Daftar Isi
Persamaan Reaksi Kimia
Reaksi kimia mengubah zat pereaksi (reaktan) menjadi zat hasil reaksi (reaktan). John Dalton telah mengemukakan konsepnya yang menyatakan bahwa jenis dan jumlah atom yang terlibat dalam reaksi tidak berubah, tetapi ikatan kimia dapat berubah. Ikatan kimia yang ada dalam reaktan akan diputuskan dan membentuk ikatan yang baru dalam zat produk.
Atom-atom ditata ulang membentuk produk reaksi. Perubahan yang terjadi dijelaskan dengan menggunakan rumus kimia zat-zat reaktan maupun produk di dalam reaksi. Cara ini kita sebut dengan persamaan reaksi.
Menuliskan Persamaan Reaksi Kimia
Persamaan reaksi kimia menggambarkan reaksi kimia yang terdiri dari rumus kimia zat pereaksi (reaktan) dan zat hasil reaksi (produk) disertai koefisien reaksi dan wujud (fase) masing-masing.
- Reaktan berada disebelah kiri tanda panah.
- Produk berada di sebelah kanan tanda panah.
- Tanda panah dibaca dengan arti “membentuk, menghasilkan, atau bereaksi menjadi”.
- Wujud zat (fase) reaktan atau produk ada empat jenis yaitu zat cair (liquid, l), gas (gas, g), larutan (aqueous, aq) dan zat padat (solid, s).
Contoh-1
Tuliskan persamaan reaksi kimia antara logam natrium dengan gas klorida membentuk padatan garam natrium klorida.
Penyelesaian
- Reaktan: logam natrium, Na(s) dan gas klorida, Cl₂(s)
- Produk: padatan garam natrium klorida, NaCl(s)
Persamaan reaksi kimia: Na(s) + Cl₂(g) → NaCl(s)
Penyetaraan Persamaan Reaksi Kimia
Pada dasarnya, penyetaraan reaksi kimia adalah suatu cara untuk memastikan bahwa jumlah atom atau molekul yang terlibat dalam suatu reaksi kimia sama di sisi kiri dan kanan persamaan reaksi.
Syarat-syarat persamaan reaksi setara sebagai berikut.
- Jenis-jenis atom sebelum reaksi dan setelah reaksi akan selalu sama.
- Jumlah atom reaktan dan produk pada saat sebelum reaksi dan setelah reaksi selalu sama (memenuhi hukum kekekalan massa).
- Reaktan dan produk dinyatakan dengan rumus kimia yang benar.
- Wujud zat reaktan/produk harus dinyatakan dalam tanda kurung setelah rumus kimianya.
Persamaan reaksi akan setara dapat dilakukan dengan mengubah jumlah rumus kimia (jumlah molekul atau satuan rumus), tetapi tidak boleh mengubah rumus kimia zat yang terlibat persamaan reaksi. Jumlah satuan rumus kimia tersebut disebut sebagai koefisien. Koefisien ini menunjukkan jumlah atom atau molekul dalam reaksi tersebut.
Perlu kita ingat kembali bahwa dalam rumus kimia terdapat indeks yang menyatakan jumlah atom unsur atau kelompok atom unsur. Penulisan indeksnya biasanya berada disebelah kanan atom unsur dalam format subscript. Contohnya adalah N₂O, dan dibaca sebagai "dalam molekul N₂O terdapat 2 atom N dan 1 atom O"
Koefisien reaksi yang terlibat dalam reaksi diupayakan berupa bilangan bulat, bukan pecahan. Namun, penting untuk diingat bahwa koefisien ini hanya menunjukkan rasio antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi dan bukan massa absolut dari masing-masing zat.
Banyak persamaan reaksi kimia disetarakan dengan cara mencoba/menebak/trial error secara langsung. Namun, secara umum langkah-langkah untuk menyetarakan suatu reaksi kimia sebagai berikut.
- Tuliskan persamaan reaksi kimia lengkap, termasuk rumus kimianya.
- Hitung jumlah atom atau molekul untuk setiap unsur yang terlibat dalam reaksi di sisi kiri dan kanan persamaan reaksi.
- Tentukan unsur mana yang tidak sama antara sisi kiri dan kanan persamaan reaksi. Mulailah dengan unsur yang jumlahnya paling sedikit atau paling rumit untuk dihitung.
- Tambahkan koefisien angka di depan rumus kimia yang tepat untuk menyamakan jumlah unsur pada sisi kiri dan kanan persamaan reaksi.
- Periksa kembali apakah persamaan reaksi sudah seimbang dengan menghitung jumlah atom atau molekul untuk setiap unsur di kedua sisi persamaan reaksi.
Contoh-2
Setarakan persamaan reaksi antara logam magnesium dengan larutan asam bromida menghasilkan larutan magnesium bromida dan gas hidrogen.
Penyelesaian
Langkah 1. Menuliskan persamaan reaksi lengkap dengan rumus kimia zat yang terlibat
- Reaktan: logam magnesium, Mg(s) dan larutan asam bromida, HBr(aq)
- Produk: larutan magnesium bromida, MgBr₂(aq) dan gas hidrogen, H₂(g)
Persamaan reaksi: Mg(s) + HBr(aq) → MgBr₂(aq) + H₂(g)
Langkah 2. Menghitung jumlah atom pada kedua ruas
Jumlah atom ruas kiri
Mg = 1
H = 1
Br = 1
Jumlah atom ruas kanan
Mg = 1
H = 2
Br = 2
Langkah 3. Menentukan jumlah atom yang tidak sama
Dari perhitungan jumlah atom pada langkah2, jumlah Mg pada ruas kiri dan kanan sudah sama. Sedangkan jumlah atom Br dan H belum sama.
Langkah 4. Menambahkan koefisien yang sesuai
Letakkan koefisien 2 di depan HBr sehingga jumlah atom H menjadi 2 dan jumlah atom Br juga 2.
Mg(s) + 2HBr(aq) → MgBr₂(aq) + H₂(g)
Langkah 5. Periksa kembali persamaan reaksi apakah sudah setara atau belum
Persamaan reaksi: Mg(s) + 2HBr(aq) → MgBr₂(aq) + H₂(g)
Jumlah atom pada kedua ruas sudah sama sehingga persamaan reaksi tersebut dikatakan setara.
Selain cara diatas, penyetaraan reaksi kimia dapat diselesaikan dengan menggunakan metode aljabar. Metode penyetaraan reaksi kimia dengan metode aljabar melibatkan penggunaan persamaan matematika untuk menyelesaikan jumlah atom dari setiap unsur dalam reaksi kimia. Langkah-langkah untuk menyelesaikan reaksi kimia dengan metode aljabar adalah sebagai berikut:
- Tulis reaksi kimia lengkap dalam bentuk persamaan kimia.
- Bubuhkan koefisien reaksi dengan menggunakan variabel seperti a, b, c, d ataupun yang lainnya pada setiap zat yang terlibat.
- Tentukan jumlah atom pada kedua ruas. Jumlah atom merupakan hasil kali antara koefisien dengan indeks.
- Gunakan persamaan aljabar untuk menyelesaikan persamaan koefisien yang muncul.
- Tulis reaksi kimia yang disesuaikan dengan jumlah atom yang telah disetarakan tersebut.
- Periksa Kembali persamaan reaksi sehingga diperoleh reaksi yang setara.
Contoh-3
Setarakan persamaan reaksi antara gas metana dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air.
Penyelesaian
Langkah 1. Menuliskan persamaan reaksi lengkap dengan rumus kimia zat yang terlibat.
- Reaktan: gas metana, CH₄(g) dan gas oksigen, O₂(g)
- Produk: gas karbon dioksida, CO₂(g) dan uap air, H₂O(g)
Persamaan reaksi: CH₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g)
Langkah 2. Bubuhkan koefisien reaksi, missal dengan menggunakan huruf a, b, c, d dan yang lainnya
aCH₄(g) + bO₂(g) → cCO₂(g) + dH₂O(g)
Langkah 3. Tentukan jumlah atom kedua ruas.
Jumlah atom ruas kiri
C = a
H = 4a
O = 2b
Jumlah atom ruas kanan
C = c
H = 2d
O = 2c+d
Langkah 4. Selesaikan persamaan aljabar tersebut untuk menentukan koefisien
C: a = c
H: 4a = 2d
O: 2b = 2c+d
Kita ambil sembarang nilai, misalkan a = 1
c = a = 1
4a = 2d
⇔ 4(1) = 2d
⇔ d = 2
2b = 2c+d
⇔2b = 2(1)+2
⇔ 2b = 4
⇔ b = 2
Langkah 5. Tuliskan reaksi kimia dan sertakan koefisien yang diperoleh
1CH₄(g) + 2O₂(g) → 1CO₂(g) + 2H₂O(g)
Selanjutnya koefisien 1 tidak perlu dituliskan, sehingga persamaan reaksinya menjadi:
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)
Langkah 6. Periksa Kembali jumlah atom
Ruas kiri
C = 1
H = 4
O = 5(2) = 10
Ruas kanan
C = 1
H = 4(2) = 8
O = 2(1) + 4(1) = 10
Dalam reaksi ini, setiap unsur memiliki jumlah atom yang sama di kedua sisi reaksi. Ini menunjukkan bahwa reaksi telah disetarakan dengan menggunakan metode aljabar.
Dalam metode aljabar, kadang molekul yang jumlah atom yang lebih banyak (kompleks) ditetapkan dengan koefisien 1 dengan tujuan untuk membantu memudahkan menyelesaikan persamaan aljabar
Mari simak contoh berikut.
Contoh-4
Setarakan persamaan reaksi berikut.
CaO(s) + NH₄Cl(s) → NH₃(g) + H₂O(g) + CaCl₂(s)
Penyelesaian
Langkah 1. Tetapkan koefisien NH4Cl = 1, sedangkan koefisien yang lainnya menggunakan huruf
aCaO(s) + 1NH₄Cl(s) → bNH₃(g) + cH₂O(g) + dCaCl₂(s)
Langkah 2. Hitung jumlah atom kedua ruas
Jumlah atom ruas kiri
Ca = a
O = a
N = 1
H = 4
Cl = 1
Jumlah atom ruas kanan
Ca = d
O = c
N = b
H = 3b+2c
Cl = 2d
Langkah 3. Setarakan persamaan aljabar diatas
N: 1 = b
Cl: 1 = 2d
⇔ d = ½
Ca: a = d
⇔ a = ½
O: a = c
⇔ c = ½
Langkah 4. Tuliskan reaksi kimia dan sertakan koefisien yang diperoleh
Tuliskan koefisien sementara ke dalam pada persamaan reaksi.
½CaO(s) + 1NH₄Cl(s) → 1NH₃(g) + ½H₂O(g) + ½CaCl₂(s)
Koefisien bernilai pecahan harus diubah menjadi bilangan bulat dengan cara semua koefisien dikalikan dua sehingga persamaan reaksi menjadi:
CaO(s) + 2NH₄Cl(s) → 2NH₃(g) + H₂O(g) + CaCl₂(s)
Langkah 5. Periksa kembali jumlah atom pada ruasa kiri dan ruas kanan
Ruas kiri
Ca = 1
O = 1
N = 2(1) = 2
H = 2(4) = 8
Cl = 2(1) = 2
Ruas kanan
Ca = 1
O = 1
N = 2(1) = 2
H = 2(3) + 1(2) = 8
Cl = 1(2) = 2
Berarti persamaan reaksi diatas telah setara.
Dengan demikian, kita bisa menyetarakan reaksi kimia dengan memperhatikan jumlah atom pada kedua ruas dengan melibatkan indeks dan keofisien reaksi dari reaktan dan produk.
Semoga bermanfaat.