Jenis reaksi kimia

Masukkan kawat tembaga ke dalam larutan perak nitrat. Kristal perak tumbuh di permukaannya, sementara cairan berubah menjadi biru: tembaga menggantikan perak.

Ada jutaan reaksi yang diketahui, tetapi sebagian besar mengikuti beberapa pola saja. Dengan mempelajari pola tersebut, kamu dapat memperkirakan produk sebelum melihatnya. Sebagian buku pelajaran mengelompokkan reaksi berdasarkan perubahan rumus: penggabungan, penguraian, atau pertukaran. Buku lain mengelompokkannya berdasarkan perubahan pada partikel: pembentukan padatan, perpindahan proton, atau perpindahan elektron. Kedua sistem itu saling bertumpang tindih, dan keduanya berguna untuk dipahami.

Penggabungan dan penguraian

Dalam reaksi sintesis, atau penggabungan, dua zat atau lebih bergabung membentuk satu produk: A + B → AB. Nitrogen dan hidrogen bergabung membentuk amonia, N₂ + 3H₂ → 2NH₃, yang digunakan dalam produksi amonia di industri. Besi dan oksigen bergabung menjadi besi(III) oksida. Reaksi penguraian berjalan sebaliknya: satu zat terurai menjadi dua zat atau lebih, AB → A + B. Hidrogen peroksida perlahan terurai menjadi air dan oksigen, 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂, sedangkan batu kapur yang dipanaskan dalam tanur terurai menjadi kapur tohor dan karbon dioksida.

Bertukar pasangan

Dalam reaksi penggantian tunggal, suatu unsur menggantikan unsur lain dalam senyawa: A + BC → AC + B. Contoh klasiknya adalah logam tembaga dalam larutan perak nitrat, Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag. Atom tembaga menjadi ion tembaga berwarna biru dalam larutan, sementara ion perak berubah menjadi logam. Magnesium dalam asam klorida menggantikan hidrogen dan menghasilkan gelembung gas: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂.

Dalam reaksi pertukaran ganda, dua senyawa saling bertukar pasangan: AB + CD → AD + CB. Campurkan larutan bening perak nitrat dan natrium klorida. Padatan putih langsung muncul karena perak klorida tidak larut dalam air: AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃. Reaksi yang menghasilkan padatan dari larutan seperti ini disebut reaksi pengendapan. Kimiawan memperkirakannya dengan aturan kelarutan, yaitu daftar singkat senyawa ion yang larut dan tidak larut.

Pembakaran, penetralan, dan perpindahan elektron

Reaksi pembakaran terjadi saat bahan bakar bereaksi cepat dengan oksigen dan melepaskan kalor serta biasanya cahaya. Jika bahan bakar hanya mengandung karbon dan hidrogen, atau karbon, hidrogen, dan oksigen, pembakaran sempurnanya menghasilkan karbon dioksida dan air, seperti pada metana, propana, dan etanol. Reaksi penetralan adalah reaksi asam dengan basa yang menghasilkan garam dan air: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. Tablet antasida bekerja dengan cara ini terhadap asam lambung. Prosesnya dibahas lebih rinci dalam kursus asam dan basa.

Banyak pola ini memiliki ciri dasar yang sama: elektron berpindah dari satu zat ke zat lain. Ketika natrium bereaksi dengan klorin, setiap atom natrium melepaskan satu elektron dan setiap atom klorin menerima satu elektron. Pelepasan elektron disebut oksidasi dan penerimaan elektron disebut reduksi. Karena keduanya tidak dapat terjadi sendiri-sendiri, reaksi seperti ini disebut reaksi oksidasi-reduksi atau redoks. Pembakaran, perkaratan, dan penggantian tunggal semuanya merupakan reaksi redoks. Pengendapan dan penetralan bukan reaksi redoks karena tidak ada unsur yang berubah bilangan oksidasinya.