Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan
senyawa kimia.
[1] Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai
reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan 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
elektron 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.
Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam
sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan. Dalam
biokimia, sederet reaksi kimia yang
dikatalisis oleh
enzim membentuk
lintasan metabolisme, di mana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan.
Sejarah
Reaksi kimia seperti
pembakaran,
fermentasi, dan reduksi dari bijih menjadi logam sudah diketahui sejak dahulu kala. Teori-teori awal transformasi dari material-material ini dikembangkan oleh filsuf Yunani Kuno, seperti
Teori empat elemen dari
Empedocles yang menyatakan bahwa substansi apapun itu tersusun dari 4 elemen dasar: api, air, udara, dan bumi. Di abad pertengahan, transformasi kimia dipelajari oleh para
alkemis. Mereka mencoba, misalnya, mengubah
timbal menjadi
emas, dengan mereaksikan timbal dengan campuran tembaga-timbal dengan
sulfur.
[2]
Produksi dari senyawa-senyawa kimia yang tidak terdapat secara alami di bumi telah lama dicoba oleh para ilmuwan, seperti sintesis dari
asam sulfur dan
asam nitrat oleh alkemis
Jābir ibn Hayyān. Proses ini dilakukan dengan cara memanaskan mineral-mineral sulfat dan nitrat, seperti
tembaga sulfat,
alum dan
kalium nitrat. Pada abad ke-17,
Johann Rudolph Glauber memproduksi
asam klorida dan
natrium sulfat dengan mereaksikan
asam sulfat dengan
natrium klorida. Dengan adanya pengembangan
lead chamber process pada tahun 1746 dan
proses Leblanc, sehingga memungkinkan adanya produksi asam sulfat dan
natrium karbonat dalam jumlah besar, maka reaksi kimia dapat diaplikasikan dalam industri. Teknologi asam sulfat yang semakin maju akhirnya menghasilkan
proses kontak pada tahun 1880-an,
[3] dan
proses Haber dikembangkan pada tahun 1909–1910 untuk sintesis
amonia.
[4]
Dari abad ke-16, sejumlah peneliti seperti
Jan Baptist van Helmont,
Robert Boyle dan
Isaac Newton mencoba untuk menemukan teori-teori dari transformasi-transformasi kimia yang sudah dieksperimenkan.
Teori plogiston dicetuskan pada tahun 1667 oleh
Johann Joachim Becher. Teori itu mempostulatkan adanya elemen seperti api yang disebut "plogiston", yang terdapat dalam benda-benda yang dapat terbakar dan dilepaskan selama
pembakaran. Teori ini dibuktikan salah pada tahun 1785 oleh
Antoine Lavoisier, yang akhirnya memberikan penjelasan yang benar tentang pembakaran.
[5]
Pada tahun 1808,
Joseph Louis Gay-Lussac akhirnya mengetahui bahwa karakteristik gas selalu sama. Berdasarkan hal ini dan teori atom dari
John Dalton,
Joseph Proust akhrinya mengembangkan
hukum perbandingan tetap yang nantinya menjadi konsep awal dari
stoikiometri dan
persamaan reaksi.
[6]
Pada bagian
kimia organik, telah lama dipercaya bahwa senyawa yang terdapat pada organisme yang hidup itu terlalu kompleks untuk bisa didapatkan melalui
sintesis kimia. Menurut konsep
vitalisme, senyawa organik dilengkapi dengan "kemampuan vital" sehingga "berbeda" dari material-material inorganik. Tapi pada akhirnya, konsep ini pun berhasil dipatahkan setelah
Friedrich Wöhler berhasil mensintesis
urea pada tahun 1828. Kimiawan lainnya yang memiliki kontribusi terhadap ilmu kimia organik di antaranya
Alexander William Williamson dengan
sintesis eter yang dilakukannya dan
Christopher Kelk Ingold yang menemukan mekanisme dari
reaksi substitusi.
Persamaan reaksi digunakan untuk menggambarkan reaksi kimia. Persamaan reaksi terdiri dari
rumus kimia atau
rumus struktur dari reaktan di sebelah kiri dan produk di sebelah kanan. Antara produk dan reaktan dipisahkan dengan tanda panah (→) yang menunjukkan arah dan tipe reaksi. Ujung dari tanda panah tersebut menunjukkan reaksinya bergerak ke arah mana. Tanda panah ganda (
), yang mempunyai dua ujung tanda panah yang berbeda arah, digunakan pada
reaksi kesetimbangan. Persamaan kimia haruslah seimbang, sesuai dengan
stoikiometri, jumlah atom tiap unsur di sebelah kiri harus sama dengan jumlah atom tiap unsur di sebelah kanan. Penyeimbangan ini dilakukan dengan menambahkan angka di depan tiap molekul senyawa (dilambangkan dengan
A, B, C dan
D di diagram skema di bawah) dengan angka kecil (
a, b, c dan
d) di depannya.
[7]
Reaksi yang lebih rumit digambarkan dengan skema reaksi, tujuannya adalah untuk mengetahui senyawa awal atau akhir, atau juga untuk menunjukkan
fase transisi. Beberapa reaksi kimia juga bisa ditambahkan tulisan di atas tanda panahnya; contohnya penambahan air, panas, iluminasi, katalisasi, dsb. Juga, beberapa produk minor dapat ditempatkan di bawah tanda panah.
Analisis retrosintetik dapat dipakai untuk mendesain reaksi sintesis kompleks. Analisis dimulai dari produk, contohnya dengan memecah ikatan kimia yang dipilih menjadi reagen baru. Tanda panah khusus (⇒) digunakan dalam reaksi retro.
[8]
Reaksi elementer adalah reaksi pemecahan paling sederhana dan hasil dari reaksi ini tidak memiliki produk sampingan.
[9] Kebanyakan reaksi yang berhasil ditemukan saat ini adalah pengembangan dari reaksi elementer yang munculnya secara secara paralel atau berurutan. Sebuah reaksi elementer biasanya hanya terdiri dari beberapa molekul, biasanya hanya satu atau dua, karena kemungkinannya kecil untuk banyak molekul bergabung bersama.
[10]
Isomerisasi
azobenzena yang diinduksi oleh cahaya (hν) atau panas (Δ)
Reaksi paling penting dalam reaksi elementer adalah reaksi unimolekuler dan bimolekuler. Reaksi unimolekuler hanya terdiri dari satu molekul yang terbentuk dari transformasi atau
diasosiasi satu atau beberapa molekul lain. Beberapa reaksi ini membutuhkan energi dari cahaya atau panas. Sebuah contoh dari reaksi unimolekuler adalah
isomerisasi cis–trans, di mana sebuah senyawa bentuk cis akan berubah menjadi bentuk trans.
[11]
Dalam reaksi
disosiasi, ikatan di dalam sebuah molekul akan terpecah menjadi 2 fragmen molekul. Pemecahan ini dapat berupa
homolitik ataupun
heterolitik. Dalam pemecahan homolitik, ikatan akan terpecah sehingga setiap produknya tetap mempunyai satu elektron sehingga menjadi
radikal netral. Dalam pemecahan heterolitik, kedua elektron dari ikatan kimia akan tersisa pada salah satu produknya, sehingga akan menghasilkan
ion yang bermuatan. Reaksi disosiasi memegang peranan penting dalam
reaksi berantai, seperti contohnya
hidrogen-oksigen atau reaksi
polimerisasi.
- Disoasi dari molekul AB menjadi fragmen A dan B
Pada reaksi bimolekular, 2 molekul akan bertabreakan dan saling bereaksi. Hasil reaksinya dinamakan
sintesis kimia atau
reaksi adisi.
Kemungkinan reaksi yang lain adalah sebagian dari sebuah molekul berpindah ke molekul lainnya. Reaksi tipe seperti ini, contohnya adalah reaksi redoks dan reaksi asam-basa. Pada reaksi redoks partikel yang berpindah adalah elektron, sedangkan pada reaksi asam-basa yang berpindah adalah proton. Reaksi seperti ini juga disebut dengan
reaksi metatesis.
contohnya
- NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s)
Postingan
