Reaksi Kimia

Kimia (dari bahasa Farsi dan bahasa Indo-Eropah کیمیا / kimia "seni transformasi" "alkimia") adalah ilmu yang mempelajari mengenai komposisi dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia sering disebut sebagai "ilmu pusat" karena menghubungkan berbagai ilmu lain, seperti fisika, ilmu bahan, nanoteknologi, biologi, farmasi, kedokteran, bioinformatika, dan geologi. Reaksi kimia dapat difasilitasi dengan suatu katalis, yang umumnya merupakan zat kimia lain yang terlibat dalam media reaksi tapi tidak dikonsumsi (contohnya adalah asam sulfat yang mengkatalisasi elektrolisis air) atau fenomena immaterial (seperti radiasi elektromagnet dalam reaksi fotokimia).

Materi dapat digolongkan dalam 4 fase, urutan dari yang memiliki energi paling rendah adalah padat, cair, gas, dan plasma. Satu cara untuk membedakan ketiga fase pertama adalah dengan volume dan bentuknya: kasarnya, zat padat memiliki volume dan bentuk yang tetap, zat cair memiliki volume tetap tapi tanpa bentuk yang tetap, sedangkan gas tidak memiliki baik volume ataupun bentuk yang tetap. Air (H₂O) berbentuk cairan dalam suhu kamar karena molekul-molekulnya terikat oleh gaya antarmolekul yang disebut ikatan hidrogen.

Di sisi lain, hidrogen sulfida (H₂S) berbentuk gas pada suhu kamar dan tekanan standar, karena molekul-molekulnya terikat dengan interaksi dwikutub (dipole) yang lebih lemah. Ikatan hidrogen pada air memiliki cukup energi untuk mempertahankan molekul air untuk tidak terpisah satu sama lain, tapi tidak untuk mengalir, yang menjadikannya berwujud cairan dalam suhu antara 0 °C sampai 100 °C pada permukaan laut. Ilmuwan yang mempelajari kimia sering disebut kimiawan.

Kimia yang diajarkan pada sekolah menengah sering disebut "kimia umum" dan ditujukan sebagai pengantar terhadap banyak konsep-konsep dasar dan untuk memberikan pelajar alat untuk melanjutkan ke subjek lanjutannya. Adalah api yang menuntun manusia pada penemuan besi dan gelas. Hal ini menciptakan suatu protosains yang disebut alkimia.

Alkimiawan pertama yang dianggap menerapkan metode ilmiah terhadap alkimia dan membedakan kimia dan alkimia adalah Robert Boyle (1627–1691). Walaupun demikian, kimia seperti yang kita ketahui sekarang diciptakan oleh Antoine Lavoisier dengan hukum kekekalan massanya pada tahun 1783. Penemuan unsur kimia memiliki sejarah yang panjang yang mencapai puncaknya dengan diciptakannya tabel periodik unsur kimia oleh Dmitri Mandeleyev pada tahun 1869.

Penghargaan nobel dalam kimia yang diciptakan pada tahun 1901 memberikan gambaran bagus mengenai penemuan kimia selama 100 tahun terakhir. Pada bagian awal abad ke-20, sifat subatomik atom diungkapkan dan ilmu mekanika kuantum mulai menjelaskan sifat fisik ikatan kimia. Pada pertengahan abad ke-20, kimia telah berkembang sampai dapat memahami dan memprediksi aspek-aspek biologi yang melebar ke bidang biokimia.

Pada tahun 2004, produsen bahan kimia 50 teratas global memiliki penjualan mencapai 587 bilyun dolar AS dengan margin keuntungan 8,1% dan pengeluaran riset dan pengembangan 2,1% dari total penjualan. Terdapat pula beberapa cabang antar-bidang dan cabang-cabang yang lebih khusus dalam kimia:

• Kimia analitik adalah analisis cuplikan bahan untuk memperoleh pemahaman tentang susunan kimia dan strukturnya;
• Biokimia mempelajari senyawa kimia, reaksi kimia, dan interaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup;
• Kimia anorganik mengkaji sifat-sifat dan reaksi senyawa anorganik;
• Kimia organik mengkaji struktur, sifat, komposisi, mekanisme, dan reaksi senyawa organik;
• Kimia fisik mengkaji dasar fisik sistem dan proses kimia, khususnya energitika dan dinamika sistem dan proses tersebut;
• Kimia teori adalah studi kimia melalui penjabaran teori dasar (biasanya dalam matematika atau fisika); dan
• Kimia nuklir mengkaji bagaimana partikel subatom bergabung dan membentuk inti.

Bidang lain antara lain adalah astrokimia, biologi molekular, elektrokimia, farmakologi, fitokimia, fotokimia, genetika molekular, geokimia, ilmu bahan, kimia aliran, kimia atmosfer, kimia benda padat, kimia hijau, kimia inti, kimia medisinal, kimia komputasi, kimia lingkungan, kimia organologam, kimia permukaan, kimia polimer, kimia supramolekular, nanoteknologi, petrokimia, sejarah kimia, sonokimia, teknik kimia, serta termokimia.

Atom adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif, yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti. Unsur adalah sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur.

Sebagai contoh, semua atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, dan semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium. Tampilan unsur-unsur yang paling pas adalah dalam tabel periodik, yang mengelompokkan unsur-unsur berdasarkan kemiripan sifat kimianya. Contoh ion poliatom yang tidak terpecah sewaktu reaksi asam-basa adalah hidroksida (OH⁻) dan fosfat (PO₄³⁻).

Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni yang masih mempertahankan sifat kimia dan fisik yang unik. Fase adalah kumpulan keadaan sebuah sistem fisik makroskopis yang relatif serbasama baik itu komposisi kimianya maupun sifat-sifat fisikanya (misalnya masa jenis, struktur kristal, indeks refraksi, dan lain sebagainya). Contoh keadaan fase yang kita kenal adalah padatan, cair, dan gas.

Keadaan fase dari material magnetik adalah paramagnetik, feromagnetik dan diamagnetik. Reaksi kimia adalah transformasi/perubahan dalam struktur molekul. Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan.

Semua reaksi kimia:

• Memiliki 2 bagian, yaitu reaktan dan produk; dan
• Dalam sebuah kalimat dinyatakan, misalnya tembaga beraksi dengan klorin untuk membentuk tembaga (II) klorida atau tembaga + klorin → tembaga (II) klorida.

Simbol atau lambang yang digunakan dalam persamaan reaksi kimia:

• Tanda panah, memisahkan antara reaktan dari produk;
• Tanda plus (+) dibaca ‘dan’;
•  (s) setelah rumus kimia berarti padat, (g) berarti gas, (l) berarti cairan, (aq) berarti berair atau dilarutkan dalam air; dan
•  ↑ digunakan setelah suatu produk, menunjukkan produk tersebut adalah gas, sama dengan (g), ↓ digunakan setelah suatu produk menunjukkan produk tersebut adalah padatan, sama dengan (s);

Kerangka Persamaan Reaksi Kimia: 

• Semua reaksi kimia dijelaskan dalam persamaan kata;
• Menggunakan rumus-rumus kimia dan lambang-lambang untuk menerangkan suatu reaksi kimia; dan
• Tidak menunjukkan penjumlahan.

Di bawah ini adalah contoh-contoh klasifikasi reaksi kimia yang biasanya digunakan:

• Berdasarkan perubahan energi

1. Reaksi eksoterm = terbentuk panas (energi); dan
2. Reaksi endoterm = menyerap energi (panas).

• Berdasarkan kompleksitas partikel

1. Reaksi analisis = penguraian;
2. Reaksi sintesis = penggabungan;
3. Reaksi metatesis = pertukaran;
4. Reaksi pembentukan endapan = zat padat dengan tingkat kelarutan sangat kecil;
5. Reaksi pembentukan gas = produk tidak larut dalam air, tidak stabil sehingga terurai; dan
6. Reaksi penetralan = ion H+ dari asam dan ion OH- dari basa membentuk H2O.

• Berdasarkan terjadi tidaknya perubahan bilangan oksidasi

1. Reaksi redoks; dan
2. Reaksi bukan redoks.

Laju reaksi secara mendasar tergantung pada:

• Konsentrasi reaktan, yang biasanya membuat reaksi berjalan dengan lebih cepat apabila konsentrasinya dinaikkan;
• Luas permukaan yang tersedia bagi reaktan untuk saling berinteraksi, terutama reaktan padat dalam sistem heterogen;
• Tekanan, dengan meningkatkan tekanan, kita menurunkan volume antar molekul sehingga akan meningkatkan frekuensi tumbukan molekul;
• Energi aktivasi, yang didefinisikan sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk membuat reaksi bermulai dan berjalan secara spontan;
• Temperatur, yang meningkatkan laju reaksi apabila dinaikkan, hal ini dikarenakan temperatur yang tinggi meningkatkan energi molekul, sehingga meningkatkan tumbukan antar molekul per satuan waktu;
• Keberadaan ataupun ketiadaan katalis; dan
• Untuk beberapa reaksi, keberadaan radiasi elektromagnetik, utamanya ultraviolet, diperlukan untuk memutuskan ikatan yang diperlukan agar reaksi dapat bermulai.

Penyelesaian persamaan Schrödinger untuk atom hidrogen memberikan bentuk persamaan gelombang untuk orbital atom, dan energi relatif dari orbital 1s, 2s, 2p, dan 3p.

Konsep yang paling mendasar dalam kimia adalah hukum kekekalan massa yang menyatakan bahwa tidak ada perubahan jumlah zat yang terukur pada saat reaksi kimia biasa. Industri kimia adalah salah satu aktivitas ekonomi yang penting. Top 50 produser kimia dunia pada tahun 2004 mempunyai penjualan sebesar USD $587 milyar dengan profit margin sebesar 8.1% dan pengeluaran rekayasa (research and development) sebesar 2.1% dari total penjualan kimia.

Untuk reaksi-reaksi yang sulit dikerjakan anda bisa menggunakan website ini, chemical equation balancer.