Mengapa logam perak dapat melapisi peralatan makan? Mengapa baterai dapat digunakan sebagai sumber arus?
Untuk melapisi peralatan makan dengan logam perak digunakan suatu sel yang dinamakan sel elektrokimia melalui proses penyepuhan. Begitu juga dengan baterai, di dalamnya terdapat suatu sel elektrokimia sehingga baterai dapat dijadikan sebagai sumber arus listrik.
Dalam sel elektrokimia berlangsung proses elektrokimia, yaitu suatu reaksi kimia menghasilkan arus listrik atau sebaliknya, arus listrik menyebabkan berlangsungnya reaksi kimia. Oleh karena itu, sel elektrokimia dapat digunakan secara luas dalam kehidupan sehari-hari (tidak hanya untuk penyepuhan logam dan baterai) misalnya pemurnian logam emas dan tembaga, penggunaan sel diafragma, serta accu.
Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai perubahan sifat larutan, baik yang ditimbulkan oleh jenis dan kepekatan zat terlarut, jumlah partikel zat terlarut atau daya hantarnya. Yang termasuk dalam sifat koligatif larutan adalah penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmosis. Agar dapat mempelajari dan memahami sifat kologatif larutan yang baik, perlu dipelajari kembali konsep-konsep tentang larutan. Larutan merupakan campuran yang homogen yang terdiri dari 2 komponen atau lebih, sehingga tiap bagiannya mempunyai perbandingan yang tetap antara zat terlarut dan pelarut. Jenis zat terlarut dan jumlah partikel zat terlarut akan menentukan sifat larutan tersebut. Sifat larutan yang ditentukan oleh jenis zat terlarut dan jumlah partikel zat terlarutnya disebut sifat non-koligatif larutan. Sedangkan sifat larutan yang hanya ditentukan oleh jumlah partikel zat terlarutnya disebut sifat koligatif larutan. Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, dan bukan pada jenis zat terlarutnya.
Apakah sistem koloid itu? Untuk dapat memahami tentang sistem koloid perhatikanlah campuran berikut ini.
a. Gula dicampurkan dengan air
Gula yang dicampur dengan air menghasilkan campuran yang jernih, yaitu air gula. Pada campuran air gula ini zat gula sudah tidak tampak lagi dalam campuran itu. Hal ini berarti, gula bercampur dengan air secara merata (homogen). Campuran seperti ini disebut larutan. Dalam larutan tersebut, air merupakan pelarut dan gula sebagai zat terlarut.
b. Susu dicampurkan dengan air
Susu yang dicampurkan dengan air akan menghasilkan campuran yang keruh. Campuran susu dengan air ini sepintas memberi kesan merupakan campuran homogen. Ternyata, susu setelah dicampur dengan air masih terlihat bisa dibedakan antara susu dengan air. Campuran seperti inilah yang disebut koloid. Campuran koloid merupakan bentuk (fase) peralihan antara campuran homogen menjadi campuran heterogen.
Apabila suatu zat kita larutkan ke dalam suatu pelarut, ternyata ada yang mudah larut (kelarutannya besar), ada yang sukar larut (kelarutannya kecil), dan ada yang tidak larut (kelarutannya dianggap nol). Sebenarnya, tidak ada zat yang tidak larut dalam pelarut. Misalnya, dalam pelarut air semua zat (termasuk logam) dapat larut, hanya saja kelarutannya sangat kecil. Jika suatu zat terlarut dalam pelarut sangat sedikit, misalnya kurang dan 0,1 gram zat terlarut dalam 1.000 gram pelarut, maka zat tersebut kita katakan tidak larut (insoluble). Di sini, kita akan membicarakan zat padat yang sedikit kelarutannya dalam air.
Jika suatu zat padat, contohnya padatan PbI 2, kita larutkan ke dalam air maka molekul-molekul padatan PbI 2 akan terurai, selanjutnya melarut dalam air. Untuk melarutkan PbI 2 ke dalam air akan ada dua proses yang berlawanan arah (proses bolak-balik), yaitu proses pelarutan padatan PbI 2 dan proses pembentukan ulang padatan PbI 2 . Mula-mula, laju pelarutan padatan PbI 2 sangat cepat dibandingkan dengan laju pembentukan ulang padatan tersebut. Makin lama, konsentrasi PbI 2 yang terlarut meningkat dengan teratur dan laju pembentukan ulang padatan juga meningkat. Pada saat laju pelarutan padatan PbI 2 sama dengan pembentukan ulang padatan, proses yang saling berlawanan arah tersebut kita katakan berada dalam kondisi kesetimbangan .
Pencampuran larutan asam dengan larutan basa akan menghasilkan garam dan air. Namun demikian, garam dapat bersifat asam, basa maupun netral. Sifat garam bergantung pada jenis komponen asam dan basanya. Garam dapat terbentuk dari asam kuat dengan basa kuat, asam lemah dengan basa kuat, asam kuat dengan basa lemah, atau asam lemah dengan basa lemah. Jadi, sifat asam basa suatu garam dapat ditentukan dari kekuatan asam dan basa penyusunnya. Sifat keasaman atau kebasaan garam ini disebabkan oleh sebagian garam yang larut bereaksi dengan air. Proses larutnya sebagian garam bereaksi dengan air ini disebut hidrolisis (hidro yang berarti air dan lisis yang berarti peruraian).
1. Garam dari Asam Kuat dengan Basa Kuat
Asam kuat dan basa kuat bereaksi membentuk garam dan air. Kation dan anion garam berasal dari elektrolit kuat yang tidak terhidrolisis, sehingga larutan ini bersifat netral, pH larutan ini sama dengan 7.
Larutan penyangga atau larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH pada kisarannya. Jika pada suatu larutan penyangga ditambah sedikit asam atau ditambahkan sedikit basa atau diencerkan, maka pH larutan tidak berubah.
1.Larutan Penyangga Asam
Larutan ini dapat mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Larutan penyangga asam terdiri dari asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (A -). Larutan ini dapat dibuat dengan mencampurkan larutan asam lemah dengan garamnya. Contoh, larutan penyangga dari campuran asam asetat dengan natrium asetat. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
CH 3 COOH (aq) --> CH 3 COO -(aq) + H +(aq)
Larutan ini juga dapat dibuat dari campuran asam lemah dengan basa kuat, dengan catatan basa kuat harus habis bereaksi, sehingga pada akhir reaksi hanya terdapat asam lemah dan garamnya (basa konjugasinya).
CH 3 COOH (aq) + NaOH (aq) --> CH 3 COONa (aq) + H 2 O (l)
HA (aq) --> A -(aq) + H +(aq)
Asam lemahBasa konjugasi
2.Larutan Penyangga Basa
Larutan ini dapat mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Larutan penyangga basa terdiri dari basa lemah (B) dan asam konjugasinya (BH + ). Larutan ini bisa dibuat dengan mencampurkan larutan basa lemah dengan garamnya. Contoh, larutan penyangga dari campuran amonia dengan amonium klorida. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
NH 3(aq) + H +(aq) --> NH 4+(aq)
Larutan ini juga dapat dibuat dari campuran basa lemah dengan asam kuat, dengan catatan asam kuat harus habis bereaksi, sehingga pada akhir reaksi hanya terdapat basa lemah dan garamnya (asam konjugasinya). Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
NH 3(aq) + HCl (aq) --> NH 4 Cl (aq)
reaksi kesetimbangan pada larutan penyangga adalah sebagai berikut
B (aq) + H 2 O (l) --> BH +(aq) + OH -(aq)
Prinsip kerja larutan penyangga
Sebenarnya penambahan sedikit asam, basa, atau pengenceran pada larutan penyangga menimbulkan sedikit perubahan pH (tetapi besar perubahan pH sangatlah kecil) sehingga pH larutan dianggap tidak bertambah atau pH tetap pada kisarannya. Namun, jika asam atau basa ditambahkan ke larutan bukan penyangga maka perubahan pH larutan akan sangat mencolok.
Prinsip kerja dari larutan penyangga yang dapat mempertahankan harga pH pada kisarannya adalah sebagai berikut.
Menurut teori Arrhenius, zat yang dalam air menghasilkan ion H + disebut asam danbasa adalah zat yang dalam air terionisasi menghasilkan ion OH - .
HCl --> H + + Cl -
NaOH --> Na + + OH -
Meskipun teori Arrhenius benar, pengajuan desertasinya mengalami hambatan berat karena profesornya tidak tertarik padanya. Desertasinya dimulai tahun 1880, diajukan pada 1883, meskipun diluluskan teorinya tidak benar. Setelah mendapat bantuan dari Van’ Hoff dan Ostwald pada tahun 1887 diterbitkan karangannya mengenai asam basa. Akhirnya dunia mengakui teori Arrhenius pada tahun 1903 dengan hadiah nobel untuk ilmu pengetahuan.
Sampai sekarang teori Arrhenius masih tetap berguna meskipun hal tersebut merupakan model paling sederhana. Asam dikatakan kuat atau lemah berdasarkan daya hantar listrik molar. Larutan dapat menghantarkan arus listrik kalau mengandung ion, jadi semakin banyak asam yang terionisasi berarti makin kuat asamnya. Asam kuat berupa elektrolit kuat dan asam lemah merupakan elektrolit lemah. Teori Arrhenius memang perlu perbaikan sebab dalam lenyataan pada zaman modern diperlukan penjelasanyang lebih bisa diterima secara logik dan berlaku secara umum. Sifat larutan amoniak diterangkan oleh teori Arrhenius sebagai berikut:
Reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik. Apabila dalam suatu reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai:
A + B ↔ C + D
Dari sebuah eksperimen kesetimbangan air dan uap air dalam bejana tertutup (Gambar 9.8), diketahui bahwa penambahan beban menyebabkan adanya tambahan tekanan yang berdampak pada penurunan volume bejana. Adanya reaksi diikuti oleh sistem kesetimbangan untuk mengembalikan tekanan ke keadaan semula, yakni dengan menambah jumlah molekul yang beryubah ke fasa uap. Setelah tercapai kesetimbangan yang baru, jumlah air lebih sedikit dan uap air terdapat lebih banyak. Hal ini mengindikasikan telah terjadi pergeseran kesetimbangan.
Teori tumbukan didasarkan atas teori kinetik gas yang mengamati tentang bagaimana suatu reaksi kimia dapat terjadi. Menurut teori tersebut kecepatan reaksi antara dua jenis molekul A dan B sama dengan jumiah tumbukan yang terjadi per satuan waktu antara kedua jenis molekul tersebut. Jumlah tumbukan yang terjadi persatuan waktu sebanding dengan konsentrasi A dan konsentrasi B. Jadi makin besar konsentrasi A dan konsentrasi B akan semakin besar pula jumlah tumbukan yang terjadi.
TEORI TUMBUKAN INI TERNYATA MEMILIKI BEBERAPA KELEMAHAN, ANTARA LAIN :
tidak semua tumbukan menghasilkan reaksi sebab ada energi tertentu yang harus dilewati (disebut energi aktivasi = energi pengaktifan) untak dapat menghasilkan reaksi. Reaksi hanya akan terjadi bila energi tumbukannya lebih besar atau sama dengan energi pengaktifan (E a ).
Termokimia dapat didefinisikan sebagai bagian ilmu kimia yang mempelajari dinamika atau perubahan reaksi kimia dengan mengamati panas/termal nya saja. Salah satu terapan ilmu ini dalam kehidupan sehari-hari ialah reaksi kimia dalam tubuh kita dimana produksi dari energi-energi yang dibutuhkan atau dikeluarkan untuk semua tugas yang kita lakukan. Pembakaran dari bahan bakar seperti minyak dan batu bara dipakai untuk pembangkit listrik. Bensin yang dibakar dalam mesin mobil akan menghasilkan kekuatan yang menyebabkan mobil berjalan. Bila kita mempunyai kompor gas berarti kita membakar gas metan (komponen utama dari gas alam) yang menghasilkan panas untuk memasak. Dan melalui urutan reaksi yang disebut metabolisme, makanan yang dimakan akan menghasilkan energi yang kita perlukan untuk tubuh agar berfungsi.
Hampir semua reaksi kimia selalu ada energi yang diambil atau dikeluarkan. Mari kita periksa terjadinya hal ini dan bagaimana kita mengetahui adanya perubahan energi.
Minyak bumi adalah campuran komplek hidrokarbon plus senyawaan organik dari Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawa-senyawa yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga.
Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur.
Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 % sedangkan dalam jenis asphaltik berat paling rendah 50 %.
Komponen Hidrokarbon
Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :
Adalah hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal.
Rumus umum alkana yaitu : C n H 2n+2 ; n = jumlah atom C
Deret Homolog Alkana
Adalah suatu golongan / kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama, mempunyai sifat yang mirip dan antar suku-suku berturutannya mempunyai beda CH 2.
Sifat-sifat deret homolog :
Mempunyai sifat kimia yang mirip
Mempunyai rumus umum yang sama
Perbedaan Mr antara 2 suku berturutannya sebesar 14
Makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik didihnya
