Apa itu reaksi kimia?

Satu molekul metana dan dua molekul oksigen menjadi satu molekul karbon dioksida dan dua molekul air, tanpa kehilangan satu atom pun selama prosesnya.

Nyalakan kompor gas, dan api biru muncul. Sepertinya tidak ada yang masuk selain gas dan udara, dan tidak ada yang keluar selain kalor. Namun, ada sesuatu yang berubah sepenuhnya. Metana dalam gas dan oksigen di udara telah habis, digantikan karbon dioksida dan uap air. Itulah reaksi kimia: zat berubah menjadi zat lain karena atom-atomnya melepaskan pasangan lama dan berikatan dengan pasangan baru.

Perubahan kimia dan perubahan fisika

Lelehkan es batu, dan hasilnya tetap air. Larutkan gula dalam teh, dan molekul gulanya tetap gula, hanya tersebar. Ini adalah perubahan fisika: zat tampak berbeda, tetapi molekulnya tetap sama. Perubahan kimia selalu menghasilkan materi yang berbeda dari sebelumnya. Karat merupakan zat yang berbeda dari besi, oksigen, dan air yang membentuknya. Pembakaran, pemasakan, pencernaan, dan pembusukan makanan semuanya merupakan perubahan kimia karena setiap proses menghasilkan zat baru.

Kamu biasanya tidak bisa melihat atom tersusun ulang, sehingga ahli kimia mencari petunjuk. Gas muncul padahal sebelumnya tidak ada, seperti gelembung dari soda kue dan cuka. Warna berubah, seperti saat kawat tembaga yang dibiarkan dalam larutan perak nitrat membuat cairan menjadi biru, sementara kawat ditumbuhi kristal perak kelabu. Padatan terbentuk ketika dua larutan bening dicampur: timbal nitrat dan kalium iodida menghasilkan padatan kuning cerah yang disebut endapan. Kalor atau cahaya dilepaskan, seperti pada api, atau diserap. Tidak satu pun petunjuk ini membuktikan reaksi jika berdiri sendiri, karena air mendidih juga menghasilkan gelembung, tetapi gabungannya dapat menjadi panduan yang baik.

Membaca persamaan reaksi kimia

Ahli kimia menuliskan reaksi sebagai persamaan. Zat awal, yaitu pereaksi, ditulis di kiri. Zat yang terbentuk, yaitu produk, ditulis di kanan. Panah mengarah dari satu sisi ke sisi lain dan tanda tambah memisahkan zat pada tiap sisi. Untuk pembakaran metana, persamaannya CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Angka kecil di dalam rumus adalah indeks dan menunjukkan jenis zatnya: H₂O memiliki dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Angka besar di depan adalah koefisien dan menunjukkan berapa banyak satuan setiap zat yang terlibat. Koefisien 1 tidak dituliskan.

Koefisien adalah perbandingan, bukan jumlah mutlak. CH₄ + 2O₂ berarti satu metana untuk setiap dua molekul oksigen, sehingga 3 molekul metana memerlukan 6 molekul oksigen, dan satu mol metana memerlukan dua mol oksigen. Huruf dalam kurung sering ditambahkan untuk menunjukkan wujud zat: (s) untuk padat, (l) untuk cair, (g) untuk gas, dan (aq) untuk terlarut dalam air. Dengan penanda itu, persamaan metana menjadi CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) saat air didinginkan menjadi cairan.

Gunakan laboratorium di atas untuk membandingkan beberapa reaksi. Setiap reaksi mempertahankan semua atom awalnya. Besi dan oksigen menjadi besi(III) oksida, komponen utama karat. Kalsium karbonat, mineral dalam batu kapur, terurai menjadi kalsium oksida dan karbon dioksida saat dipanaskan kuat. Dalam setiap contoh, batang jumlah atom pereaksi dan produk sama, sesuai aturan yang dibahas pada unit berikutnya.