyawanya. Almunium memiliki bilangan oksidasi +3 dalam semua senyawanya.
(3) Bilangan oksidasi oksigen dalam sebagian besar senyawanya (sebagai contoh, MgO, dan H2O) adalah -2, tetapi dalam hidrogen peroksida (H2O2) dan ion peroksida , bilangan oksidasinya adalah -1.
(4) Bilangan oksidasi hidrogen adalah +1, kecuali bila hidrogen berikatan dengan logam dalam bentuk senyawa biner. Dalam kasus ini (misalnya, LiH, NaH, dan CaH2), bilangan oksidasinya adalah -1.
(5) Fluor memiliki blangan oksidasi -1 dalam semua senyawanya. Halogen lainnya (Cl, Br, dan I) memiliki bilangan oksidasi negatif ketika sebagai ion halida dalam senyawanya. Ketika halogen-halogen tersebut bergabung dengan oksigen, misalnya dalam asam okso dan anion okso maka memilki bilangan oksidasi positif.
(6) Dalam molekul netral, jumlah bilngan oksidasi semua atom penyusunnya harus nol. Dalam ion poliaomik, jumlah bilangan oksidasi semua unsur dalam ion tersebut harus sama dengan muatan total ion. Sebagai contoh, dalam ion amonium, , bilangan oksidasi N adalah -3 dan bilangan oksidasi H adalah +1. Maka jumlah bilangan oksidasinya adalah -3 + 4(+1) = +1, yang sama dengan muatan total ion.

Reaksi Penggantian (Displachement Reaction), adalah ion atau atom yang dalam reaksi digantikan oleh ion (atom atom) lainnya dari unsur yang lain.
Deret Keaktifan adalah suatu rangkuman hasil-hasil dari sebanyak mungkin reaksi-reaksi penggantian.
Konsentrasi Larutan adalah jumlah zat terlarut yang terdapat di dalam sejumlah tertentu pelarut atau larutan.
Molaritas (Molarity/M), atau konsentrasi molar, yaitu jumlah mol¸zat terlarut dalam satu liter larutan.
Molaritas didefinisikan oleh persamaan berikut
M = molaritas =
Pengenceran (Dilution) adalah prosedur untuk menyiapkan larutan yang kurang pekat dari larutan yang lebih pekat.
X Volume larutan (dalam liter) = mol zat terlarut
Mawal Vawal = Makhir Vakhir
Mol zat terlarut mol zat terlarut
Sebelum pengenceran Setelah pengenceran
Analisis Gravimetrik adalah suatu teknik analitis yang didasarkan pada pengukuran massa. Namun demikian prosedur ini hanya dapat diterapkan pada reaksi yang berlangsung sempurna, atau memiliki hasil hampir 100%.
Titrasi adalah studi kuantitatif mengenai reaksi penetralan asam-basa.
Larutan Standar adalah suatu larutan yang konsentrasinya diketahui secara pasti.
Titik Ekuivalen (Equivalence Point) adalah titik dimana asam telah bereaksi sempurna atau telah ternetralkan oleh basa.
Indikator adalah zat yang memiliki perbedaan warna yang mencolok dalam medium asam dan basa.