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

Reaksi dengan Pelarut

Pelarut Air, pelarut Universal Non-air Non-pelarut: leburan 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 Zat tidak terionisasi 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  larutan C6H12O6 Brom Br2  air Br2

Reaksi dengan air Logam alkali/alkali tanah Hidrolisis 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)6 2+ + 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

NH2-CO-NH2 + NH3  NH4+ + NH2-CO-NH- 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 dan BrF3 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.