RINGKASAN MATERI A. MATERI DAN PERUBAHANNYA 1. Materi Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruangan.. Materi dapat berbentuk gas, cair, dan padat. Contoh: udara, kapur, meja. Kimia mempelajari komposisi, struktur dan sifat dari materi, serta perubahan kimia yang terjadi dari materi satu ke yang lainnya. Contoh: kayu terbakar menjadi arang. Penyusun materi Materi dapat tersusun dari substansi murni atau tunggal yang terdiri dari satu unsur atau beberapa unsur yang membentuk suatu senyawa. Materi juga dapat tersusun dari senyawa campuran, yang tercampur secara homogen atau heterogen. Skema klasifikasi materi Substansi murni : Materi yang mempunyai sifat dan komposisi tertentu. a. Unsur : Substansi murni yang tidak dapat dipisahkan menjadi sesuatu yang 1 | Page
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
RINGKASAN MATERI
A. MATERI DAN PERUBAHANNYA
1. Materi
Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruangan..
Materi dapat berbentuk gas, cair, dan padat.
Contoh: udara, kapur, meja.
Kimia mempelajari komposisi, struktur dan sifat dari materi, serta perubahan
kimia yang terjadi dari materi satu ke yang lainnya. Contoh: kayu terbakar
menjadi arang.
Penyusun materi
Materi dapat tersusun dari substansi murni atau tunggal yang terdiri dari satu
unsur atau beberapa unsur yang membentuk suatu senyawa. Materi juga
dapat tersusun dari senyawa campuran, yang tercampur secara homogen atau
heterogen.
Skema klasifikasi materi
Substansi murni :
Materi yang mempunyai sifat dan komposisi tertentu.
a. Unsur :
Substansi murni yang tidak dapat dipisahkan menjadi sesuatu yang
lebih sederhana, baik secara fisika maupun kimia, mengandung satu jenis
atom.
Contoh: Nitrogen, oksigen.
b. Senyawa :
Terbentuk dari ikatan antara atom penyusunnya, dan dapat dipisahkan
secara kimia menjadi unsur penyusunnya.
Contoh: air (H2O), gula (C6H12O6).
c. Campuran :
Materi yang tersusun dari beberapa substansi murni, mempunyai sifat
dan komposisi yang bervariasi.
1 | P a g e
Contoh: gula + air menghasilkan larutan gula, mempunyai sifat manis yang
tergantung pada komposisinya.
d. Campuran homogen :
Mempunyai sifat dan komposisi yang seragam pada setiap bagian
campuran, tidak dapat dibedakan dengan melihat langsung.
Contoh: garam dapur dan air.
e. Campuran heterogen :
Mempunyai sifat dan komposisi yang bervariasi pada setiap bagian
campuran, dapat dibedakan dengan melihat langsung (secara fisik
terpisah).
Contoh: gula dan pasir.
B. HUKUM DASAR KIMIA DAN STOIKIOMETRI
1. Massa Atom Relatif ( Ar )
Massa Atom Relatif ( Ar ) X =
Massa1atom X112massaatomC−12
Jika suatu unsur memiliki beberapa isotop, maka massa atom Relatif nya jumlah
dari rata-rata isotopnya.
Contoh :
unsur karbon ada 2 isotop yaitu C-12 ( 98,9 % ) dan C-13 ( 1,1 % ). Maka
Ar C = ( 98,9% x 12 ) + ( 1,1 % x 13 ) = 12,011.
2. Massa Molekul Relatif ( Mr )
Adalah jumlah semua massa atom relatif penyusunnya.
Contoh :
Jika Ar S = 32 , O = 16 dan K = 39 Maka
Mr K2SO4 = ( 2 x Ar K ) + ( 1 x Ar S ) + ( 4 x Ar O )
= ( 2 x 39 ) + ( 32 ) + ( 4 x 16 )
= 174.
3. Hukum Proust
“Perbandingan massa atom yang menyusun suatu senyawa selalu tetap”
Contoh :
Dalam senyawa H2O , perbandingan massa H : O = 2 : 16
( Ar H = 1 , O = 16 )
4. Hukum Dalton
Bila atom-atom dapat membentuk dua macam senyawa ( lebih ), salah satu
atomnya disamakan massanya, maka perbandingan massa atom lain
penyusunnya merupakan bilangan sederhana “
Contoh :
unsur N dan O dapat membentuk 3 macam senyawa yaitu NO , N2O dan NO2.
Perbandingan massa atom N dan O pada ketiga senyawa tsb adalah :
2 | P a g e
NO = 14 : 16
N2O = 28 : 16
NO2 = 14 : 32
Jika pada ketiga senyawa digunakan massa N yang sama = 7 gr, maka massa
O pada ketiga senyawa memiliki perbandingan sederhana sbb :
NO = 7 : 8 gr
N2O = 7 : 4 gr Perbandingan O = 8 : 4 : 16 ( atau 2 : 1 : 4 )
NO2 = 7 : 16 gr .
5. Konsep Mol
1 Mol adalah satuan kuantitatif yang berarti sejumlah 6,02 x1023 partikel.
1 mol C = 6,02 x 1023 atom C
1 mol NaCL = 6,02 x 1023 molekul NaCl.
Mol (n) = Jumlah Partikel
6,02.1023
Mol (n) = Massa(gr )MRatau AR
6. Hukum Gay Lusacc
Bila berupa gas , pada keadaan standard ( P = 1 atm , T = 0 oC ), 1 mol gas
mengikuti persamaan:
P.V = n.R.T
1 atm x V = 1 x 0,082 L atm/mol oK x 273 oK
V = 22,4 L
sehingga
Mol = VolumeGas(STP)
22,4 L
C. SISTEM PERIODIK DAN STRUKTUR ATOM
1. Perkembangan sistem periodik unsur
a. Pengelompokan atas dasar Logam dan Non Logam
Dikemukakan oleh Lavoisier
Pengelompokan ini masih sangat sederhana, sebab antara unsur-
unsur logam sendiri masih terdapat banyak perbedaan.
b. Hukum Triade Dobereiner
Dikemukakan oleh Johan Wolfgang Dobereiner.
Unsur-unsur dikelompokkan ke dalam kelompok tiga unsur yang
disebut Triade.
Dasar : kemiripan sifat fisika dan kimia dari unsur-unsur tersebut.
Jenis Triade :
1) Triade Litium (Li), Natrium (Na) dan Kalium (K)
3 | P a g e
Massa Atom Na (Ar Na) =
6,90+39,102 = 23,00
2) Triade Kalsium ( Ca ), Stronsium ( Sr ) dan Barium ( Ba )
3) Triade Klor ( Cl ), Brom ( Br ) dan Iod ( I )
c. Hukum Oktaf Newlands
Dikemukakan oleh John Newlands.
Unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan kenaikan massa atom
relatif (Ar).
Unsur ke-8 memiliki sifat kimia mirip dengan unsur pertama; unsur ke-
9 memiliki sifat yang mirip dengan unsur ke-2 dst.
Sifat-sifat unsur yang ditemukan berkala atau periodik setelah 8 unsur
disebut Hukum Oktaf.
H Li Be B C N OF Na Mg Al Si P SCl K Ca Cr Ti Mn Fe
Berdasarkan Daftar Oktaf Newlands di atas; unsur H, F dan Cl
mempunyai kemiripan sifat, juga unsur Li, Na dan K dst.
d. Sistem Periodik Mendeleev (Sistem Periodik Pendek)
Dua ahli kimia, Lothar Meyer dan Ivanovich Mendeleev, berdasarkan
pada prinsip dari Newlands, melakukan penggolongan unsur.
Lothar Meyer lebih mengutamakan sifat-sifat kimia unsur
sedangkan Mendeleev lebih mengutamakan kenaikan massa atom.
Menurut Mendeleev : sifat-sifat unsur adalah fungsi periodik dari
massa atom relatifnya. Artinya : jika unsur-unsur disusun menurut
kenaikan massa atom relatifnya, maka sifat tertentu akan berulang
secara periodik.
Unsur-unsur yang memiliki sifat-sifat serupa ditempatkan pada satu
lajur tegak, disebut Golongan.
Sedangkan lajur horizontal, untuk unsur-unsur berdasarkan pada
kenaikan massa atom relatifnya dan disebut Periode.
e. Sistem Periodik Modern (Sistem Periodik Panjang)
Dikemukakan oleh Henry G Moseley, yang berpendapat bahwa sifat-
sifat unsur merupakan fungsi periodik dari nomor atomnya.
Artinya : sifat dasar suatu unsur ditentukan oleh nomor atomnya
bukan oleh massa atom relatifnya (Ar).
2. Periode Dan Golongan Dalam SPU Modern
a. Periode
4 | P a g e
Unsur Massa Atom Wujud
Li 6,90 Padat
Na 22,99 Padat
K 39,10 Padat
Adalah lajur horizontal pada tabel periodik.
SPU Modern terdiri atas 7 periode. Tiap-tiap periode menyatakan
jumlah / banyaknya kulit atom unsur-unsur yang menempati periode-
periode tersebut.
Jadi :
Jumlah unsur pada setiap periode :
Periode Jumlah Unsur Nomor Atom ( Z )
1 2 1 – 2
2 8 3 – 10
3 8 11 – 18
4 18 19 – 36
5 18 37 – 54
6 32 55 – 86
7 32 87 – 118
Catatan :
1) Periode 1, 2 dan 3 disebut periode pendek karena berisi relatif
sedikit unsur
2) Periode 4, 5 DAN 6 disebut periode panjang
3) Periode 7 disebut periode belum lengkap karena belum sampai
ke golongan VIII A.
4) Untuk mengetahui nomor periode suatu unsur berdasarkan
nomor atomnya, hanya perlu mengetahui nomor atom unsur
yang memulai setiap periode
Unsur-unsur yang memiliki 1 kulit (kulit K saja) terletak pada periode 1
(baris 1), unsur-unsur yang memiliki 2 kulit (kulit K dan L) terletak
pada periode ke-2 dst.
Contoh :
8O = 2 , 8 periode ke-2
13Al = 2 , 8 , 3 periode ke-3
31Ga = 2 , 8 , 18 , 3 periode ke-4
b. Golongan
Sistem periodik terdiri atas 18 kolom vertikal yang disebut golongan
Ada 2 cara penamaan golongan :
1) Sistem 8 golongan
Menurut cara ini, sistem periodik dibagi menjadi 8 golongan yaitu
golongan utama (golongan A) dan 8 golongan transisi
(golongan B).
5 | P a g e
Nomor Periode = Jumlah
2) Sistem 18 golongan
Menurut cara ini, sistem periodik dibagi menjadi 18 golongan
yaitu golongan 1 sampai 18, dimulai dari kolom paling kiri.
Unsur-unsur yang mempunyai elektron valensi sama ditempatkan
pada golongan yang sama.
Untuk unsur-unsur golongan A sesuai dengan letaknya dalam
sistem periodik :
Unsur-unsur golongan A mempunyai nama lain yaitu :
1) Golongan IA = golongan Alkali
2) Golongan IIA = golongan Alkali Tanah
3) Golongan IIIA = golongan Boron
4) Golongan IVA = golongan Karbon
5) Golongan VA = golongan Nitrogen
6) Golongan VIA = golongan Oksigen
7) Golongan VIIA = golongan Halogen
8) Golongan VIIIA = golongan Gas Mulia
3. Sifat-Sifat Periodik Unsur
Meliputi :
a. Jari-Jari Atom
1) Adalah jarak dari inti atom sampai ke elektron di kulit terluar.
2) Besarnya jari-jari atom dipengaruhi oleh besarnya nomor atom unsur
tersebut.
3) Semakin besar nomor atom unsur-unsur segolongan, semakin
banyak pula jumlah kulit elektronnya, sehingga semakin besar pula jari-
jari atomnya.
Jadi : dalam satu golongan (dari atas ke bawah), jari-jari atomnya
semakin besar.
4) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), nomor atomnya bertambah
yang berarti semakin bertambahnya muatan inti, sedangkan jumlah
kulit elektronnya tetap. Akibatnya tarikan inti terhadap elektron terluar
makin besar pula, sehingga menyebabkan semakin kecilnya jari-jari
atom.
Jadi : dalam satu periode (dari kiri ke kanan), jari-jari atomnya
semakin kecil.
b. Jari-Jari Ion
1) Ion mempunyai jari-jari yang berbeda secara nyata (signifikan) jika
dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya.
6 | P a g e
Nomor Golongan = Jumlah Elektron
2) Ion bermuatan positif (kation) mempunyai jari-jari yang lebih kecil,
sedangkan ion bermuatan negatif (anion) mempunyai jari-jari yang lebih
besar jika dibandingkan dengan jari-jari atom netralnya.
c. Energi Ionisasi
1) Adalah energi minimum yang diperlukan oleh atom netral dalam wujud
gas untuk melepaskan satu elektron sehingga membentuk ion
bermuatan +1.
2) Jika atom tersebut melepaskan elektronnya yang ke-2 maka akan
diperlukan energi yang lebih besar disebut energi ionisasi kedua, dst.
EI 1 < EI 2 < EI 3 dst
3) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), EI semakin kecil karena
jari-jari atom bertambah sehingga gaya tarik inti terhadap elektron
terluar semakin kecil. Akibatnya elektron terluar semakin mudah untuk
dilepaskan.
4) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), EI semakin besar karena
jari-jari atom semakin kecil sehingga gaya tarik inti terhadap elektron
terluar semakin besar/kuat. Akibatnya elektron terluar semakin sulit
untuk dilepaskan.
d. Afinitas Elektron
Adalah energi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral dalam wujud
gas apabila menerima sebuah elektron untuk membentuk ion negatif
(anion).
Beberapa hal yang harus diperhatikan :
1) Penyerapan elektron ada yang disertai pelepasan energi maupun
penyerapan energi.
2) Jika penyerapan elektron disertai pelepasan energi, maka harga
afinitas elektronnya dinyatakan dengan tanda negatif.
3) Jika penyerapan elektron disertai penyerapan energi, maka harga
afinitas elektronnya dinyatakan dengan tanda positif.
4) Unsur yang mempunyai harga afinitas elektron bertanda negatif,
mempunyai daya tarik elektron yang lebih besar dari pada unsur
yang mempunyai harga afinitas elektron bertanda positif. Atau
semakin negatif harga afinitas elektron suatu unsur, semakin
besar kecenderungan unsur tersebut untuk menarik elektron
membentuk ion negatif (anion).
5) Semakin negatif harga afinitas elektron, semakin mudah atom
tersebut menerima/menarik elektron dan semakin reaktif pula
unsurnya.
6) Afinitas elektron bukanlah kebalikan dari energi ionisasi.
7 | P a g e
7) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga afinitas
elektronnya semakin kecil.
8) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga afinitas elektronnya
semakin besar.
9) Unsur golongan utama memiliki afinitas elektron bertanda negatif,
kecuali golongan IIA dan VIIIA.
10) Afinitas elektron terbesar dimiliki golongan VIIA ( halogen ).
e. Keelektronegatifan
1) Adalah kemampuan suatu unsur untuk menarik elektron dalam
molekul suatu senyawa (dalam ikatannya).
2) Diukur dengan menggunakan skala Pauling yang besarnya antara
0,7 (keelektronegatifan Cs) sampai 4 (keelektronegatifan F).
3) Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan besar,
cenderung menerima elektron dan akan membentuk ion negatif
(anion).
4) Unsur yang mempunyai harga keelektronegatifan kecil, cenderung
melepaskan elektron dan akan membentuk ion positif (kation).
5) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), harga
keelektronegatifan semakin kecil.
6) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), harga keelektronegatifan
semakin besar.
f. Sifat Logam dan Non Logam
1) Sifat logam dikaitkan dengan keelektropositifan, yaitu
kecenderungan atom untuk melepaskan elektron membentuk kation.
2) Sifat logam bergantung pada besarnya energi ionisasi ( EI ).
3) Makin besar harga EI, makin sulit bagi atom untuk melepaskan
elektron dan makin berkurang sifat logamnya.
4) Sifat non logam dikaitkan dengan keelektronegatifan, yaitu
kecenderungan atom untuk menarik elektron.
5) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), sifat logam berkurang
sedangkan sifat non logam bertambah.
6) Dalam satu golongan (dari atas ke bawah), sifat logam bertambah
sedangkan sifat non logam berkurang.
7) Unsur logam terletak pada bagian kiri-bawah dalam sistem periodik
unsur, sedangkan unsur non logam terletak pada bagian kanan-
atas.
8) Unsur yang paling bersifat non logam adalah unsur-unsur yang
terletak pada golongan VIIA, bukan golongan VIIIA.
9) Unsur-unsur yang terletak pada daerah peralihan antara unsur logam
dengan non logam disebut unsur Metaloid ( = unsur yang
8 | P a g e
mempunyai sifat logam dan sekaligus non logam ). Misalnya : silikon
dan boron.
1) AKereaktifan bergantung pada kecenderungan unsur untuk
melepas atau menarik elektron.
2) Unsur logam yang paling reaktif adalah golongan IA (logam alkali).
3) Unsur non logam yang paling reaktif adalah golongan VIIA
(halogen).
4) Dalam satu periode (dari kiri ke kanan), mula-mula kereaktifan
menurun, kemudian semakin bertambah hingga golongan VIIA.
5) Golongan VIIIA merupakan unsur yang paling tidak reaktif.
4. Struktur Atom
Lambang nuklida ditulis dengan :
XAZ
A = no atom, menunjukan jumlah proton
Z = no massa, menunjukkan jumlah proton dan neutron
X = Lambang atom
Jumlah Neutron = Z - A
5. Bilangan Kuantum
Melalui persamaan Schrodinger, distribusi elektron di dalam atom dapat
ditunjukkan melalui seperangkat bilangan kuantum. Dalam mekanika
kuantum, tiga bilangan kuantum digunakan untuk menentukan distribusi
elektron di dalam atom, sedangkan bilangan kuantum ke-4 digunakan untuk
menunjukkan rotasi (spin) elektron di dalam atom. Keempat bilangan kuantum
yang digunakan adalah sebagai berikut:
a. Bilangan kuantum utama (n) → menunjukan nomor kulit kulit
Memiliki harga n = 1,2,3,4,…
Menjelaskan tingkat energi orbital dan ukuran orbital
n = 1 (kulit K); n = 2 (kulit L), n = 3 (kulit M); n = 4 (kulit N); …
b. Bilangan kuantum azimuth atau angular momentum (l) → subkulit
Memiliki harga l = 0,1,2,…,(n-1)
Menjelaskan bentuk orbital
l = 0 (subkulit s); l = 1 (subkulit p); l = 2 (subkulit d); l = 3 (subkulit f);…
n = 1,maka l = 0
n = 2, maka l = 0 dan 1
n = 3, maka l = 0, 1, dan 2
n = 4, maka l = 0, 1,2, dan 3
Jumlah subkulit yang terdapat pada kulit ke-n adalah n subkulit
9 | P a g e
c. Bilangan kuantum magnetik (ml) → orbital
Memiliki harga ml = -l, (-l + 1),…, 0,…, (+l +1), +l
Menjelaskan orientasi elektron (letak elektron dalam orbital)
l = 0, maka ml = 0 (1 orbital)
l = 1, maka ml = -1, 0, dan +1 (3 orbital)
l = 2, maka ml = -2, -1, 0, +1, dan +2 (5 orbital)
l = 3, maka ml = -3, -2, -1, 0, +1, +2, dan +3 (7 orbital)
Untuk tiap nilai l, akan terdapat (2l + 1) orbital
d. Bilangan kuantum spin (s) → rotasi elektron
Memiliki harga s = + ½ atau s = - ½
Menjelaskan spin elektron dalam orbital
Masing-masing orbital maksimum hanya dapat ditempati oleh dua elektron
dengan spin yang berlawanan (Azas Larangan Pauli)
6. Aturan Aufbau
Elektron akan mulai mengisi dari tingkat energi terendah yang kosong terlebih
dahulu menuju tingkat energi yang lebih tinggi. Urutan pengisian elektron
Bila terdapat lebih dari satu orbital pada tingkat energi tertentu (seperti 3p atau
4d), hanya satu elektron yang akan mengisi tiap orbital sampai setiap orbital
terisi oleh satu elektron; kemudian elektron akan mulai membentuk pasangan
pada setiap orbital.
8. Azas Larangan Pauli
Tidak ada dua elektron yang memiliki keempat bilangan kuantum sama dalam
orbital yang sama. Artinya, apabila dua elektron memiliki nilai n, l, dan ml yang
sama ( berada dalam orbital yang sama), maka nilai s kedua elektron harus
berbeda.
Contoh :
8O : 1s2 2s2 2p4
8O2- : 1s2 2s2 2p6
15P : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
15P3- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
26Fe2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
Blok S : unsur dengan elektron terakhir pada subkulit sBlok P : unsur dengan elektron terakhir pada subkulit pBlok D : unsur dengan elektron terakhir pada subkulit dBlok F : unsur dengan elektron terakhir pada subkulit f
Konfigurasi elektron dapat digunakan untuk menentukan letak suatu unsur dalam tabel periodik.. Berikut adalah tabel mengenai golongan unsur dalam tabel periodik:
Golongan Utama (A) Golongan Transisi (B)
IA ns1 IIIB ns2 (n-1)d1
IIA ns2 (kecuali He) IVB ns2 (n-1)d2
IIIA ns2 np1 VB ns2 (n-1)d3
IVA ns2 np2 VIB ns1 (n-1)d5
VA ns2 np3 VIIB ns2 (n-1)d5
VIA ns2 np4 VIIIB ns2 (n-1)d6,7,8
VIIA ns2 np5 IB ns1 (n-1)d10
VIIIA ns2 np6 IIB ns2 (n-1)d10
contoh penentuan golongan dan periode unsur dalam tabel periodik:
20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
Kulit valensi : 4s2
Periode 4/ Golongan IIA
D. IKATAN KIMIA
Adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul dengan cara sebagai
berikut :
1. Atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang lain menerima
elektron.
2. Penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom.
3. Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agar terjadi pencapaian kestabilan
suatu unsur.
4. Elektron yang berperan pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi
dari suatu atom/unsur yang terlibat.
5. Salah 1 petunjuk dalam pembentukan ikatan kimia adalah adanya 1 golongan
unsur yang stabil yaitu golongan VIIIA atau golongan 18 (gas mulia).
6. Maka, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom akan membentuk konfigurasi
elektron seperti pada unsur gas mulia.
7. Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak 8 (oktet) atau 2 (duplet,
8. Kecenderungan unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama
seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet.
1. Ikatan Ion (elektrovalen)
a. Terjadi jika atom unsur yang memiliki energi ionisasi kecil/rendah melepaskan
elektron valensinya (membentuk kation) dan atom unsur lain yang mempunyai
afinitas elektron besar/tinggi menangkap/menerima elektron tersebut
(membentuk anion).
b. Kedua ion tersebut kemudian saling berikatan dengan gaya elektrostatis.
c. Unsur yang cenderung melepaskan elektron adalah unsur logam sedangkan
unsur yang cenderung menerima elektron adalah unsur non logam.
Contoh :
Ikatan antara 11Na dengan 17Cl
Konfigurasi elektronnya :
11Na = 2, 8, 1
17Cl = 2, 8, 7
Na Na+ + e-
(2,8,1) (2,8)
Cl + e- Cl-
(2,8,7) (2,8,8)
( Na+ )⋯ ¿¿
Antara ion Na+ dengan Cl- terjadi gaya tarik-menarik elektrostatis sehingga terbentuk
senyawa ion NaCl.
Senyawa yang mempunyai ikatan ion antara lain :
1) Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan halogen (VIIA)
Contoh : NaF, KI, CsCl
2) Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan oksigen (VIA)
Contoh : Na2S, Rb2S,Na2O
3) Golongan alkali tanah (IIA) dengan golongan oksigen (VIA)
Contoh : CaO, BaO, MgS
Sifat umum senyawa ionik :
13 | P a g e
1) Titik didih dan titik lelehnya tinggi.
2) Keras, tetapi mudah patah.
3) Penghantar panas yang baik.
4) Lelehan maupun larutannya dapat menghantarkan listrik (elektrolit).
5) Larut dalam air.
6) Tidak larut dalam pelarut/senyawa organik (misal : alkohol, eter, benzena).
2. Ikatan Kovalen
a. Adalah ikatan yang terjadi karena pemakaian pasangan elektron secara
bersama oleh 2 atom yang berikatan.
b. Ikatan kovalen terjadi akibat ketidakmampuan salah 1 atom yang akan
berikatan untuk melepaskan elektron (terjadi pada atom-atom non logam).
c. Ikatan kovalen terbentuk dari atom-atom unsur yang memiliki afinitas elektron
tinggi serta beda keelektronegatifannya lebih kecil dibandingkan ikatan ion.
d. Atom non logam cenderung untuk menerima elektron sehingga jika tiap-tiap
atom non logam berikatan maka ikatan yang terbentuk dapat dilakukan dengan
cara persekutuan elektronnya dan akhirnya terbentuk pasangan elektron yang
dipakai secara bersama.
e. Pembentukan ikatan kovalen dengan cara pemakaian bersama pasangan
elektron tersebut harus sesuai dengan konfigurasi elektron pada unsur gas
mulia yaitu 8 elektron (kecuali He berjumlah 2 elektron).
Contoh ikatan kovalen
H ⋅¿ +¿ ¿ F ¿¿
¿∗¿¿∗¿ → H ¿
¿
F ¿
¿
¿∗¿¿∗¿
¿ ¿
¿ ¿¿¿
Rumus struktur = H-F
3. Ikatan Logam
a. Adalah ikatan yang terbentuk akibat adanya gaya tarik-menarik yang terjadi
antara muatan positif dari ion-ion logam dengan muatan negatif dari elektron-
elektron yang bebas bergerak.
b. Atom-atom logam dapat diibaratkan seperti bola pingpong yang terjejal rapat 1
sama lain.
c. Maka dari itu kulit terluar atom logam relatif longgar (terdapat banyak tempat
kosong) sehingga elektron dapat berpindah dari 1 atom ke atom lain.
d. Mobilitas elektron dalam logam sedemikian bebas, sehingga elektron valensi
logam mengalami delokalisasi yaitu suatu keadaan dimana elektron valensi
tersebut tidak tetap posisinya pada 1 atom, tetapi senantiasa berpindah-pindah
dari 1 atom ke atom lain.
14 | P a g e
Gambar Ikatan Logam
4. Polarisasi Ikatan Kovalen
a. Suatu ikatan kovalen disebut polar, jika pasangan elektron ikatan (PEI) tertarik
lebih kuat ke salah 1 atom.
Contoh :
Molekul HCl
b. Meskipun atom H dan Cl sama-sama menarik pasangan elektron, tetapi
keelektronegatifan Cl lebih besar daripada atom H.
δ+ δ-
c. Jadi, kepolaran suatu ikatan kovalen disebabkan oleh adanya perbedaan
keelektronegatifan antara atom-atom yang berikatan.
.Perbedaan antara Senyawa Ion dengan Senyawa Kovalen
No Sifat Senyawa Ion Senyawa Kovalen
1 Titik didih Tinggi Rendah
2 Titik leleh Tinggi Rendah
3 Wujud Padat pada suhu kamar Padat,cair,gas pada suhu kamar
4 Daya hantar listrik
Padat = isolator
Lelehan = konduktor
Larutan = konduktor
Padat = isolator
Lelehan = isolator
Larutan = ada yang konduktor
5 Kelarutan dalam air Umumnya larut Umumnya tidak larut
6Kelarutan dalam trikloroetana (CHCl3)
Tidak larut Larut
15 | P a g e
E. LARUTAN
1. Larutan Dan Sifat-sifatnya
Larutan adalah campuran homogen antara dua zat atau lebih.
Komponen larutan :
a. Pelarut (solvent), jumlahnya banyak.
b. Zat larut (solute), jumlahnya sedikit
2. Satuan Konsentrasi
a. Prosentase (%)
Adanya jumlah gram zat terlarut dalam setiap 100 gram larutan.
b. Fraksi mol (X)
Adalah perbandingan jumlah mol suatu zat dalam larutan tehadap jumlah
mol seluruh zat dalam larutan.
Xa =na
na+nbna = mol zat a
nb = mol zat b
c. Molalitas (m)
Adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap 1000 gram pelarut.
m = mMR
1000p
m = molalitas
m = massa zat terlarut
MR = massa molekul relative
p = massa pelarut dalam gram
d. Normalitas (N)
Adalah jumlah gram ekivalen zat terlarut dalam tiap liter larutan.
3. Pengenceran Larutan
Pada pengenceran larutan berlaku rumus :
V1M1 = V2M2
Keterangan:
V1 = Volume sebelum pengenceran
M1 = Konsentrasi sebelum pengenceran
V2 = Volume setelah pengenceran
M2 = Konsentrasi setelah pengenceran
Untuk mencari konsentrasi campuran berlaku rumus :
V1M1 + V2M2 = V3M3
Keterangan:
V3 = Volume campuran (V1 + V2)
M3 = Konsentrasi campuran
16 | P a g e
4. Larutan Elektrolit
Larutan yang terdiri dari zat-zat yang dilarutkan ke dalam air akan terionisasi,
maka larutan elektrolit mempunyai sifat dapat menghantar listrik. Zat-zat yang
tergolong elektrolit adalah : Asam, basa, dan garam.
a. Elektrolit kuat
Sifat-sifat : Sifat-sifat :
1) Dalam air terironisasi sempurna
2) α = 1
3) Daya listrik kuat
4) Reaksi berkesudahan
5) Tidak punya Ka atau Kb
b. Elektrolit lemah
1) Dalam air terironisasi
2) 0 < α < 1
3) daya hantar listrik lemah
4) sebagai reaksi keseimbangan
5) asam lemah punya harga Ka, basa lemah punya harga Kb
Contoh:
a) asam :
(1) HF
(2) CH3COOOH,H2CO3,H3PO4,HCN
b) Basa :
(1) NH4OH, Al(OH)3, Fe(OH)3
(2) Sr(OH)2 Ba(OH)2
c) garam: hampir semua garam rangkap
5. Sifat Koligatif Larutan
Sifat ini tidak tergantung pada jenis zat terlarut, tetapi hanya tergantung pada
konsentrasi zat terlarut.
Yang tergolong sifat koligatif yaitu :
a. Penurunan tekanan uap (ΔP).
b. Kenaikan titik didih (ΔTb).
c. Penurunan titik beku (ΔTf)
d. Tekanan Osmose (π)
1) Penurunan Tekanan Uap (ΔP )
Menurut Rault : tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap jenuh
pelarut murninya dikalikan dengan fraksi mol pelarutnya.
Dirumuskan :
ΔP = Xa Po
Keterangan:
17 | P a g e
ΔP = Penurunan tekanan uap larutan
Xa = Fraksi mol zat terlarut
Po = Tekanan uap pelarut
2) Kenaikan titk didih (ΔTb )
Menurut Rault : Kenaikan titik didih larutan sebanding dengan jumlah mol
zat terlarut.
ΔTb = m . Kb
Keterangan:
ΔTb = kenaikan titik didih larutan
m = molalitas larutan
Kb = konstanta kenaikan titik didih molekuler
3) Penurunan Titik Beku (ΔTf )
Menurut Rault : Penurunan titik beku larutan sebanding dengan jumlah mol
zat terlarut.
ΔTf = m . Kf
Keterangan:
ΔTf = penurunan titik didih larutan
m = molalitas larutan
Kf = konstanta penurunan titik didih molekuler
4) Tekanan Osmose ( π )
Tekanan Osmose adalah bergeraknya molekul pelarut ke arah larutan
melalui dinding semi permiabel yang diakibatkan oleh perbedaan tekanan
antara pelarut dengan zat terlarut
Dirumuskan ;
π = M . R . T
Keterangan:
π = tekanan Osmose
M = konsentrasi
R = tetapan = 0,082 lt atm/mol K
T = Suhu (K)
5) Sifat Koligatif larutan Elektrolit
Senyawa elektrolit (asam, basa,garam) dalam air terurai menjadi ion-
ionnya, maka jumlah partikel dalam larutan akan menjadi lebih besar
dibanding zat non elektrolit karena sifat koligatif ditentukan oleh jumlah
(konsentrasi) zat terlarut, maka dengan teorinya zat elektrolit menyebabkan
sifat koligatifnya mengalami penyimpangan. Mudah tidaknya zat elektrolit
terionisasi ditentukan oleh derajad ionisasi ( α ).
Harga : { 1 + (n-1) a } disebut faktor Van' Hoff.
Sehingga rumus untuk kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan
tekanan osmose untuk zat elektrolit adalah :
ΔTb = m Kb { 1 + (n-1) α }
ΔTf = m Kf { 1 + (n-1) α }
π = M R T { 1 + (n-1) α } ; n : banyaknya ion yang terjadi tiap molekul
18 | P a g e
6. Derajad Keasaman (pH)
Untuk menentukan asam digunakan istilah derajad kesamaan (pH).
Dirumuskan : pH = - log [H+]
pOH = - log [OH-]
Menurut penelitian, air H2O bersifat eletkrolit lemah yang dapat terionisasi
menghasilkan ion H+ dan ion OH-
H2O ======= H+ + OH-
pH + pOH = pKw
pH + pOH = 14
a) Asam Kuat
Asam kuat dalam air terionisasi sempurna membentuk ion H+ dan ion
sisa asamnya
HX H+ + X-
Harga pH langsung dicari dari konsentrasi ion H+ dalam larutan :
pH = - log [ H+ ]
b) Basa Kuat
Basa kuat dalam air terionisasi sempurna membentuk ion positif (dari
logamnya) dan ion OH-
M OH M+ + OH-
Harga pH dicari dari konsentrasi OH- dalam larutan sehingga diperoleh :
pOH = - log [OH-]
pH = 14 - pOH
c) Asam Lemah
Asam lemah dalam air terionisasi sebagian, sehingga :
1) membentuk kesetimbangan
2) mempunyai harga Ka
3) α kecil
Rumus-rumus untuk asam lemah dan basa lemah
H+ = √KaM a OH- = √KbM b
Keterangan :
Ka = tetapan kesetimbangan asam
Kb = tetapan kesetimbangan basa
Ma = konsentrasi asam
Mb = konsentrasi basa
19 | P a g e
Catatan :
pH larutan < 7 : larutan bersifat asam
pH larutan < 7 : larutan bersifat basa
pH larutan = 7 : larutan bersifat netral
7. Hidrolisis
Adalah peruraian garam oleh air. Garam yang mengalami hidrolisis adalah
garam yang terbentuk dari :
a) Asam Lemah + Basa Kuat, tepat bereaksi (tidak ada sisa asam lemah
atau sisa basa kuatnya).
Rumus-rumus mencapai pH :
pH = 12
pKw +12
pKa + 12
log [garam]
b) Asam Kuat + basa lemah , tepat bereaksi (tidak ada sisa asam kuat atau
sisa asam lemahnya)
Rumus mencari pH :
pH = 12 pKw +
12 pKb +
12 log (garam)
c) Asam lemah + basa lemah , tepat bereaksi (tidak ada sisa asam lemah
atau basa lemah)
Rumus mencari pH :
pH = 12 pKw +
12 pKa -
12
pKb (hidrolisis total)
Jika
Ka < Kb pH > 7
Ka > Kb pH < 7
Ka = Kb pH = 7
8. Larutan Buffer
Disebut juga larutan penyangga / larutan datar.
Sifat: mempunyai pH tetap, tidak terpengaruh oleh pengenceran maupun
penambahan asam atau basa.
Larutan buffer terbentuk apabila :
a) Larutan mengandung campuran asam lemah dengan garamnya
Contoh:
CH3COOH dengan CH3COONa
Rumus pH:
H+ = Ka [Asam ]
[Garam ]b) Larutan mengandung campuran basa lemah dengan garamnya .
Contoh:
NH4OH dengan NH4Cl
Rumus pOH:
OH- = Kb [Basa ]
[Garam ]
20 | P a g e
9. Teori Asam Basa
a) Teori Arhenius
Asam adalah zat yang dalam pelarut air menghasilkan ion hodrogen (H+)
Contoh :
Hl, H2SO4, HNO3, dan sebagainya
Basa adalah zat yang dalam pelarut air menghasilkan ion hidroksil (OH-)
Contoh:
LiOH, NaOH, Ca(OH)2 ,Mg(OH)2 NH4OH dan sebagainya.
b) Teori Bronsted - Lowry
Asam adalah zat yang dapat melepaskan proton/donor proton.
Basa adalah zat yang dapat menerima proton/aseptor proton
Contoh :
H2O + NH3 ====== OH- + NH4+
Asam Basa Basa Asam
c) Teori Lewis
Asam adalah zat yang dapat menerima pasangan elektron .
Basa adalah zat yang dapat melepas pasangan elektron .
Contoh :
H3N: + BF3 H3NBF3
10. Kelarutan Dan Hasil Kali Kelarutan
Kelarutan (Solubility) adalah banyaknya mol zat yang terlarut tiap liter larutan
Zat elektrolit yang sukar larut, membentuk sistem kesetimbangan.
Misalnya AmBn adalah elektrolit, maka :
(AmBn) adalah suatu konstanta yang disebut Ksp.(hasil kali kelarutan) yaitu hasil kali
konsentrasi ion-ion zat elektrolit saat tepat jenuh.
Contoh :
CaF2(s) ===== Ca2+(aq) + 2F-
(aq)
Ksp = [Ca2+] [F-]2 (saat tepat jenuh)
Q = [Ca2+] [F-]2 ( saat tidak tepat jenuh)
Q = Hasil kali konsentrasi ion-ion
a). Jika Q > Ksp, maka larutan lewat jenuh (terjadi endapan).
b). Jika Q < Ksp, maka larutan belum jenuh (tidak terjadi endapan).
c). Jika Q = Ksp, maka larutan tepat jenuh.
Contoh :
11. Hubungan kelarutan dan Hasil Kelarutan Pengaruh Ion Sejenis
Pada kesetimbangan elektrolit yang sukar larut, jika ditambah asam, basa atau
garam yang mengandung ion sejenis dengan elektrolit tersebut, maka
kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan endapan atau akan
memperkecil kelarutan elektrolit tersebut.
Contoh :
21 | P a g e
Ke larutan AgCl paling besar jika AgCl di larutkan dalam :
a) HCl. 0,005 M
b) BaCl2 0,1 M
c) AgNO3 0,1 M
d) Air
Jawab :
Kelarutan AgCl paling besar dalam air, sebab air tidak mengandung ion sejenis.
Kelarutan AgCl paling kecil dalam larutan BaCl2 0,1 M air, sebab larutan
mengandung ion sejenis (yaitu Cl- )dengan konsentrasi terbesar yaitu [Cl+] = 0,2 M
F. REAKSI REDUKSI DAN ELEKTROKIMIA
1. Oksidasi-reduksi dan elektron
a. Reaksi kimia yang disertai perubahan bilangan oksidasi disebut reaksi-
oksidasi (redoks).
b. Setiap reaksi redoks terdiri dari setengah reaksi reduksi dan setengah
reaksi oksidasi.
c. Reduksi adalah reaksi penurunan bilangan oksidasi atau reaksi
penerimaan elektron.
d. Oksidasi adalah reaksi kenaikan bilangan oksidasi atau reaksi pelepasan
elektron
2. Macam Reaksi Kimia
Ditinjau dari perubahan bilangan oksidasi, reaksi dikelompokkkan menjadi tiga
golongan, sebagai berikut:
a. Reaksi bukan redoks
Pada reaksi bukan redoks bilangan oksidasi unsur-unsur tidak berubah.
Contoh:
CrO42- + H+ → Cr2O7
2- + H2O (+6)(-2) (+1) (+6) (-2) (+1)(-2)
b. Reaksi redoks
Pada reaksi redoks terjadi penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi
unsur-unsur yang bereaksi.
Contoh:
Cl2 + K I → K Cl + I2
(0) (+1)(-1) (+1)(-1) (0)
c. Reaksi Disproporsionasi
Pada reaksi disproporsionasi salah satu zat sekaligus mengalami
penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi.
Contoh:
Cl2 + KOH → KCl + KClO3 + H2O(0) (-1) (+5)
22 | P a g e
3. Penyetaraan RedoksSuatu reaksi redoks dikatakan setara, apabila:
a. Jumlah atom di ruas kiri sama dengan jumlah atom di ruas kanan
b. Jumlah muatan ion di ruas kiri sama dengan jumlah muatan ion di ruas
kanan.
Contoh:
5Fe2+(aq) + MnO4
-(aq) + 8H+
(aq) → 5Fe3+(aq) + Mn2+
(aq) + 4H2O(l)
Ada beberapa cara dalam penyetaraan reaksi redoks :
1) Cara PBO (Perubahan Bilangan Oksidasi)
Langkah-langkah penyelesainnya:
a) Samakan dulu jumlah atom unsur yang berubah bilangan
oksidasinya
b) Carilah unsur yang mengalami kenaikkan bilangan oksidasi
(oksidasi) dan penurunan bilangan oksidasi (reduksi).
c) Samakan kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi dengan
mengalikan faktor x.
d) Samakan muatan ion di ruas kiri dan kanan dengan cara:
Ruas yang kekurangan muatan (+) ditambah H+
(lingkungan asam), sedangkan ruas yang kekurangan
atom H ditambah H2O.
Ruas yang kekurangan muatan (-) ditambah OH-
(lingkungan basa), sedangkan ruas yang kekurangan
atom H ditambah H2O.
Contoh:
MnO4-(aq) + H2C2O4(aq) → Mn2+
(aq) + CO2(g)
Langkah penyetaraan:
(1) MnO4-(aq) + H2C2O4(aq) → Mn2+
(aq) + CO2(g)
(+7) (+3) (+2) (+4)(2) MnO4
-(aq) + H2C2O4(aq) → Mn2+
(aq) + 2CO2(g)
(+7) (2x(+3)) (+2) (2x(+4) (+7) (+6) (+2) (+8)
(turun 5) x 2 (naik 2) x 5
(3) 2MnO4-(aq) + 5H2C2O4(aq) → 2Mn2+
(aq) +10CO2(g)
(4) -2 + 0 + 6H+ = +4 + 0 (samakan muatan)
2MnO4-(aq) + 5H2C2O4(aq) + 6 H+
(aq) → 2Mn2+(aq) +10CO2(g) + 8H2O(l) (setara)
23 | P a g e
+
2) Cara setengah Reaksi
Langkah-langkah penyelesaiannya:
Tulis reaksi oksidasi-reduksi secara terpisah dan setarakan terlebih
dahulu atom yang berubah bilangan oksidasi
a) Bila lingkungan asam, maka ruas yang kurang O ditambah H2O,
sedangkan ruas lawan (yang kekurangan H) ditambah H+.
b) Bila lingkungan basa, maka ruas yang banyak O ditambah H2O,
sedangkan ruas yang kekurangan O (ruas lawan) ditambah OH-.
c) Untuk reaksi reduksi tambahkan elektron diruas kiri supaya jumlah
muatan sama.
d) Untuk reaksi oksidasi tambahkan elektron di ruas kanan supaya
muatan ion di kedua ruas sama.
e) Samakan jumlah elektron di ruas kiri dan kanan, kemudian
jumlahkan kedua reaksi.
Contoh:
Setarakan reaksi berikut :
Cr2O72-
(aq) / Cr3+(aq)// C2O4
2-(aq)/ CO2(g) (asam)
(1) Reduksi : Cr2O72-
(aq) → 2Cr3+(aq) (samakan jumlah atom Cr)
(2) Oksidasi: C2O42-
(aq) → 2CO2(g) (samakan jumlah atom C)
(3) Cr2O72-
(aq) + 14 H+(aq) → 2Cr3+
(aq) + 7H2O(l) (samakan jumlah O (+7H2O), H (+14H+)
C2O42-
(aq) → 2CO2(g) (jumlah atom telah sama)
(4) Menyamakan muatan dengan menambah elektron (e-)
Cr2O72-
(aq) + 14 H+(aq) + 6e- → 2Cr3+
(aq) + 7H2O(l) x1
C2O42-
(aq) → 2CO2(g) +2e- x3
(5) Cr2O72-
(aq) + 14H+(aq) + 6e- → 2Cr3+
(aq) + 7H2O(l)
3C2O42-(aq) → 6CO2(g) + 6e-
Cr2O72-
(aq) + 3C2O42-
(aq) + 14H+(aq) → 2Cr3+
(aq) + 6CO2(g) + 7H2O(l) (setara)
24 | P a g e
4. Sel Elektrokimia
a. Sel volta (sel galvani)
Pada sel volta atau sel Galvani reaksi redoks spontan menghasilkan
energi listrik. Dalam sel ini terjadi perubahan energi kimia menjadi
energi listrik. Pada katode (electrode positif) terjadi reaksi reduksi,
sedangkan pada anode (electrode negative) terjadi reaksi oksidasi.
Sel Volta
b. Deret Volta
1) Berdasarkan potensial reduksinya, unsur-unsur dapat disusun
menjadi suatu deret yang disebut deret Volta, sebagai berikut:
Li – K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Cd – Ni –
Co – Sn – Pb – (H) – Sb – Bi – Cu – Hg – Ag – Pt – Au.
2) Makin ke kanan, unsur-unsur dalam deret Volta, makin mudah
direduksi, makin sukar dioksidasi (kurang aktif), dan makin
bersifat oksidator
3) Perlu diingat bahwa:
a) Anoda adalah elektrode tempat terjadinya reaksi
oksidasi.
b) Katode adalah elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi.
c) Katode positif, Anode negatif (KPAN)
d) Arah gerak arus elektron adalah dari anoda menuju
katoda.
e) Arah gerak arus listrik adalah dari katoda menuju anoda.
f) Fungsi jembatan garam adalah untuk menyetimbangkan
ion-ion dalam larutan
c. Potensial Elektrode
Potensial electrode merupakan ukuran besarnya kecenderungan
suatuunsur untuk melepas atau menyerap electron. Ada dua
kemungkinan:
25 | P a g e
+
+
1) Jika potensial elektroda bertanda (+) maka electrode lebih
mudah mengalami reduksi.
2) Jika potensial elektroda bertanda (-) maka electrode lebih
mudah mengalami oksidasi.
3) Potensial reduksi (E0) adalah potensial reduksi suatu bahan
yang diukur pada uhu 25oC, [ion] 1M, dan tekanan gas 1 atm.
Dengan standar digunakan sel hidrogen dimana E0 H2 = 0,00 Volt
F2 + 2e- 2F- E0 = 2,87 Volt
artinya reduksi F2 menghasilkan Potensial 2,87 Volt
2H+ + 2e- H2 E0 = 0,00 Volt
Artinya reduksi H2 tidak menghasilkan/membutuhkan potensial
K+ + e- K E0 = -2,53 Volt
reduksi K+ membutuhkan potensial 2,53 Volt
d. Reaksi dan Potensial Sel
Reaksi sel akan berlangsung jika Esel = positif
Contoh :
Zn2+ + 2e- Zn E0 = - 0,76 Volt
Cu+ + e- Cu E0 = +0,14 Volt
Hitunglah berapakah Eosel yang dihasilkan dan tulislah notasi selnya ?
Zn Zn2+ + 2e- E = + 0,76 Volt (dibalik agar Esel positif)
2Cu+ + 2e- 2Cu E0 = +0,14 Volt (dikali 2 agar elektron sama)
2Cu+ + Zn 2Cu + Zn2+ Esel = + 0,90 Volt
Notasi sel : Zn/ Zn2+// 2Cu+/Cu Esel = + 0,90 Volt
e. Korosi
Korosi terjadi sebagai akibat dari suatu proses elektrokimia. Korosi
merupakan proses oksidasi reduksi dari logam, di mana logam yang
mengalami korosi akan bertindak sebagai anode dan zat pengotor akan
bertindak sebagai katode.
1) Reaksi perkaratan besi
Anode : (Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e-) X 3
Katode : 2H+(aq) + 2e- → H2(g)
2H2O(l) + O2(g) +4e- → 4OH- (aq)
2H+(aq) + 2H2O(l) + O2(g) + 3Fe(s) → 3Fe2+
(aq) + 4OH-(aq) + H2(g)
Ion Fe2+ yang terbentuk pada anode, selanjutnya teroksidasi
membentuk ion Fe3+, kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi,
Fe2O3. x H2O, yaitu karat besi.
26 | P a g e
Catatan :1. Reaksi dibalik harga E menghasilkan tanda sebaliknya2. Perkalian koefisien tidak merubah nilai potensial sel
2) Faktor penyebab Korosi
a) Kelembaban Udara (air dan gas O2)
b) Tingkat keasaman
c) Kontak dengan elektrolit
d) Adanya pengotor atau kontak dengan logam lain yang kurang
aktif
e) Kasar atau halusnya permukaan logam
3) Cara mencegah Korosi
a) Mengecat permukaan logam
b) Melapisi dengan logam yang lebih mulia/ kurang aktif
c) Melapisi dengan logam yang lebih aktif (mudah teroksidasi)
dikenal sebagai pelindung katode.
d) Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dan
menghubungkannya.
e) Dibuat paduan logam (alianse) seperti stainless steel (baja
tahan karat).
5. Elektrolisis
Elektrolisis adalah peristiwa penguraian zat elektrolit oleh arus listrik searah.
Dalam sel elektrolisis katode dihubungkan dengan kutub (-) sumber arus,
sedangkan anode dihubungkan dengan (+) sumber arus (KENAPA) katoda
negative anoda positif.
a. Reaksi pada katode bergantung pada jenis kation.
1) Logam (gol. IA, IIA, Al dan Mn) maka air yang tereduksi.
2H2O(l) +2e- → H2(g) +2OH-(aq)
2) Ion logam selain nomor 1, maka kation logam tersebut tereduksi.
L+x(aq) + xe- → L(s)
3) Ion H+ tereduksi membentuk H2.
2H+(aq) +2e- → H2(g)
Bila digunakan lelehan (berarti tanpa air) maka kation logam tersebut
tereduksi.
L+x(aq) + xe- → L(s)
b. Reaksi pada anode bergantung pada jenis anode dan anion. Anode di
bagi menjadi dua, yaitu:
1) Anode Inert (Pt, C, Au)
27 | P a g e
+
+
Untuk anode inert, reaksi pada anode sebagai berikut:
a) Sisa asam oksi, maka air teroksidasi
2H2O(l) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e-
b) Sisa asam ida (X-), maka X- teroksidasi
2X-(aq) → X2 + 2e-
c) Ion OH- teroksidasi:
4OH-(aq) → 2H2O(l) + O2 + 4e-
2) Anode Tak Inert
L(s) → Lx+(aq) + xe-
Contoh :
Tuliskan reaksi elektrolisis untuk :
1. Larutan CuSO4 elektroda Pt2. Larutan CuSO4 elektroda Fe
Jawab :1 CuSO4 ======= Cu2+ + SO4
2- (elektroda inert (Pt))
Katoda Cu2+ + 2e- Cu ( x 2 untuk menyamakan jumlah e-)Anoda 2H2O 4H+ + O2 + 4 e- (anion berupa sisa asam oksi)
2Cu2+ + 2H2O 2Cu + 4 H+ + O2
2 CuSO4 ======= Cu2+ + SO42- (elektroda aktif (Fe))
Katoda Cu2+ + 2e- Cu Anoda Fe Fe2+ + 2 e- (electrode Fe teroksidasi )
Cu2+ + Fe Cu + Fe2+
f. Hukum Faraday
Dalam sel elektrolisis bayaknya massa yang terbentuk pada elektrode dapat dihitung dengan hukum Faraday.
Hukum Faraday I
” Massa zat yang terbentuk pada elektrode selama elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang mengalir melalui sel elektrolisis’’.
m = massa zat hasil pada elektrode (gram)F = arus listrik (Faraday)Q = muatan listrik (coulomb)i = kuat arus listrik (ampere)t = waktu elektrolisis (detik)
28 | P a g e
Untuk logam, maka PBO = valensi logam = electron yang terlibat
”Dalam elektrolisis dengan sejumlah arus yang sama (rangkaian sel elektrolisis seri) akan dihasilkan berbagai jenis zat dengan jumlah ekivalen zat tersebut’’.
Contoh :
1. Pada elektrolisis larutan CuSO4 dengan elektroda Pt, dihasilkan endapan Cu
Sebanyak 12, 7 gram. Jika dengan listrik yang sama dialirkan pada larutan
AgNO3 Hitunglah massa Ag yang mengendap di katoda …. (Ar Cu = 63,5 Ag
= 108)
Jawab :
CuSO4 ======= Cu2+ + SO42-
Katoda : Cu+2 + 2e- → Cu (PBO = 2)
AgNO3 ======== Ag+ + NO3-
Katoda Ag+ + e- → Ag (PBO = 1)
mCu
mAg
=
Ar CuPBOCuAr AgPBO Ag
12,7mAg
=
63,521081
29 | P a g e
12,7mAg
=31,75108
mAg = 12,7 x10831,75
= 43,2 gram
G. KIMIA ORGANIK
1. Alkana
a. Rumus umum alkana CnH2n+2
b. Merupakan karbon alifatik jenuh (berantai lurus dan berikatan tunggal)
c. Tata Nama Alkana
Sebelum membahas aturan-aturan penamaan alkana, perhatikanlah nama
IUPAC dari beberapa alkana rantai lurus berikut
Aturan IUPAC untuk penamaan alkana bercabang adalah sebagai berikut:
1) Nama alkana bercabang terdiri atas dua bagian yakni:
a) Rantai induk : adalah rantai terpanjang yang menghasilkan
cabang paling banyak (jika cabang lebih dari satu)
b) Cabang : Adalah gugus diluar rantai induk
30 | P a g e
Berikut beberapa contoh penamaan cabang yang berupa alkil
c) Penamaan dimulai nomor cabang-nama cabang, nama rantai
induk
d) Cabang-cabang yang berbeda disusun sesuai urutan abjad dari
nama cabang.
31 | P a g e
3-etil-5,5-dimetiloktana
d. Kegunaan Alkana
1) Bahan bakar, misalnya elpiji atau liquefied petroleum gas (LPG),
kerosin, bensin, dan solar.
2) Pelarut, berbagai jenis hidrokarbon, seperti petroleum eter atau nafta,
digunakan sebagai pelarut dalam industri dan pencucian kering (dry
cleaning)
3) Pelumas, adalah alkana suhu tinggi (jumlah atom karbon tiap
molekulnya cukup besar, misalnya (C18H38)
4) Bahan baku untuk senyawa organik lain. Minyak bumi dan gas alam
merupakan bahan baku utama untuk sintesis berbagai senyawa
organik seperti alkohol, asam cuka, dan lain-lain
5) Bahan baku industri. Berbagai produk industri seperti plastik,
detergen, karet sintesis, minyak rambut, dan obat gosok
2. Alkena
a. Rumus umum alkana CnH2n
b. Mempunyai satu ikatan karbon rangkap dua
c. Merupakan karbon alifatik tak jenuh (rantai lurus berikatan rangkap dua)
d. Tata nama alkena
1) Nama alkena yang digunakan sebagai rantai induknya diturunkan dari
nama alkana yang memiliki atom C sama dengan mengganti akhiran -
ana menjadi –ena.
32 | P a g e
2) Rantai induk merupakan rantai terpanjang yang mengandung ikatan
rangkap.
3) Penomoran dimulai dari ujung rantai sehingga ikatan rangkap memiliki
nomor terkecil
4) Posisi ikatan rangkap ditunjukkan dengan awalan angka yaitu nomor
karbon tempat ikatan rangkap, dan merupakan nomor yang paling
kecil.
5) Jika penomerann sama dari kedua ujung rantai, maka cabang yang
memiliki nama abjad lebih dulu yang diberi nomor terkecil.
3. Alkuna
a. Rumus umum alkana CnH2n-2
b. Mempunyai satu ikatan karbon rangkap tiga
c. Merupakan karbon alifatik tak jenuh (rantai lurus berikatan rangkap tiga)
33 | P a g e
d. Tata Nama Alkuna
Alkuna memiliki penamaan yang sama dengan alkena. Nama rantai induk
diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran -ena
menjadi -una. Aturan penamaan cabang sama dengan aturan penamaan
pada alkena
4. Gugus Fungsi
Gugus fungsi adalah gugus pengganti yang menentukan sifat senyawa karbon.
Senyawa Isomer
fungsi
Rumus
molekul
Struktur molekul Contoh
Alkohol Eter CnH2n+2O R – OH (alkohol)
R – O – R (eter)
CH3CH2OH (etanol)
CH3 – O – CH3 (eter)
Aldehid Keton CnH2nO
Asam
karboksilat
Ester CnH2nO2
» Beberapa gugus fungsional senyawa karbon:
Senyawa Gugus
funsional
Rumus
molekul
Struktur molekul Contoh
Alkohol
(alkanol)
– OH CnH2n+2O R – OH CH3CH2OH (etanol)
Aldehid
(alkoksi
– O – CnH2n+2O R – O – R CH3 – O – CH3
34 | P a g e
alkana) (metoksi metana)
Aldehid
(alkanal)
CnH2nO
Keton
(alkanon)
CnH2nO
Asam
karboksil
at (asam
alkanoat)
CnH2nO2
Ester
(alkil
alkanoat)
CnH2nO2
a. Alkohol
Sifat-sifat alkohol
1) Metanol, Etanol dan Propanol dapat tercampur dengan air
2) Semakin tinggi massa molekul (MR) maka makin tinggi titik didih dan
titik lelehnya.
3) Bereaksi dengan Natrium membentuk Natrium alkanoat ( untuk
membedakan alkohol dengan alkoksi alkana )
4) Bersifat sebagai basa lewis
5) Bereaksi dengan asam alkanoat membentuk alkil alkanoat (reaksi
esterifikasi)
6) Dapat dioksidasi membentuk :
Alkohol primer membentuk aldehid
Alkohol skunder membentuk keton
Alkohol tersier tidak dapat dioksidasi
Pembuatan Alkohol
1) Alkena + H2O Alkohol
2) Alkil Halida + Basa Alkohol + senyawa halide
3) Reduksi Aldehid Alkohol primer
4) Reduksi Keton Alkohol skunder
Tata Nama Alkohol
1) Rantai utama adalah rantai terpanjang yang mengandung gugus –OH
2) Gugus –OH harus di nomor terkecil
Contoh :
CH3—CH2—CH2—CH—CH2—CH3
35 | P a g e
OH
3-Heksanol bukan 4- heksanol
Macam-macam Alkohol
1) Alkohol Primer
Alkohol yang gugus –OH (hidroksi) terikat pada atom C yang
mengikat satu C lain ( C primer )
CH3—CH2—CH2—CH2—OH
2) Alkohol Skunder
Alkohol yang gugus –OH (hidroksi) terikat pada atom C yang
mengikat dua C lain ( C skunder )
CH3—CH2—CH2—CH2—CH—CH3
OH
3) Alkohol Tertier
Alkohol yang gugus –OH (hidroksi) terikat pada atom C yang
mengikat tiga C lain ( C tertier )
CH3
CH3—CH2—CH2—CH—OH
CH3
b. Eter
Eter adalah isomer fungsional dari alkohol
Tatanama eter:
1) Terdiri dari dua kata, pertama nama gugus alkil yang terikat pada
oksigen eter yang disebut gugus alkoksi
2) Kedua berasal dari nama alkananya
3) Penamaan eter diawali dengan nama gugus alkoksinya diakhiri
dengan nama alkananya
Contoh:
Sifat dan kegunaan eter:
1) Cairan mudah menguap, sangat mudah terbakar, dan dapat membius
2) Banyak digunakan sebagai pelarut zat-zat organik
3) Digunakan untuk menganastesi (bius) pasien yang akan dioperasi
c. Alkanal (Aldehid)
1) Alkanal merupakan senyawa organik yang mengandung gugus
karbonil
36 | P a g e
2) Karbon karbonil pada alkanal mengikat sekurang-kurangnya satu
atom hidrogen dan mengikat gugus lain yang dapat berupa alkil atau
aril
Tatanama alkanal:
1) Nama alkanal diturunkan dari nama alkana induknya dengan
mengubah huruf –a menjadi –al
2) Karbon pada gugus aldehid selalu memiliki nomor 1
Contoh:
Pembuatan aldehid:
Sifat-sifat alkanal:
1) Larut dalam air, karena kemampuannya membentuk ikatan hidrogen
dengan molekul air
2) Jika direaksikan dengan gas H2, maka akan mengalami reduksi
menghasilkan alkohol primer
3) Dapat mengalami reaksi oksidasi menghasilkan asam alkanoat
4) Dapat bereaksi dengan larutan fehling menghasilkan endapan merah
bata ( tes untuk membedakan aldehid dan keton)
5) Jika direaksikan dengan larutan tollent akan menghasilkan cermin
perak ( tes untuk membedakan aldehid dan keton)
37 | P a g e
Kegunaan alkanal:
1) Digunakan sebagai zat pengawet
d. Alkanon (Keton)
Karbon karbonil alkanon mengikat dua gugus alkil/aril
Tatanama alkanon:
1) Alkanon diberi nama dengan mengubah –a alkana menjadi –on
2) Penomoran atom C pada rantai utama dimulai dari salah satu ujung
sehingga atom C karbonil memiliki urutan kecil
Pembuatan alkanon/keton dengan oksidasi alkohol sekunder.
Sifat-sifat alkanon:
1) Larut dalam air, karena dapat membentuk ikatan hidrogen dengan
molekul air
2) Jika direaksikan dengan H2, akan mengalami reduksi menghasilkan
alkohol sekunder
38 | P a g e
3) Keton tidak dapat dioksidasi
4) Tidak bereaksi dengan larutan fehling maupun larutan tollen.
Kegunaan alkanon/keton:
1) Dipakai sebagai pelarut zat-zat organik
2) Aseton sering digunakan untuk membersihkan kuteks kuku
3) Keton yang rantainya lebih panjang memiliki bau harum sehingga
banyak dipakai dalam parfum.
e. Asam Alkanoat (Asam Karboksilat)
Asam alkanoat adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus
karboksil. Gugus karboksil mengandung sebuah gugus karbonil, dan
sebuah gugus hidroksil
Tatanama asam alkanoat:
1) Nama asam alkanoat diturunkan dari nama alkana induknya dengan
huruf akhir –a diubah dengan imbuhan asam . . . . . –oat.
2) Karbon karboksil diberi nomor 1 seperti pada aldehid
Pembuatan asam alkanoat:
1) Reaksi oksidasi
Oksidasi alkohol primer dan aldehida dapat menghasilkan asam
alkanoat
39 | P a g e
2) Hidrolisis ester
Jika ester direaksikan dengan air,menggunakan katalis asam maka
terjadi reaksi penguraian oleh air menghasilkan asam karboksilat.
Esterifikasi asam alkanoat:
1) Merupakan reaksi pembentukan senyawa ester
2) Terjadi jika asam karboksilat bereaksi dengan alkohol yang dikatalis
oleh asam
Sifat-sifat asam alkanoat:
1) Larut dalam air dan merupakan asam lemah
2) Reaksi dengan suatu basa akan menghasilkan garam
3) Satu-satunya asam karboksilat yang dapat mengalami oksidasi
adalah asam formiat, sebab gugus karboksilnya terikat pada atom H
4) Bereaksi dengan halogen, atom H pada C alfa akan disubstitusi oleh
atom halogen.
Kegunaan beberapa asam alkanoat:
1) Asam asetat (cuka), dalam konsentrasi rendah, sering digunakan
sebagai penambah citarasa makanan
2) Asam benzoat, digunakan untuk bahan pengawet beberapa produk
makanan
3) Aspirin dan asam salisilat, digunakan dalam bidang farmasi sebagai
obat sakit kepala, sedangkan asam salisilat digunakan sebagai
penghangat tubuh atau obat nyeri otot, biasanya ditambahkan dalam
bentuk balsem dan minyak urut.
f. Alkil Alkanoat (Ester)
Ester adalah senyawa yang mengandung gugus – COOR
40 | P a g e
Merupakan senyawa hasil reaksi antara asam alkanoat dengan alkohol
yang disebut dengan reaksi esterifikasi.
Tatanama ester:
1) Terdiri dari dua kata, pertama nama gugus alkil yang terikat pada
oksigen ester
2) Kedua berasal dari nama asam karboksilatnya, dengan membuang
kata asam
3) Nama suatu ester diawali dengan nama alkil (berasal dari alkohol),
dilanjutkan dengan nama asam asalnya.
Pembuatan ester:
Reaksi pembentukan ester disebut esterifikasi yaitu mereaksikan suatu
asam karboksilat dengan alkohol
Sifat-sifat ester:
1) Dapat membentuk ikatan hidrogen dengan sesamanya maupun
dengan air
2) Rantai ester yang lebih panjang (> 5 karbon) sukar larut dan hampir
tidak larut dalam air
3) Ester dengan massa molekul rendah larut dalam air
4) Merupakan molekul polar dan merupakan senyawa netral
5) Cairan berbau harum dan mudah menguap
6) Dapat dibuat dari reaksi antara asam karboksilat dan alkohol
7) Dapat dibuat dari reaksi antara anhidrida asam dengan alkohol
8) Hidrolisis ester akan menghasilkan asam karboksilat dan alkohol
9) Mengalami reaksi polimerisasi membentuk poliester.
Kegunaan ester:
1) Digunakan untuk pengharum (essence) makanan maupun minuman
2) Serat sintetik dacron adalah suatu poliester atau polimer sintetik dari
ester.
g. Benzena Dan Turunannya
41 | P a g e
Benzena: senyawa hidrokarbon aromatik/siklik dengan rumus molekul C6H6 berupa ikatan rangkap selang seling
Ikatan rangkap pada senyawa benzena dapat berpindah-pindah posisi yang disebut dengan resonansi ikatan rangkap
Struktur ini diperkenalkan pertama kali oleh Friedrich August Kakule (1865)
Adanya ikatan rangkap terkonyugasi menyebabkan benzena relatif stabil dan bersifat khas
1) Tatanama benzena:a) Benzena yang telah tersubstitusi atom H nya disebut turunan
benzenab) Nama senyawa benzena diperoleh dengan menggabungkan
nama subtituen/gugus fungsi yang akan terikat menggantikan atom H
c) Benzena yang sudah kehilangan satu atom H disebut fenil (C6H5)d) Jika terdapat dua buah gugus fungsi yang terikat pada benzena,
ada tiga kemungkinan posisi: Posisi orto (o): kedua gugus berdampingan
Posisi meta (m): kedua gugus terpisah oleh satu atom C
Posisi para (p): kedua gugus terpisah oleh dua atom C
e) Bila lebih dari dua gugus fungsi maka digunakan nomor untuk menyatakan letak gugus fungsi tersebut.
Beberapa contoh penamaan turunan benzena:
42 | P a g e
Satu gugus fungsi:
Dua gugus fungsi:
Tiga gugus fungsi:
2) Reaksi-reaksi benzena:Terjadi substitusi atom salah satu atau lebih atom H pada benzena oleh gugus fungsia) Alkilasi: gugus alkil akan menggantikan atom H pada benzena
dengan katalisator aluminium clorida. Disebut dengan reaksi Friedel-Crafts.
b) Halogenasi: reaksi antara benzena dengan halida.
c) Sulfonasi: reaksi antara asam sulfat pekat dengan benzena.
43 | P a g e
d) Nitrasi: reaksi benzena dengan asam nitrat pekat menggunakan katalisator asam sulfat pekat.
3) Sifat-sifat benzena:
a) Berbentuk kristal, berwujud cair pada temperatur kamar, tidak
berwarna dengan titik didih 80oC dan titik lebur 5.50C
b) Bersifat nonpolar sehigga tidak larut dalam air
c) Larut dalam pelarut organik seperti dietil eter, karbon tetra
klorida, dan etana
d) Bersifat stabil dan memiliki kereaktifan rendah, akibat resonansi
elektron
e) Tidak mengalami reaksi adisi seperti pada ikatan rangkap alkena
dan alkuna, tetapi dapat mengalami reaksi substitusi
f) Tidak mengalami reaksi oksidasi meskipun direaksikan dengan
KMnO4
4) Kegunaan senyawa benzena:
a) Biasa digunakan sebagai pelarut untuk berbagai jenis zat
b) Biasa digunakan untuk membuat polimer: seperti nilon, dan
polisterina serta campuran dalam petroleum untuk mengurangi
knocking
c) Digunakan dalam pembuatan deterjen, obat-obatan, bahan
pelumas, dan pestisida.
5) Beberapa kegunaan senyawa turunan benzena:
a) Asam benzoat adalah suatu asam lemah. Asam benzoat maupun
garam natriumnya (C6H5COONa) digunakan sebagai pengawet
pada berbagai makanan olahan.
b) Trinitro toluena (TNT); 2,4,6-trinitro toluena atau lebih dikenal
dengan TNT merupakan bahan dasar pembuatan peledak
dengan daya ledak yang besar.
44 | P a g e
c) Fenol; bersifat asam dan larut dalam air. Sering digunakan
sebagai antiseptik, seperti bahan dasar karbol karena
kemampuannya membunuh kuman.
d) Anilina; Digunakan sebagai bahan pembuatan obat. Anilin juga
digunakan dalam pembuatan karet sintetis dan herbisida.
e) Toluena; Biasa digunakan sebagai pelarut, campuran tinta printer
dan juga desinfektan.
H. TERMOKIMIA
1. Reaksi Eksoterm Dan Endoterm
a. Reaksi Eksoterm
Pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke
lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas.
Pada reaksi eksoterm harga H = ( - )
Contoh : C(s) + O2(g) CO2(g) H = -393.5 kJ ;
b. Reaksi Endoterm
Pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke
sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas.
Pada reaksi endoterm harga H = ( + )
Contoh : CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) H = 178.5 kJ
c. Perubahan Entalpi
Perubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa
perubahan kimia pada tekanan tetap.
1) Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm)
Contoh: H2 2H H = a kJ ;
2) Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm)
Contoh: 2H H2 H = a kJ ;
Istilah yang digunakan pada perubahan entalpi :
d. Entalpi Pembentakan Standar (Hf)
untuk membentuk 1 mol senyawa langsung dari unsur-unsurnya yang
45 | P a g e
diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.
Contoh: H2(g) + 1/2 O2(g) H20(l) Hf = -285.85 kJ
e. Entalpi Penguraian Standar (Hd)
adalah H dari penguraian 1 mol persenyawaan langsung menjadi