360 likes | 801 Views
KI 3231. Kereaktifan. Materi kuliah Kereaktifan. Reaksi pelarutan Reaksi Asam-basa Reaksi Redoks Reaksi Kompleks. Pustaka. Huheey, J. E., Keiter, E. A. and Keiter, R. L., Inorganic Chemistry: Principles of structure and Reactivity, 4 th ed, HarperCollinsCollege, 1993
E N D
KI 3231 Kereaktifan
Materi kuliah Kereaktifan • Reaksi pelarutan • Reaksi Asam-basa • Reaksi Redoks • Reaksi Kompleks
Pustaka Huheey, J. E., Keiter, E. A. and Keiter, R. L., Inorganic Chemistry: Principles of structure and Reactivity, 4th ed, HarperCollinsCollege, 1993 Shriver, D.F., Atkins, P. W., Inorganic Chemistry 3rd ed, W. H. Freeman and company, 1999 Taro Saito, Inorganic Chemistry-online, Iwanami Shoten & Introductory Chemistry Group, 2006
Penulisan Reaksi Kimia Faham • Nama zat pereaksi dan hasil reaksi • Wujud zat pereaksi dan hasil reaksi: padat, cair, gas, ion, molekul, unsur • Syarat terjadinya reaksi kimia: ada yang keluar dari sistim/ bisa dideteksi perubahannya • Jenis reaksi kimia yang terjadi: asam basa/ redoks • Tahan-tahap reaksi: sederhana/rumit, inisiasi, propagasi, terminasi
Pelarut • Air, pelarut Universal • Non-air • Anorganik: asam-basa • Organik Non-pelarut: • leburan
Pelarut air • Tetapan dielektrik ~81,7 cocok untuk pelarut senyawa ion • titik beku 0oC dan titik didih 100oC, cocok untuk daerah kerja mahluk hidup ~ 25-40oC • Air dapat mengalami auto ionisasi 2H2O H3O+ dan OH-
Dalam air • Zat terionisasi menjadi elektrolit gas (kovalen polar) HCl H3O+ + Cl- padatan basa NaOH Na+ + OH- garam NaCl Na+ + Cl- kompleks K4[Fe(CN)6] K+ + [Fe(CN)6]4- • Zat tidak terionisasi Glukosa C6H12O6 larutanC6H12O6 Brom Br2 air Br2
Reaksi dengan air • Logam alkali/alkali tanah Na +H2O Na+ +H2 +OH- • Hidrolisis CuSO4 Cu2+ +SO42- 2H2O 2OH- + 2H+ CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2(s) + SO42- +2H+ Hidrolisis tidak hanya pada garam, juga pada asam-basa lemah • Hidrasi MX(s) M(aq) n+ + X(aq)y- FeCl2+ 6H2O Fe(H2O)62+ + 2Cl-
Reaksi pertukaran ion • Dalam air ion-ion dapat bertukar pasangan NaOH(aq) + HCl(aq) H2O + Na+ + Cl- BaCl2(aq) + CuSO4(aq) BaSO4(s) + 2Cl- + Cu2+ BaCl2(aq) + 2AgNO3(aq) 2AgCl(s) + 2NO3- + Ba2+ AgNO3(aq) + CuSO4(aq) ? AgNO3(aq) + HCl(aq) ? AgNO3(aq) + NaOH(aq) ? HCl(aq) + CuSO4(aq) ? NaOH(aq) + CuSO4(aq) ? BaCl2(aq) + NaOH(aq) ? Tuliskan persamaan reaksi secara lengkap dan benar
Kriteria Larut LARUT: suatu zat disebut larut bila dalam air menghasilkan konsentrasi minimal 0.1M pada temperatur ruang. TIDAK LARUT : Suatu zat disebut tidak larut bila konsentrasi dalam pelarut air pada temperatur ruang kurang dari 0.001M. AGAK LARUT: diantara kedua keadaan tersebut.
Kelarutan garam anorganik Garam-garam Natrium, kalium dan amonium merupakan garam-garam yang mudah larut dalam air. Garam-garam nitrat juga mudah larut dalam pelarut air. Garam-garam klorida, bromida dan iodida umumnya mudah larut dalam air kecuali garam timbal(II), raksa(I), perak(I) dan tembaga(I). Garam-garam sulfat mudah larut dalam air kecuali garam barium(II), stronsium(II) dan timbal(II).
senyawa anorganik dalam air Oksida umumnya tidak larut kecuali oksida dari natrium, kalium, stronsium dan barium. Kalsium oksida agak larut. Hidroksida umumnya tidak larut kecuali hidroksida dari natrium, kalium, stronsium dan barium. Kalsium hidroksida agak larut. Sulfida umumnya tidak larut kecuali sulfida dari natrium, kalium, amonium, magnesium, kalsium, stronsium dan barium. Garam-garam kromat, fosfat dan karbonat umumnya tidak larut, kecuali garam natrium, kalium dan amonium
TUTORIAL-1 Tuliskan persamaan reaksi logam natrium dengan air Tuliskan persamaan reaksi logam natrium dengan larutan asam klorida Tuliskan persamaan reaksi logam natrium dengan larutan ammonium hidroksida Tuliskan persamaan reaksi logam natrium dengan larutan natrium klorida
PR Tuliskan nama & rumus senyawa anorganik yang larut dalam air Tuliskan nama & rumus senyawa anorganik yang TIDAK LARUT dalam air Tuliskan persamaan reaksi yang produknya berupa larutan Tuliskan persamaan reaksi yang semua produknya berupa endapan Tuliskan persamaan reaksi yang berasal dari tiga pereaksi dengan spesi kimia berbeda, dan dua produknya berupa endapan
Amonia, pelarut bersifat basa • Titik beku -77oC dan titik didih -33oC, daerah kerjanya rendah dibawah RT dan sempit • Tetapan dielektrik = 22.7 pada -50oC, mampu menurunkan kelarutan senyawa ion • Mampu membentuk senyawa kompleks yang larut: AgCl+ NH3[Ag(NH3) 2]+ • Autoionisasi 2NH3 (l) NH4+(am) + NH2-(am) ion amonium ion amida pKam = 33,
Reaksi Pengendapan Dalam air • KCl(aq) + AgNO3(aq) AgCl(s) + NO3- + K+ Dalam amonia • AgCl (am) + KNO3(am) KCl(s) + NO3- + Ag+ Amonia lebih basa dari air dan tetapan dielektrik lebih rendah
Reaksi netralisasi • NH4+ + NH2- 2NH3 • NH4I + KNH2 2NH3 + KI NH4I, NH4NO3, NH4NCS sangat larut dalam amonia, larutan yang pekat dapat bereaksi dengan logam menghasilkan H2. nM + 2NH4+ H2+2NH3 + Mn+
garam amida Garam KNH2 Lebih larut dari pada NaNH2 Kalium amida dalam air tidak menghasilkan ion amida, reaksinya sbb: KNH2(s)+H2O(l) NH3(aq)+ K+(aq) +OH-(aq)
Reaksi amfoter Dalam air • Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 Zn(OH) 42- hidroksida berlebih Dalam amonia • Zn2+ + 2NH2- Zn(NH2 )2 Zn(NH2 ) 42- amida berlebih
Reaksi asam-basa • Asam lemah dalam air, dengan amonia menjadi asam kuat CH3COOH + NH3 CH3COO- + NH4+ • Molekul netral dalam air menjadi asam lemah dalam amonia NH2-CO-NH2 + NH3 NH4+ + NH2-CO-NH-
Reaksi dalam Pelarut Amonia • Spesi kimia basa yang lebih kuat dari ion amida menjadi basa kuat dalam amonia H- + NH3 NH2- + H2 O2- + NH3 NH2- + OH- • Amonia dapat menyebabkan disproporsionasi belerang 5S8 + 16NH3 4S4N- + 4S62- +12NH4+ S62- 2S3- ion ini berwarna biru, dalam aluminosilikat membentuk ultramarine blue (pigmen biru)
Reaksi logam alkali • Logam alkali/alkali tanah larut dalam amonia membentuk larutan berwarna biru, bila ditambahkan logam alkali berlebih berwarna bronze, bila amonia diuapkan terbentuk logam alkali kembali M + NH3 M+ + [e(NH3)x]- 2[e(NH3)x]- H2+ 2NH2- Reaksi tsb lebih lambat dibanding reaksi logam alkali dalam air.
Manfaat lar logam/amonia • Sintesis senyawa tereduksi MnO4- + e(am)- MnO42- O2 + e(am)- O2- Ni(CN)4-2 + 2e(am)- Ni(CN)44- • Pemutusan ikatan (a) NH3 + e(am)- ½ H2 +NH2- NH4+ + e(am)- ½ H2 +NH3 GeH4 + e(am)- ½ H2 +GeH3- • C6H5NHNH2 + 2e(am)- C6H5NH- +NH2- (c) RBr + NH3 + 2e(am)- RH +Br- +NH2-
Asam sulfat, Pelarut bersifat asam • tetapan dielektrik ~110, jadi sangat baik sebagai pelarut senyawa ion, tetapi viskositasnya ~ 25x lebih besar dari viskositas air pelarutan dalam asam sulfat menjadi sangat lambat. • auto ionisasi menghasilkan sulfat terprotonasi H3SO4+ dan bisulfat HSO4- • Bersifat sebagai oksidator dan dehydrator
Reaksi dengan Asam sulfat • Asam lemah dalam air menjadi basa dalam asam sulfat CH3COOH + H2SO4 HSO4- + CH3C(OH) 2+ • asam kuat dalam air dapat bersifat sebagai asam lemah dalam asam sulfat. HClO4 + H2SO4 H3SO4+ + ClO4- • Non-elektrolit dalam air dapat bersifat basa dalam asam sulfat NH2-CO-NH2 + H2SO4 HSO4- + NH2-CO-NH3+
Manfaat pelarut Asam sulfat • Pengukuran penurunan titik beku zat terlarut. DT = kmv K = tetapan titik beku = 6,12 KgoC mol-1 m = molalitas v = jumlah partikel terlarut • Etanol dalam asam sulfat v =3 C2H5OH+2H2SO4 C2H5HSO4- + HSO4- +H3O+ • Spesi basa dalam asam sulfat OH - +2H2SO4 2HSO4- +H3O+ v =3 NH3 +H2SO4 HSO4- +NH4+ v =2
Manfaat pelarut Asam sulfat Asam super = kombinasi asam fluorosulfat dengan antimon pentafluorida, SbF5+2HSO3F FSO3 SbF5- +H2SO3F asam super dapat melarutkan lilin (alkana berantai lurus) Contoh asam super lainnya: SbF5+2HF H2F+ +SbF6-
Tutorial-2 Tuliskan reaksi pelarutan • perak bromida dalam amonia • Kalium nitrat dalam amonia • Logam kalium dalam amonia • Logam perak dalam amonia Tuliskan reaksi 1 + 2 2 + 3 1 + 3 2 + 4 1 + 4 3 + 4
Pelarut Organik • Mudah terbakar, hati-hati jangan dekat api • Higroskopis, perlu dikeringkan. • Ether dikeringkan dengan logam Na • Alkohol absolut dengan CaCl2 atau MOLECULAR SIEVES • Dapat menyerap oksigen, perlu dideoksigenasi dengan cara dialirkan gas inert seperti nitrogen atau argon
Manfaat pelarut organik • Sintesis senyawa kompleks tanpa air (air dapat berfungsi sebagai ligan) Fe(NCS)2(phen)2 dari Fe(NCS)2 dan phen dalam metanol. Fe(NCS)2 dibuat dari FeCl2 dan KCNS (keduanya larut dalm metanol), tetapi KCl mengendap dalam metanol.
Pelarut Aprotik Aprotik tidak mengandung proton. • Pelarut non-polar & tidak terionisasi, Sikloheksan, CCl4 • Pelarut sangat polar, bersifat basa, mudah terkoordinasi dengan ion logam. Asetonitril CH3CN, dimetilasetamida(DMA) CH3CON(CH3)2, dimetilsulfoksida(DMSO)(CH3)2SO • Sangat polar & terionisasi, sangat reaktif sukar diperoleh dalam keadan murni. OPCl3 danBrF3 BrF3 BrF2+ +BrF4-
Pelarut Aprotik Garam fluorida terlarut dalam BrF3 : KF K+ + [BrF4-] AgF Ag+ +[BrF4-] Oksida dan garam halida, karbonat, nitrat, iodat akan terfluorisasi dalam BrF3 Sb2O3 [SbF6-][BrF2+] PBr5 [PF6-][BrF2+]
Leburan Tidak mengandung pelarut • Leburan pada temperatur tinggi NaCl dielektrolisis menghasilkan logam Na • Leburan garam pada temperatur ruang, 2R-NC5H5-Cl + Al2Cl6 2R-NC5H5[AlCl4] Kimianya mirip dengan MAlCl4 tetapi pada 25oC berwujud cair Kesulitannya aluminium klorida bersifat higroskopis
Tutorial-3 • Tuliskan reaksi FeSO4 dan KSCN dalam air • Tuliskan reaksi FeSO4 dan KSCN dalam etanol • Tuliskan reaksi CoCl2 dalam DMSO • Tuliskan reaksi FeCl3 dalam OPCl3 • Tuliskan leburan KHF2 dilanjutkan dengan elektrolisis.