Mekanisme Penyetaraan Reaksi Kimia

Mekanisme Penyetaraan Reaksi Kimia

Persamaan reaksi menggambarkan reaksi kimia yang terdiri atas rumus kimia pereaksi (reaktan) dan hasil reaksi (produk) disertai koefisiennya masing-masing. Di dalam persamaan reaksi kimia berlaku Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier yang menyatakan “massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. Massa suatu zat berbanding lurus dengan jumlah atomnya, sehingga dapat diartikan jumlah atom sebelum bereaksi sama dengan jumlah atom hasil reaksi.

Persamaan reaksi agar memenuhi Hukum Kekekalan Massa, jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi harus sama, untuk menyamakan jumlah atom digunakan koefisien reaksi. Persamaan reaksi yang jumlah atom-atomnya sudah sama disebut persamaan reaksi setara atau persamaan reaksi sempurna.

Contoh:

Karbon bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon monoksida. Persamaan reaksi yang belum setara dan yang sudah setara dari reaksi antara karbon dengan gas oksigen tersebut adalah sebagai berikut.

Persamaan reaksi belum setara:

C(s) + O₂(g) → CO(g)

Jumlah atom C = 1 → 1 (sudah sama)

Jumlah atom O = 2 → 1 (belum sama)

Pada persamaan reaksi kimia di atas, jumlah atom sebelah kiri tanda panah dengan sebelah kanan tanda panah terdapat atom yang jumlahnya belum sama, sehingga persamaan reaksi tersebut perlu disetarakan.

Persamaan reaksi setara:

2C(s) + O₂(g) → 2CO(g)

Jumlah atom C = 2 → 2 (sudah sama)

Jumlah atom O = 2 → 2 (sudah sama)

Suatu reaksi kimia dikatakan setara atau telah sempurna apabila memenuhi beberapa syarat sebagai berikut:

    1. Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.

   2. Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama (memenuhi hukum kekekalan massa).

  3. Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu dan tekanannya sama.

   4. Pereaksi dan hasil reaksi dinyatakan dengan rumus kimia yang benar.

   5. Wujud zat-zat yang terlibat reaksi harus dinyatakan dalam tanda kurung setelah rumus kimia.

Untuk menyetarakan persamaan reaksi kimia secara mudah, ada dua cara yang bisa dilakukan yaitu cara langsung dan cara tidak langsung. Untuk memahami bagaimana caranya menyetarakan persamaan reaksi kimia dengan 2 metode tersebut, silahkan kalian simak secara seksama penjelasan berikut ini.

Cara Langsung

Cara langsung artinya melihat persamaan reaksi kemudian jumlah atomnya langsung disamakan secara coba-coba. Cara ini disebut juga dengan cara “menebak”. Biasanya digunakan untuk persamaan reaksi yang sederhana, tetapi kalau sudah terbiasa persamaan reaksi yang kompleks pun dapat diselesaikan dengan teknik ini.

Contoh:

Reaksi antara gas hidrogen dan oksigen menghasilkan air.

H₂(g) + O₂(g) → H₂O(l)

atom H = 2 → atom H = 2 (sudah sama)

atom O = 2 → atom O = 1 (belum sama)

a)  Atom H sebelah kiri dan kanan tanda panah sudah sama.

b) Atom O di kiri ada 2 sedangkan di kanan ada 1, atom O sebelah kiri dan kanan harus dibuat sama dengan mengalikan ½ atom O di kiri.

H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l)

c) Sekarang atom O di kiri dan kanan sudah sama, agar koefisien tidak dalam bentuk pecahan, semua ruas dikalikan dengan 2:

H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) × 2

Diperoleh persamaan reaksi setaranya sebagai berikut:

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) 

atom sebelah kiri dan kanan sudah sama.

Contoh Soal

Setarakan reaksi pembakaran gas etena (C₂H₄) dengan oksigen yang menghasilkan gas karbon dioksida dan air.

C₂H₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(l)

Penyelesaian:

a) Atom C di ruas kiri ada 2, di kanan ada 1, maka yang kanan dikali 2 supaya menjadi 2.

C₂H₄(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(l)

b) Atom H di kiri ada 4, di kanan ada 2, maka yang kanan dikali 2 supaya menjadi 4.

C₂H₄(g) + O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(l)

c) Sekarang atom O di ruas kiri ada 2, di kanan ada 6, maka yang kiri dikali 3 supaya menjadi 6.

C₂H₄(g) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 2H₂O(l)

d) Sekarang kita periksa jumlah atom di ruas kiri dan kanan apakah sudah sama atau belum.

Jumlah atom ruas kiri	Jumlah atom ruas kanan
Atom C = 2	Atom C = 2 × 1 = 2
Atom H = 4	Atom H = 2 × 2 = 4
Atom O = 3 × 2 = 6	Atom O = (2 × 2) + (2 × 1) = 4 + 2 = 6

e) Ternyata jumlah atom di ruas kiri dan kanan semua sudah sama, dengan demikian persamaan reaksi sudah setara.

Cara Tidak Langsung

Cara tidak langsung adalah cara menyetarakan persamaan reaksi kimia dengan menggunakan persamaan matematika yang disebut juga dengan cara “permisalan”. Untuk memahami cara tidak langsung ini, perhatikan langkah-langkah pada contoh berikut.

Contoh:

Reaksi antara aluminium(III) sulfat dengan kalsium klorida menghasilkan aluminium(III) klorida dan kalsium sulfat. Setarakanlah persamaan reaksinya.

Al₂(SO₄)₃(aq) + CaCl₂(aq) → AlCl₃(aq) + CaSO₄(aq)

Penyelesaian:

a) Misalkan masing-masing koefisien dengan huruf.

a Al₂(SO₄)₃(aq) + b CaCl₂(aq) → c AlCl₃(aq) + d CaSO₄(aq)

Kemudian kita ubah jumlah atom menjadi bentuk persamaan matematika sebagai berikut:

		Kiri		Kanan
Jumlah atom Al	:	2a	=	1c	….. Pers. (1)
Jumlah atom S	:	3a	=	1d	….. Pers. (2)
Jumlah atom O	:	12a	=	4d	….. Pers. (3)
Jumlah atom Ca	:	1b	=	1d	….. Pers. (4)
Jumlah atom Cl	:	2b	=	3c	….. Pers. (5)

b) Misalkan salah satu koefisien huruf dengan angka 1, yang dimisalkan merupakan senyawa yang paling kompleks. Jika dengan angka 1 reaksi tidak dapat disetarakan, maka gunakan angka selanjutnya: 2, 3, 4 dan seterusnya. Pada reaksi di atas Al₂(SO₄)₃ merupakan senyawa yang paling kompleks, sehingga koefisiennya dimisalkan 1, yaitu a = 1

c) Menghitung harga b, c dan d dengan persamaan matematika:

Pers. (1)	2a	=	c (mencari harga c)
	2 × 1	=	c
	c	=	2
Pers. (2)	3a	=	1d (mencari harga d)
	3 × 1	=	d
	d	=	3
Pers. (4)	1b	=	1d (mencari harga b)
	b	=	3

Persamaan (3) tidak perlu digunakan karena harga a, b, c dan d sudah ditemukan. Diperoleh harga a = 1; b = 3; c = 2; d = 3.

d) Kemudian subtitusikan harga a, b, c dan d yang diperoleh ke dalam persamaan reaksi

a Al₂(SO₄)₃(aq) + b CaCl₂(aq) → c AlCl₃(aq) + d CaSO₄(aq)

Al₂(SO₄)₃(aq) + 3 CaCl₂(aq) → 2 AlCl₃(aq) + 3 CaSO₄(aq)

e) Kemudian kita periksa jumlah atom di ruas kiri dan kanan apakah sudah sama atau belum.

Jumlah atom ruas kiri	Jumlah atom ruas kanan
Atom Al = 2	Atom Al = 2
Atom S = 3	Atom S = 3
Atom O = 12	Atom O = 12
Atom Ca = 3	Atom Ca = 3
Atom Cl = 6	Atom Cl = 6

f) Ternyata jumlah atom di ruas kiri dan kanan semua sudah sama, dengan demikian persamaan reaksi sudah setara.

Sumber:  blogmipa-kimia.blogspot.com