Bab 1 membahas reaksi kimia dalam larutan air, termasuk sifat umum larutan berair, reaksi asam-basa, dan pengukuran konsentrasi larutan."

1. BAB I
REAKSI KIMIA DALAM LARUTAN AIR
1.1. PENDAHULUAN
Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antar perubahan
senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa - senyawa awal yang terlibat dalam reaksi tersebut
sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarateristikan dengan perubahan kimiawi, dan akan
menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri – ciri yang berbeda dari
reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan electron
dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi
kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel – partikel elementer seperti pada reaksi
nuklir.
Beberapa pereaksi dan hasil reaksi dapat berada dalam bentuk larutan. Larutan(solution) adalah
campuran homogen dari dua atau lebih zat dimana sesungguhnya ditentukan oleh komponen -
komponennya yaitu :
- Pelarut (solvent) : substansi yg melarutkanzat.komponen ini menentukan wujud larutan
sebagaigas,padatan atau zat cair.
- Zat terlarut(solute): substansi yangterlarut dalam solvent
Mis : NaCl(aqueous);NaCl solute,aqua solvent
1.2. Sifat Umum larutan berair
a. Elektrolit : suatu zat yang ketika dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan yg dapat
menghantarkan listrik ciri2 elektrolit kuat : apabila zat terlarut dianggap 100% terdisosiasi
menjadi ion2nya dalam larutan (disosiasi adalah penguraian senyawa menjadikation dan anion) .

2. b. Nonelektrolit : tidak menghantarkan arus listrik ketika dilarutkan dalam air.
Tabel penggolongan zat terlarut dalam larutan berair
Elektrolit kuat Elektrolit lemah Nonelektrolit
(NH 2 2) CO (urea)
- HCl
- CH 3COOH
- HNO3 CH 3OH (metanol)
- HF
- HClO4 - HNO2
- H 2SO4 C 2H 5OH (etanol)
- NH3
- NaOH
- H 2O C 6H 12O 6 (glukosa)
- Ba(OH)2
Senyawa - senyawa ionik C 12H 22O11 (sukrosa)
• Air merupakan pelarut sangat efektif untuk senyawa- senyawa ionik pelarut polar
(memiliki ujung positif H dan ujung negatif O) .
• Hidrasi (hydration) : proses dimana sebuah ion dikelilingi oleh molekul2 air yg tersusun
dalam keadaan tertentu membantu menstabilkan ion2 dlm larutan dan mencegah kation untuk
bergabung kembali dgn anion.
ex : NaCl (s) +(H 2O) Na + (aq) + Cl -(aq)
• Asam dan basa juga merupakan elektrolit.beberapa asam termasuk HCl dan HNO 3
merupakan elektrolit kuat.
• Beberapa asam tertentu seperti CH 3COOH mengalami
ionisasi sebagian :
CH 3COOH (aq) CH 3COO -(aq) + H +(aq) reversible. Keadaan kimia sepeti diatas
damana tidak ada perubahan menyeluruh yg dpt teramati disebut kesetimbangan kimia.

3. 1.3. Reaksi pengendapan
Ciri reaksi pengendapan (precipitation reaction) adalah terbentuknya produk yang tak
larut/endapan. Reaksi pengendapan biasanya melibatkan senyawa-senyawa ionik.misalnya
pengendapan Fe(OH) 3 :
Fe 3+(aq) + 3OH -(aq) Fe(OH) 3 (s)
50 ml dari 1,5M NaOH dicampur dengan 35 mL dari 1 M larutan
FeCl 3. 50)(10 -3 L/1mL)= 7.5 x 10 -2molOH-
Fe 3+ dan OH - sebagai reaktan pembatas
Jawab:
Mol Fe 3+ = 1 mol/L (1 mol Fe 3+/1 mol FeCl 3)(35)(10 -3 L/1ml)= 3.5 x 10 -2 mol
Mol OH -=1.5 mol/L(1 molOH -/1molNaOH)
Reaktan pembatas :
(3.5 x10 -2 mol Fe 3+/1mol Fe 3+) = 3.5x10-2
(7.5x10 -2 mol OH -/3 molOH -)= 2.5x10-2
Maka anion hidroksida sebagai reaktan pembatas .
Pencampuran kedua larutan menghasilkan endapan 2.5x10 -2 molFe(OH) 3 = 2.67 g .
1.4. Kelarutan
Kelarutan khas dari senyawa-senyawa ionik dalam air pada suhu 25 0C.
(1) Semua senyawa logam alkali (Gol.1A) dapat larut,
(2) Semua senyawa amonium (NH 4-) dapat larut ,
(3) Semua senyawa yg mengandung nitrat(NO 3-),klorat(ClO 3-) dan perklorat (ClO 4-) dapat
larut.
(4) Sebagian besar hidroksida(OH -) tidak dapat larut kecuali hidroksida logam alkali dan

4. Ba(OH) 2, Ca(OH) 2 sedkit larut.
(5) Sebagian besar senyawa yang mengandung klorida(Cl -), bromida(Br -) atau iodida(I -)
dapat larut kecuali senyawa - senyawa mengandung Ag +, Hg2 2+, dan Pb 2+
(6) Semua karbonat (CO3 2-) ,fosfat (PO 43-) dan sulfida(S 2-) tidak dapat larut kecuali
seyawa - senyawa ion logam alkali dan ion ammonium.
(7) Sebagian besar sulfat(SO 42-) dapat larut, CaSO 4 dan AgSO 4 sedikit larut, BaSO 4 dan
HgSO 4, PbSO 4 tidak larut.
1.5. Reaksi Asam Basa
• Memiliki rasa masam,misalnya : cuka (asam asetat), asam lemon(asam sitrat).
• Menyebabkan perubahan warna pada zat warna tumbuhan, misalnya : lakmus biru menjadi
merah
• Bereaksi dengan logam tertentu seperti seng, magnesium dan besi menghasilkan gas hidrogen.
Reaksi khas :
2 HCl (aq) + Mg(s) MgCl 2(aq) + H 2(aq)
• Bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat seperti :
Na2CO3, CaCO3 dan NaHCO3 menghasilkan gas CO2.
2HCl(aq) + CaCO 3(s) CaCl 2(aq) + H 2O(l) + CO 2(g).
• Larutan asam dalam air bersifat elektrolit.

5. Basa :
• Memiliki rasa pahit
• Terasa licin, misalnya : sabun yg mengandung basa
• Menyebabkan perubahan warna pada zat warna tumbuhan, misalnya : lakmus merah menjadi
biru
• Larutan basa dalam air menghantarkan arus listrik
1.6. Asam dan Basa Bronsted
Johanes Brønsted(1932) menyatakan asam sebagai donor proton dan basa sebagai akseptor
proton
Misalnya reaksi :
HCl(aq) H +(aq) + Cl -(aq)
Ion H + kehilangan elektron(proton) dalam bentuk terhidrasi. Sehingga ionisasi asam klorida
sebaiknya dinyatakan sebagai :
HCl(aq) + H 2O(l) H 3O +(aq) + Cl -(aq)
Proton terhidrasi H 3O+ disebut ion hidronium.
Asam – asam yang umum digunakan di lab adalah asam klorida,asam nitrat, asam asetat,
asama sulfat dan asam fosfat. HCl, HNO 3 dan CH 3COOH adalah asam monoprotik yaitu
setiap satuan asam menghasilkan satu ion hidrogen dalam ionisasi :
HCl(aq) H +(aq) + Cl -(aq)
HNO 3(aq) H +(aq) + NO 3-(aq)

6. 1.7. Asam- Basa Lewis
Asam adalah senyawa penerima (akseptor ) pasangan elektron, sedangkan basa adalah
senyawa pemberi (donor) pasangan elektron. Reaksi asam- basa Lewis tergolong reaksi
pembentukan ikatan koordinasi. Contoh reaksi BF3 (asam Lewis) dengan NH3 (basa Lewis).
1.8. Kekuatan Asam- Basa
Asam dapat dibedakan menjadi asam kuat dan asam lemah, begitu pula basa. Reaksi
ionisasi asam kuat, secara umum dapat ditulis :
HxA(aq)  xH+(aq) + Ax-(aq). Yang termasuk asam kuat, meliputi: HCl, HBr, HI, HNO3,
H2SO4, HClO4, dll. Reaksi asam kuat bersifat satu arah karena asam kuat mudah terionisasi
dalam air.
Reaksi ionisasi asam lemah, secara umum dapat ditulis :
HzB(aq)  zH+(aq) + B z- (aq). Yang termasuk asam lemah, meliputi: CH3COOH, HF, HCN,
H2CO3, dll. Reaksi asam lemah bersifat reversibel karena asam lemah tidak terionisasi sempurna
di dalam air.
Basa kuat meliputi senyawa- senyawa hidroksida alkali dan beberapa hidroksida alkali tanah.
Selain hidroksida- hidroksida tersebut semuanya tergolong basa lemah.
Asam kuat dan basa kuat dalam air mudah terionisasi , dengan derajat ionisasi ( ) 1, sehingga
jumlah ion- ionnya relatif banyak. Akibatnya, larutan asam kuat dan basa kuat mudah
menghantarkan arus listrik, sehingga disebut larutan elektrolit kuat. Sebaliknya, larutan basa
lemah dan asam lemah sukar terionisasi ( 1), sehingga tergolong larutan elektrolit lemah.
Senyawa- senyawa yang dapat bertindak sebagai asam (melepaskan H+) dan juga dapat bertindak
sebagai basa (melepaskan OH-) disebut senyawa amfoter. Senyawa- senyawa amfoter, meliputi:
Be(OH)2, Al(OH)3, Zn(OH)2,dll.
1.9. Indikator
Indikator asam basa adalah suatu zat yang dapat berubah warna apabila pH
lingkungannya berubah atau larutan yang berisi indikator berubah pH. Atau dengan kata lain,
suatu senyawa yang berbeda warnanya dalam larutan asam dengan larutan basa.Dalam indikator
terdapat dua warna dalam keadaan basa (warna basa) dan sebaliknya

7. Nama Pki Jenis Trayek pH Warna
Indikator
(konstanta Asam- Basa
kesetimbangan)
Fenoftalin - Asam 8,0- 9,6 Tidak berwarna- Merah
Brom Timol 7,3 Asam 6,0- 7,6 Kuning- Biru
Biru
Metil Jingga 3,4 Basa 3,1- 4,4 Merah- Jingga
Lakmus - - 4,5- 8,3 Merah- Biru
Biasanya indikator yang dipilih yaitu: a) harganya relatif murah.
CH 3COOH(aq) CH 3COO -(aq) + H +(aq)
• Asam sulfat (H2SO 4) disebut asam diprotik karena setiap satuan asam melepaskan dua ion H+
dalam 2 tahap terpisah :
H 2SO 4(aq) H +(aq) + HSO 4-(aq)
HSO 4-(aq) H +(aq) + SO4 2-(aq)
• Asam triprotik yang menghasilkan tiga ion H+ keberadaannya relatif sedikit, yang paling
dikenal adalah asam fosfat .
H 3PO 4(aq) H +(aq) + H 2PO 4-(aq)
H 2PO 4-(aq) H +(aq) + HPO4 2-(aq)
HPO4 2-(aq) H +(aq) + PO4 3-(aq)
H 3PO 4, H 2PO 4-, HPO4 2- merupakan asam lemah
1.10. Penetralan Asam-Basa
• Reaksi penetralan (neutralization reaction) merupakan reaksi antara asam dan basa.

8. • Reaksi asam basa dalam medium air :
Asam + basa garam + air
Ex : HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2O(l)
Persamaan ioniknya :
H (+a q) + Cl -(aq) + Na +(aq) + OH -(aq) Na +(aq) + Cl -(aq) + H 2O(l)
H (+a q) + OH -(aq) H 2O(l)
Baik Na + maupun Cl - merupakan ion - ion pendamping.
• Contoh reaksi penetralan asam-basa, lainnya :
HF(aq) + KOH(aq) KF(aq) + H 2O(l)
H 2SO 4(aq) + 2NaOH(aq) NaSO 4(aq) + 2H 2O(l)
HNO 3(aq) + NH 3(aq) NH 4NO 3(aq)
1.11. Konsentrasi larutan dalam satuan kimia
a. Konsentrasi Molar
Ada beberapa cara yang untuk memperoleh konsentrasi larutan secara kuantitatis. Suatu
istilah yang sangat berguna dan berkaitan dengan stoikiometri suatu reaksi dalam larutan disebut
konsentrasi molar atau molaritas dengan simbol M. Dinyatakan sebagai jumlah mol suatu zat
terlarut (solut) dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter. Larutan
yang mengandung 1 mol NaCl dalam 1 L larutan mempunyai molaritas 1 mol NaCl/(L larutan)
atau 1 M dan disebut 1 molar larutan.

9. Molaritas (M) = mol zat terlarut
Volume ( liter )
b. Normalitas (N)
Menyatakan banyaknya gram ekivalen solute yg terdapat dalam 1 L larutan. Gram
ekivalen ditentukan oleh massa ekivalen solute, yang berhubungan dengan reaksi kimia sbb :
Pada reaksi netralisasi asam basa :
H+ + OH - H 2O
1. Massa ekivalen dari asam adalah setara dengan fraksi massa molekul yang dapat
memberikan satu buah H + untuk melakukan reaksi netralisasi. Gram ekivalen
merupakan jumlah massa zat yg dibutuhkan untuk mereaksikan 1 mol H+.
2. Massa ekivalen suatu basa adalah setara dengan fraksi massa molekul yg dapat
memberikan 1 OH - atau dapat bereaksi dengan 1 H+
c. Molalitas (m)
Menyatakan banyaknya solute per kilogram solvent dalam suatu larutan. Molalitas tak
dapat dihitung dari nilai molaritas (M) jika kerapatan jenis tidak diketahui. Bila diketahui HCl
bermolalitas 1m artinya terdapat 1mol HCl anhidrat dalam 1000 gram pelarut.
d. Fraksi mol
Merupakan pernyataan jumlah mol(n) suatu komponen dibagi dengan jumlah mol semua
komponen dalamlarutan tersebut
Bila fraksi mol dinyatakan dalam x = Nilai x biasanya dinyatakan dalam persen.
1. Ada 2 reaksi dalam larutan, yaitu:
a) Eksoterm, yaitu proses melepaskan panas dari sistem ke lingkungan, temperatur
dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat- zat kimia yang
bersangkutan akan turun.
b) Endoterm, yaitu menyerap panas dari lingkungan ke sistem, temperatur dari
campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat- zat kimia yang
bersangkutan akan naik.

10. 2. Larutan dapat dibagi menjadi 3, yaitu:
a) Larutan tak jenuh yaitu larutan yang mengandung solute (zat terlarut) kurang dari
yang diperlukan untuk membuat larutan jenuh. Atau dengan kata lain, larutan yang
partikel- partikelnya tidak tepat habis bereaksi dengan pereaksi (masih bisa
melarutkan zat). Larutan tak jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion < Ksp
berarti larutan belum jenuh ( masih dapat larut).
b) Larutan jenuh yaitu suatu larutan yang mengandung sejumlah solute yang larut dan
mengadakan kesetimbangn dengan solut padatnya. Atau dengan kata lain, larutan
yang partikel- partikelnya tepat habis bereaksi dengan pereaksi (zat dengan
konsentrasi maksimal). Larutan jenuh terjadi apabila bila hasil konsentrasi ion = Ksp
berarti larutan tepat jenuh.
c) Larutan sangat jenuh (kelewat jenuh) yaitu suatu larutan yang mengandung lebih
banyak solute daripada yang diperlukan untuk larutan jenuh. Atau dengan kata lain,
larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut sehingga terjadi endapan. Larutan
sangat jenuh terjadi apabila bila hasil kali konsentrasi ion > Ksp berarti larutan lewat
jenuh (mengendap).
Berdasarkan banyak sedikitnya zat terlarut, larutan dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:
a) Larutan pekat yaitu larutan yang mengandung relatif lebih banyak solute dibanding
solvent.
b) Larutan encer yaitu larutan yang relatif lebih sedikit solute dibanding solvent.
Dalam suatu larutan, pelarut dapat berupa air dan tan air.
1.12. Sifat Koligatif Larutan
Koligatif artinya bersama- sama yang berasal dari kata koligeal yang berarti sifat bersama. Jadi
sifat koligatif larutan adalah sifat fisik larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel yang
tidak dipengaruhi oleh sifat zat.Perhitungan sifat koligatif larutan elektrolit hanya dikalikan
faktor van t Hoff (i) terhadap rumusan sifat koligatif larutan non elektrolitnya, kecuali pada
penurunan tekanan uap ada perbedaan perhitungan Xterlarut untuk elektrolit.
Sifat Koligatif Larutan non- elektrolit Larutan elektrolit
1. Penurunan tekanan P = P0 . Xt P = P0 . x i
uap ( P)
P= P0 - P
2. Kenaikan titik didih tb= Kb . m tb= Kb . m. i
( tb )

11. 3. Penurunan titik beku tf = Kf . m tf = Kf . m. i
( tf)
4. Tekanan osmotik ( ) = M. R.T = M. R.T. i
Keterangan: i= = Faktor Van t Hoff
R= tetapan gas= 0,082 liter atm/ mol K
N= jumlah koefisien kation dan anion
= derajat ionisasi
Kb= konstanta kenaikan titik didih molal pelarut.
Kf= konstanta penurunan titik beku molal pelarut.
nt= mol terlarut
np= mol pelarut
T= derajat Kelvin
M= molar= mol/liter
P= tekanan uap larutan.
Untuk senyawa garam yang sangat encer, dengan konsentrasi zat terlarut jauh lebih kecil dari
batas kelarutannya, harga derajat ionisasi sama dengan satu ( =1), sehingga harga i = n.
Penurunan tekanan uap ( P), Kenaikan titik didih ( tb) dan Penurunan titik beku
( tf)
Menguap adalah peristiwa partikel- partikel zat cair meninggalkan permukaan. Mendidih adalah
temperatur titik didih dimana tekanan uap jenuh di dalam larutan sama dengan tekanan udara
luar. Ketika tekanan di dalam sama dengan tekanan di luar disebut temperatur didih.
ISI
Air Air + zat terlarut yang Tekanan udara,1 atm= 76 cmHg berada di
tidak mudah menguap permukaan laut laut. Jika kita naik 100 m di atas
(Pelarut murni) permukaan air laut maka tekanan udara
(2) berkurang sebesar 1 cmHg.
(1)
Tekanan uap pada pelarut murni (1) lebih besar
karena pada larutan nomor 2 terdapat hambatan yang menghalangi terjadinya penguapan
sehingga pada larutan nomor 2 dalam proses penguapan diperlukan suhu lebih tinggi
sehingga titik didih menjadi tinggi, di sini pula mengalami penurunan titik beku.

12. 1.13. Ciri – ciri reaksi kimia dalam larutan air
1. Terjadi perubahan warna
Pada reaksi kimia, reaktan diubah menjadi produk. Perubahan yang terjadi dapat
disebabkan adanya pemutusan ikatan-ikatan antaratom reaktan dan pembentukan ikatan-ikatan
bru yang membentuk produk. Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi. Untuk membentuk
ikatan yang baru, dilepaskan sejumlah energi. Jadi, pada reaksi kimia terjadi perubahan energi.
Reaksi kimia yang menghasilkan energi dalam bentuk panas disebut dengan reaksi
eksotermis. Reaksi yang menyerap energi panas disebut dengan reaksi endotermis.
Contoh : Api dapat menghangatkan tubuh yang kedinginan dan ketika bernafas panas yang ada
dalam tubuh akibat berolahraga dikeluarkan sehingga tubuh menjadi dingin.
2. Terjadi perubahan suhu
Pada reaksi kimia, reaktan diubah menjadi produk. Perubahan yang terjadi dapat
disebabkan adanya pemutusan ikatan-ikatan antaratom pereaksi dan pembentukan ikatan-ikatan
baru yang membentuk produk. Untuk memutuskan ikatan diperlukan energi.
Reaksi kimia yang menghasilkan energi dalam bentuk panas disebut dengan reaksi eksotermis,
sedangkan reaksi yang menyerap energi panas disebut reaksi endotermis.
Reaksi kimia terjadi pada suatu ruang yang kita sebut dbngan sistem, tempat di luar
sistemdisebutdenganlingkungan. Pada reaksi eksotermis, terjadi perpindahan energi panas dari
sisitem ke lingkungan. Pada reaksi endotermis terjadi perpindahan energi panas dari lingkungan
ke system.
3. Terjadi pembentukan endapan
Ketika mereaksikan dua larutan dalam sebuah tabung reaksi, kadang-kadang terbentuk
suatu senyawa yang tidak larut, berbentuk padat, dan terpisah dari larutannya.
Padatan itu disebut dengan endapan (presipitat).
4. Terjadi pembentukan gas
Secara sederhana, dalam reaksi kimia adanya gas yang terbentuk ditunjukkan dengan
adanya gelembung-gelembung dalam larutan yang direaksikan. Adanya gas dapat diketahui dari
baunya yang khas, seperti asam sulfida (H2S) dan amonia (NH3) yang berbau busuk.