EXAMPLE

EXAMPLE BAB 4 tentang Larutan

 Tabel 4.2

Logam Alkali adalah Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

EXAMPLE 4.1

Kelompokkan senyawa ionik berikut sebagai dapat larut atau tidak dapat larut: (a) perak sulfat (Ag₂SO₄), (b) kalsium karbonat (CaCO₃), (c) natrium fosfat (Na₃PO₄).

Strategi

Meskipun tidak perlu menghafal kelarutan senyawa, kita harus tetap mengingat aturan yang berguna berikut: semua senyawa ionik yang mengandung kation logam alkali; ion amonium; dan ion nitrat, bikarbonat, dan klorat adalah zat dapat larut. Untuk senyawa yang lain, kita perlu merujuk pada Tabel 4.2.

Penyelesaian 

(a) Menurut Tabel 4.2, Ag₂SO₄ tidak dapat larut. 

(b) Ini adalah karbonat dan Ca adalah logam Golongan 2A. Oleh karena itu, CaCO₃ tidak dapat larut. 

(c) Natrium adalah logam alkali (Golongan 1A) jadi Na₃PO₄ larut.

Latihan

Kelompokkan senyawa ionik berikut sebagai dapat larut atau tidak dapat larut: 

(a) CuS, 

(b) Ca(OH)₂, 

(c) Zn(NO₃)₂.

Jawaban

(a)Tidak larut,Karena Cu bukan logam alkali dan S merupakan senyawa tidak larut

(b)Tidak larut,Karena Ca dan (OH) termasuk ke dalam senyawa tidak larut

(c)Larut,karena NO3 termasuk kedalam senyawa larut

EXAMPLE 4.2

Contoh 4.2

Prediksikan apakah yang terjadi ketika larutan kalium fosfat (K₃PO₄) dicampur dengan larutan kalsium nitrat [Ca(NO₃)₂]. Tuliskan persamaan ion bersih untuk reaksi ini!

Strategi

Dari informasi yang diberikan, pertama-tama berguna untuk menulis persamaan tidak setara

K₃PO₄(aq) + Ca(NO₃)₂(aq) → ?

Apa yang terjadi ketika senyawa ionik larut dalam air? Ion apa yang terbentuk dari pemisahan K₃PO₄ dan Ca(NO₃)₂? Apa yang terjadi ketika kation bertemu anion dalam larutan?

Penyelesaian 

Dalam larutan, K₃PO₄ terdisosiasi menjadi ion K⁺ dan PO₄³⁻ dan Ca(NO₃)₂ terdisosiasi menjadi ion Ca²⁺ dan NO₃⁻. Menurut Tabel 4.2, ion kalsium (Ca²⁺) dan ion fosfat (PO₄³⁻) akan membentuk senyawa yang tidak dapat larut, kalsium fosfat [Ca₃(PO₄)₂], sedangkan produk lainnya, KNO₃ dapat larut dan tetap dalam larutan sebagai ion. Karena itu, ini adalah reaksi presipitasi. Kita mengikuti prosedur bertahap yang baru saja dijelaskan.

Langkah 1: Persamaan molekul setara untuk reaksi ini adalah

2K₃PO₄(aq) + 3Ca(NO₃)₂(aq) → Ca₃(PO₄)₂(s) + 6KNO₃(aq)

Langkah 2: Untuk menulis persamaan ion, senyawa yang larut ditampilkan sebagai ion terdisosiasi:

6K⁺(aq) + 2PO₄³⁻ (aq) + 3Ca²⁺(aq) + 6NO₃⁻(aq) → 6K⁺(aq) + 6NO₃⁻(aq) + Ca₃(PO₄)₂(s)

Langkah 3: Menghilangkan ion penonton (K⁺ dan NO₃⁻) di setiap sisi persamaan, kita mendapatkan persamaan ion bersih:

3Ca²⁺(aq) + 2PO₄³⁻ (aq) → Ca₃(PO₄)₂(s)

Langkah 4: Perhatikan bahwa karena kita pertama-tama menyetarakan persamaan molekul, persamaan ion bersih disetarakan dengan jumlah atom di setiap sisi dan jumlah muatan positif (+6) dan negatif (-6) di sisi kiri adalah sama.

Latihan

Prediksikan apakah endapan akan dihasilkan dengan mencampurkan larutan Al(NO₃)₃ dengan larutan NaOH. Tuliskan persamaan ion bersih untuk reaksi ini!

Jawaban

Dalam larutan, Al(NO3) terdisosiasi menjadi ion Al3+ dan NO3⁻ dan NaOH terdisosiasi menjadi ion Na⁺ dan OH⁻. Menurut Tabel 4.2, ion Natrium (Na) dan ion nitrat (NO3⁻) akan membentuk senyawa  natrium nitrat [NaNO3] yang dapat larut  dan tetap dalam larutan sebagai ion. sedangkan produk lainnya, Al(OH)3 tidak dapat larut Karena itu, ini adalah reaksi presipitasi. Kita mengikuti prosedur bertahap yang baru saja dijelaskan.

Langkah 1: Persamaan molekul setara untuk reaksi ini adalah

Al(NO₃)₃(aq) + 3NaOH(aq) → 3NaNO3(aq) + Al(OH)3(s)

Langkah 2: Untuk menulis persamaan ion, senyawa yang larut ditampilkan sebagai ion terdisosiasi:

            3Na⁺ + 3OH⁻ + Al³⁺ +3NO₃⁻ → 3Na⁺ + 3NO₃⁻ + Al(OH)3(s)

Langkah 3: Menghilangkan ion penonton (Na⁺ dan NO₃⁻) di setiap sisi persamaan, kita mendapatkan persamaan ion bersih:

Al³⁺ +  3OH⁻ → Al(OH)3(s)

Langkah 4: Perhatikan bahwa karena kita pertama-tama menyetarakan persamaan molekul, persamaan ion bersih disetarakan dengan jumlah atom di setiap sisi dan jumlah muatan positif  dan negatif  di sisi kiri adalah sama.

EXAMPLE 4.3

Contoh 4.3

Klasifikasi masing-masing spesi berikut dalam larutan air sebagai asam atau basa Brønsted: (a) HBr, (b) NO₂⁻, (c) HCO₃⁻.

Strategi

Apa karakteristik asam Brønsted? Apakah asam Brønsted mengandung setidaknya satu atom H? Dengan pengecualian amonia, sebagian besar basa Brønsted yang akan kita jumpai pada tahap ini adalah anion.

Penyelesaian

(a) Kita tahu bahwa HCl adalah asam. Karena Br dan Cl keduanya adalah halogen (Golongan 7A), kita harapkan HBr, seperti HCl, terionisasi dalam air sebagai berikut:

HBr(aq) → H⁺(aq) + Br⁻(aq)

Oleh karena itu HBr adalah asam Brønsted.

(b) Dalam larutan, ion nitrit dapat menerima proton dari air membentuk asam nitrit:

NO₂⁻(aq) + H⁺(aq) → HNO₂(aq)

Sifat ini menjadikan NO₂⁻ basa Brønsted.

(c) Ion bikarbonat adalah asam Brønsted karena terionisasi dalam larutan sebagai berikut:

HCO₃⁻ (aq) ⇋ H⁺(aq) + CO₃²⁻(aq)

Ion ini juga merupakan basa Brønsted karena dapat menerima proton membentuk asam karbonat:

HCO₃⁻(aq)  +  H⁺(aq) ⇋  H₂CO₃(aq)

Komentar

Spesi HCO₃⁻ dikatakan bersifat amfoter karena memiliki sifat asam dan sifat basa. Panah ganda menunjukkan bahwa ini adalah reaksi yang dapat balik.

Latihan

Klasifikasi masing-masing spesi berikut sebagai asam atau basa Brønsted:

(a) SO₄²⁻

(b) HI.

Jawab 

(a) SO₄²⁻

dalam larutan ion sulfat akan dapat menerima proton membentuk asam sulfat:

                                SO₄²⁻(aq) + 2H⁺(aq) → H2SO₄(aq)

sifat ini menjadikan SO₄²⁻ basa Brønsted

(b)HI

Kita tahu bahwa HI adalah asam. Karena I dan Cl keduanya adalah halogen (Golongan 7A), kita harapkan HI, seperti HCl, terionisasi dalam air sebagai berikut:

HI(aq) → H⁺(aq) + I⁻(aq)

Oleh karena itu HBr adalah asam Brønsted.

EXAMPLE 4.4

Contoh 4.4

Tetapkan bilangan oksidasi untuk semua unsur dalam senyawa dan ion berikut ini: (a) Li₂O, (b) HNO₃, (c) Cr₂O₇²⁻.

Strategi 

Secara umum, kita mengikuti aturan yang baru saja dicatat untuk menetapkan bilangan oksidasi. Ingat bahwa semua logam alkali memiliki bilangan oksidasi +1, dan dalam banyak kasus hidrogen memiliki bilangan oksidasi +1 dan oksigen memiliki bilangan oksidasi -2 dalam senyawanya.

Penyelesaian 

(a) Berdasarkan aturan 2 kita melihat bahwa litium memiliki bilangan oksidasi +1 (Li⁺) dan bilangan oksidasi oksigen adalah -2 (O²⁻).

(b) Ini adalah rumus untuk asam nitrat, yang menghasilkan ion H⁺ dan ion NO₃⁻ dalam larutan. Dari aturan 4 kita melihat bahwa H memiliki bilangan oksidasi +1. Dengan demikian gugus lain (ion nitrat) harus memiliki bilangan oksidasi bersih -1. Oksigen memiliki bilangan oksidasi -2, dan jika kita menggunakan x untuk mewakili bilangan oksidasi nitrogen, maka ion nitrat dapat ditulis sebagai

[N⁽ˣ⁾O₃⁽²⁻⁾]⁻

sehingga  

x + 3(-2) = -1

atau

x = +5

(c) Dari aturan 6 kita melihat bahwa jumlah bilangan oksidasi dalam ion dikromat Cr₂O₇²⁻ harus -2. Kita tahu bahwa bilangan oksidasi O adalah -2, jadi yang tersisa hanyalah menentukan bilangan oksidasi Cr, yang kita misalkan disebut y. Ion dikromat dapat ditulis sebagai

sehingga

2(y) + 7(-2) = -2

atau

y = +6

Periksa 

Dalam setiap kasus, apakah jumlah bilangan oksidasi semua atom sama dengan muatan bersih pada spesi?

Latihan

Tetapkan bilangan oksidasi untuk semua unsur dalam senyawa dan ion berikut ini: (a) PF₃, (b) MnO₄⁻.

Jawab

(a)PF₃

F adalah unsur golongan VII A sehingga biloksnya adalah -1

maka biloks dari P adalah +3

(b)MnO₄⁻

O biloksnya adalah (negatif) 2  (x 4 karena ada 4)

Jumlah Biloks MnO₄⁻ adalah -1

Mn = x

x + (-8) = -1

Mn biloksnya adalah 7

EXAMPLE 4.6

Contoh 4.6

Klasifikasikan reaksi redoks berikut dan tunjukkan perubahan dalam bilangan oksidasi unsur:

(a) 2N₂O(g) → 2N₂(g) + O₂(g)
(b) 6Li(s) + N₂(g) → 2Li₃N(s)
(c) Ni(s) + Pb(NO₃)₂(aq) → Pb(s) + Ni(NO₃)₂(aq)

(d) 2NO₂(g) + H₂O(l) → HNO₂(aq) + HNO₃(aq)

Strategi 

Tinjau definisi reaksi pembentukan, reaksi penguraian, reaksi pembakaran, reaksi perpindahan, dan reaksi disproporsionasi.

Penyelesaian

(a) Ini adalah reaksi penguraian karena satu reaktan diubah menjadi dua produk yang berbeda. Bilangan oksidasi N berubah dari +1 menjadi 0, sedangkan O berubah dari -2 menjadi 0.

(b) Ini adalah reaksi pembentukan (dua reaktan membentuk produk tunggal). Bilangan oksidasi Li berubah dari 0 menjadi +1 sedangkan N berubah dari 0 menjadi -3.

(c) Ini adalah reaksi perpindahan logam. Logam Ni menggantikan (mereduksi) ion Pb²⁺. Bilangan oksidasi Ni meningkat dari 0 menjadi +2 sedangkan Pb menurun dari +2 menjadi 0.

(d) Bilangan oksidasi N adalah +4 dalam NO₂ dan +3 dalam HNO₂ dan +5 dalam HNO₃. Karena bilangan oksidasi dari unsur yang sama meningkat dan menurun, ini adalah reaksi disproporsionasi.

Latihan

Identifikasi reaksi redoks berikut berdasarkan jenisnya:

(a) Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

(b) S + 3F₂ → SF₆

(c) 2CuCl → Cu + CuCl₂

(d) 2Ag + PtCl₂ → 2AgCl + Pt

Jawab

(a) Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

ini adalah reaksi Penguraian

(b) S + 3F₂ → SF₆

ini adalah reaksi Pembentukan

(c) 2CuCl → Cu + CuCl₂

Ini adalah reaksi disproporsional

(d) 2Ag + PtCl₂ → 2AgCl + Pt

ini adalah reaksi perpindahan logam