Bagaimana cara menyetarakan persamaan kimia?
Menyetarakan persamaan kimia berarti memastikan jumlah atom setiap unsur sama di kedua sisi anak panah. Caranya dengan menempatkan koefisien bilangan bulat di depan rumus, tidak pernah dengan mengubah angka bawah. Misalnya, hidrogen dan oksigen membentuk air dalam persamaan setara 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
Mengapa persamaan harus setara
Persamaan kimia adalah cara singkat untuk menggambarkan suatu reaksi. Zat awal, yang disebut pereaksi, ditulis di kiri, dan zat baru, yang disebut hasil reaksi, ditulis di kanan. Anak panah berarti “bereaksi membentuk”.
Dalam reaksi, atom tidak diciptakan atau dimusnahkan; atom hanya bertukar pasangan. Ini adalah hukum kekekalan massa, yang dibuktikan oleh kimiawan Prancis Antoine Lavoisier melalui percobaan yang cermat pada akhir tahun 1700-an. Setiap atom di kiri harus tetap ada di kanan, sehingga jumlah atom setiap unsur, dan massa totalnya, tetap sama.
Aturan emas: ubah koefisien, bukan angka bawah
Koefisien adalah angka yang diletakkan di depan rumus. Angka ini memberitahumu berapa banyak molekul atau satuan zat itu yang ikut serta, jadi mengubahnya hanya mengubah jumlah zat tersebut.
Mengubah angka bawah tidak pernah diperbolehkan, karena itu mengubah zat menjadi sesuatu yang lain. H₂O adalah air, tetapi H₂O₂ adalah hidrogen peroksida, zat kimia yang sama sekali berbeda.
Metode langkah demi langkah
Langkah 1: tulis rumus yang benar untuk semua pereaksi dan hasil reaksi. Langkah 2: hitung atom setiap unsur di kedua sisi. Langkah 3: tambahkan koefisien untuk menyetarakan satu unsur pada satu waktu. Mulailah dengan unsur yang hanya muncul dalam satu zat di setiap sisi. Sering kali membantu jika unsur tunggal, seperti O₂ atau Fe, disesuaikan terakhir, karena mengubah koefisiennya tidak mengganggu unsur lain. Langkah 4: hitung lagi setiap unsur. Langkah 5: pastikan koefisiennya adalah bilangan bulat terkecil yang mungkin.
Contoh 1: membuat air
Mulailah dengan H₂ + O₂ → H₂O. Sisi kiri memiliki 2 atom H dan 2 atom O, tetapi sisi kanan memiliki 2 H dan hanya 1 O. Letakkan angka 2 di depan H₂O untuk mendapatkan 2 atom oksigen di kanan: H₂ + O₂ → 2H₂O.
Kini sisi kanan memiliki 4 H, tetapi kiri hanya 2, jadi letakkan angka 2 di depan H₂: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Periksa: 4 H dan 2 O di setiap sisi. Persamaannya sudah setara.
Massanya juga sesuai. Dua mol H₂ (4,032 g) ditambah satu mol O₂ (31,998 g) menjadi 36,030 g, tepat sama dengan massa dua mol H₂O (2 × 18,015 = 36,030 g).
Contoh 2: membakar metana
Metana, CH₄, adalah bahan utama gas alam. Ketika terbakar, metana bereaksi dengan oksigen membentuk karbon dioksida dan air: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O.
Karbon sudah setara, dengan 1 atom di setiap sisi. Hidrogen belum: ada 4 di kiri dan 2 di kanan, jadi tulis 2H₂O. Sekarang hitung oksigen di kanan: 2 dalam CO₂ ditambah 2 dalam 2H₂O menjadi 4. Untuk mendapatkan 4 atom oksigen di kiri, tulis 2O₂. Persamaan setaranya adalah CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, dengan 1 C, 4 H, dan 4 O di setiap sisi.
Contoh 3: besi berkarat
Besi bereaksi dengan oksigen membentuk besi(III) oksida: Fe + O₂ → Fe₂O₃. Karat yang sebenarnya juga mengandung air, tetapi persamaan yang lebih sederhana ini menunjukkan reaksi utamanya.
Kedua pereaksi di sini adalah unsur tunggal, jadi mulailah dengan yang lebih rumit, oksigen: O₂ memiliki 2 atom oksigen dan Fe₂O₃ memiliki 3. Bilangan terkecil yang habis dibagi 2 dan 3 adalah 6, jadi tulis 3O₂ (6 atom oksigen) dan 2Fe₂O₃ (6 atom oksigen). Sisi kanan kini memiliki 2 × 2 = 4 atom besi, jadi tulis 4Fe di kiri. Persamaan setaranya adalah 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃, dengan 4 Fe dan 6 O di setiap sisi.
Poin penting
- Persamaan setara memiliki jumlah atom setiap unsur yang sama di kedua sisi anak panah.
- Atom disusun ulang, bukan diciptakan atau dimusnahkan, sehingga massa kekal dalam setiap reaksi.
- Setarakan persamaan hanya dengan mengubah koefisien, karena mengubah angka bawah mengubah zatnya.
- Setarakan satu unsur pada satu waktu, biasanya menyisakan unsur tunggal seperti O₂ dan Fe untuk terakhir, lalu hitung ulang semuanya.
- Tiga contoh persamaan setara: 2H₂ + O₂ → 2H₂O, CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, dan 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.
Uji dirimu
Tiga pertanyaan cepat tentang pelajaran ini.
1. Ketika menyetarakan persamaan kimia, apa yang boleh kamu ubah?
Tampilkan jawaban
Koefisien di depan rumus — Hanya koefisien yang boleh diubah, karena mengubah angka subskrip akan mengubah suatu zat menjadi zat yang berbeda.2. Pada persamaan reaksi pembakaran metana yang sudah setara, berapa koefisien di depan O₂?
Tampilkan jawaban
2 — Produk mengandung 4 atom oksigen (2 pada CO₂ dan 2 pada 2H₂O), sehingga di ruas kiri diperlukan 2O₂.3. Berapa atom oksigen di setiap ruas pada 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃?