Tata Nama Senyawa dan Persamaan Reaksi

Tata Nama Senyawa dan Persamaan Reaksi

Tata Nama Senyawa

Tata Nama Senyawa – Pengantar
Setiap senyawa kimia tentunya memiliki nama spesifik untuk membedakannya dari senyawa yang lain. Untuk memudahkan pengenalan nama dan mencegah kesimpangsiuran dalam memberi nama senyawa kimia, IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) membuat suatu aturan penamaan. Aturan IUPAC dalam penamaan senyawa kimia dibedakan untuk senyawa anorganik dan senyawa organik.

Tata Nama Senyawa Anorganik

Tata nama senyawa anorganik dapat dikelompokkan menjadi senyawa ion, senyawa molekul, dan asam.

a. Senyawa ion

Senyawa ion terdiri dari kation (ion positif) dan anion (ion negatif). Pada umumnya, kation merupakan ion logam dan anion merupakan ion nonlogam.

1. Kation

1. Kation dari unsur logam diberi nama sama dengan unsur logam tersebut.

Contoh: ion natrium (Na⁺), ion kalsium (Ca²⁺), ion perak (Ag⁺)

2. Jika logam dapat membentuk kation dengan muatan berbeda, jumlah muatannya ditulis dengan angka Romawi dalam tanda kurung setelah nama unsur logam itu.

Contoh: ion besi(II) (Fe²⁺), ion besi(III) (Fe³⁺)

3. Kation dari unsur nonlogam umumnya memiliki akhiran -ium.

Contoh: ion amonium (NH₄⁺), ion hidronium (H₃O⁺)

2. Anion

1. Anion monoatom diberi nama dengan akhiran -ida pada nama unsur tersebut.

Contoh: ion hidrida (H⁻), ion oksida (O²⁻), ion nitrida (N³⁻), ion fluorida (F⁻)

2. Anion poliatom yang mengandung unsur oksigen (oksoanion) diberi nama dengan akhiran -at ataupun -it. Akhiran -at digunakan untuk anion poliatom yang memiliki atom O lebih banyak dibanding anion dengan akhiran -it.

Contoh: ion nitrat (NO₃⁻), ion nitrit (NO₂⁻). ion sulfat (SO₄²⁻), ion sulfit (SO₃²⁻)

3. Anion yang diturunkan dari penambahan H⁺ pada oksoanion diberi nama dengan menambahkan awalan hidrogen atau dihidrogen.

Contoh: ion hidrogen karbonat (HCO₃⁻), ion dihidrogen fosfat (H₂PO₄⁻)

Nama senyawa ion terdiri dari nama kation di awal kemudian diikuti dengan nama anion di akhir.
Contoh:
KBr              :  kalium bromida
BaCl₂           :  barium klorida
Ag₂S             :  perak sulfida
Al(NO₃)₃      :  aluminium nitrat
FeS               :  besi(II) sulfida
Fe₂O₃           :  besi(III) oksida
CuSO₄              :  tembaga(II) sulfat
NH₄CN        :  amonium sianida

b. Senyawa molekul

Senyawa molekul terdiri unsur-unsur nonlogam. Pada bagian ini, tata nama senyawa molekul yang akan dibahas hanya untuk senyawa molekul biner, yaitu senyawa molekul yang hanya terdiri dari dua jenis unsur. Berikut aturan penamaaan senyawa molekul biner.

1. Nama dari unsur yang terletak lebih kiri pada sistem periodik unsur ditulis terlebih dahulu sebagai unsur pertama. Pengecualian untuk senyawa yang mengandung oksigen, dan klorin, bromin, atau iodin (semua halogen kecuali fluorin), oksigen ditulis sebagai unsur terakhir.

Contoh: HBr, BCl₃, PCl₅, CS₂, NO, Cl₂O, I₂O₅, OF₂

2. Jika kedua unsur berada pada golongan yang sama, maka unsur pertama adalah unsur yang terletak lebih bawah pada golongan dalam sistem periodik unsur.

Contoh: ClF₃, IF₅

3. Unsur terakhir diberi akhiran -ida.

Contoh: HF (hidrogen fluorida), H₂S (hidrogen sulfida)

4. Jumlah atom dari masing-masing unsur menentukan awalan bahasan Yunani yang dipakai untuk penulisan nama senyawa molekul. Awalan -mono tidak digunakan untuk unsur pertama.

Contoh: N₂O (dinitrogen monoksida), N₂O₅ (dinitrogen pentaoksida), NO₂ (nitrogen dioksida), CO (karbon monoksida), CS₂ (karbon disulfida), PCl₅ (fosforus pentaklorida), SF₆ (sulfur tetrafluorida), IBr (iodin monobromida).

c. Asam

Berdasarkan definisi asam basa oleh Arrhenius, senyawa asam adalah senyawa yang bila dilarutkan dalam air akan melepas ion H⁺. Pada umumnya, asam dapat terionisasi dalam air menjadi ion H⁺ dan anion yang disebut sisa asam. Penamaan senyawa asam dimulai dari kata ‘asam’ diikuti dengan nama anion sisa asam.
Contoh:
HCl        :  asam klorida
HF          :  asam fluorida
H₂S        :  asam sulfida
HCN      :  asam sianida
H₂CO₃   :  asam karbonat
H₂SO₄    :  asam sulfat
HClO₄      :  asam perklorat

Tata Nama Senyawa Organik

Tata nama senyawa organik cenderung lebih kompleks dibanding tata nama senyawa anorganik. Penamaan senyawa organik tidak hanya bergantung dari rumus kimianya, namun juga sangat bergantung pada struktur kimia senyawa. Dalam mempelajari senyawa organik, seringkali ditemui senyawa-senyawa dengan rumus molekul sama namun memiliki struktur kimia berbeda yang dikenal dengan istilah ‘isomer’.
Penamaan senyawa organik hidrokarbon, yakni senyawa yang hanya terdiri dari unsur karbon dan hidrogen, akan dibahas pada bab Hidrokarbon. Dalam bab tersebut secara khusus akan dibahas senyawa-senyawa hidrokarbon alifatis, seperti alkana, alkena, dan alkuna. Penamaan senyawa-senyawa alkohol, eter, aldehid, keton, asam karboksilat, ester, dan haloalkana akan dibahas pada bab Senyawa Turunan Alkana. Penamaan benzena dan senyawa-senyawa turunannya akan dibahas pada bab Benzena dan Turunannya.

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Tulislah nama IUPAC dari senyawa-senyawa dengan rumus kimia berikut.
a. NaBrO
b. (NH₄)₂S
c. PtCl₄
d. NF₃
e. Cl₂O₇
f. As₂O₅
g. Ca(OH)₂
h. KMnO₄
i. CrI₃
j. SO₃
Jawab:
a. natrium hipobromit (senyawa ion Na⁺, BrO⁻)
b. amonium sulfida (senyawa ion NH₄⁺, S²⁻)
c. platina (IV) klorida (senyawa ion Pt⁴⁺, Cl⁻)
d. nitrogen trifluorida (senyawa molekul)
e. diklorin heptaoksida (senyawa molekul)
f. diarsen pentaoksida (senyawa molekul)
g. kalsium hidroksida (senyawa ion Ca²⁺, OH⁻)
h. kalium permanganat (senyawa ion K⁺, MnO₄⁻)
i. kromium (III) iodida (senyawa ion Cr³⁺, I⁻)
j. sulfur trioksida (senyawa molekul)
2. Tulislah rumus kimia dari senyawa-senyawa berikut.

a. aluminium sulfat
b. barium nitrat
c. amonium fosfat
d. timbal (IV) oksida
e. raksa (II) sianida
f. asam periodat
g. diklorin monoksida
h. fosforus tribromida
Jawab:
a. Al₂(SO₄)₃ ← Al³⁺, SO₄²⁻
b. Ba(NO₃)₂ ← Ba²⁺, NO₃⁻
c. (NH₄)₃PO₄ ← NH₄⁺, PO₄³⁻
d. PbO₂ ← Pb⁴⁺, O²⁻
e. Hg(CN)₂ ← Hg²⁺, CN⁻
f. HIO₄ ← H⁺, IO₄⁻
g. Cl₂O ← 2 Cl, 1 O
h. PBr₃ ← 1 P, 3 Br

Persamaan Reaksi

Persamaan reaksi kimia adalah pernyataan yang ditulis dengan rumus kimia yang memberikan informasi identitas dan kuantitas zat-zat yang terlibat dalam suatu perubahan kimia ataupun fisika. Semua zat yang terlibat dalam reaksi yang di mana jumlahnya berkurang setelah reaksi, disebut pereaksi (reaktan), ditempatkan di sebelah kiri tanda panah yang mengarah ke kanan. Pada sebelah kanan tanda panah terdapat hasil reaksi (produk), yakni semua zat yang dihasilkan dari reaksi.
Dalam rumus kimia, terdapat indeks, yaitu angka yang ditulis dalam format subscript (berukuran kecil dengan posisi agak ke bawah) pada sebelah kanan simbol unsur atau kelompok atom unsur (gugus), yang menyatakan jumlah atom unsur atau kelompok atom unsur. Contoh: Br₂ menunjukkan terdapat 2 atom Br yang saling berikatan; dan Fe(NO₃)₃ menunjukkan terdapat 1 atom Fe, 3 atom N, dan 9 atom O saling berikatan.
Dalam persamaan reaksi, dikenal koefisien reaksi, yaitu bilangan yang berada di sebelah kiri rumus kimia untuk mengalikan jumlah semua atom dalam rumus kimia tersebut. Contoh: 2SO₃ menunjukkan terdapat 2 molekul SO₃. Perbandingan koefisien-koefisien reaksi menunjukkan perbandingan mol zat-zat yang bereaksi dalam reaksi kimia tersebut. Pada setiap reaktan dan produk perlu dituliskan wujud zatnya, seperti s yaitu padat (solid), l yaitu cair (liquid), g yaitu gas, atau aq yaitu larutan dengan pelarut air (aqueous) di dalam tanda kurung di sebelah kanan rumus molekul masing-masing.

Menuliskan Persamaan Reaksi

Penulisan persamaan reaksi dapat mengikuti langkah-langkah sebagai berikut.

1. Menuliskan persamaan dalam kata-kata yang terdiri dari nama dan wujud zat dari semua pereaksi beserta hasil reaksi;
2. Menerjemahkan persamaan kata-kata ke dalam persamaan rumus kimia dari masing-masing zat berikut keterangan wujudnya; dan
3. Menyetarakan persamaan dengan memberi koefisien yang sesuai.

Contoh:
Aluminium oksida direaksikan dengan larutan asam klorida membentuk larutan aluminium klorida dan air.

1. Persamaan kata-kata: aluminium oksida padat + larutan asam klorida → larutan aluminium klorida + air
2. Persamaan rumus kimia: Al₂O₃(s) + HCl(aq) → AlCl₃(aq) + H₂O(l) (belum setara)
3. Persamaan reaksi setara: Al₂O₃(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(aq) + 3H₂O(l)

Persamaan reaksi dikatakan setara, bila jumlah atom-atom zat-zat pereaksi (pada ruas kiri) sama dengan zat-zat hasil reaksi (pada ruas kanan). Apabila jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi belum sama, maka perlu disetarakan dengan cara membubuhkan koefisien reaksi, namun indeks tidak boleh diubah. Pengubahan indeks akan mengubah rumus kimia zat menjadi zat lain, misalnya O₂ (oksigen) jika diubah dapat menjadi O₃ (ozon) yang merupakan dua zat yang berbeda.
Contoh persamaan reaksi kimia setara:

P₄ berwujud padat dan 6Cl₂ berwujud gas adalah pereaksi. 4PCl₃ berwujud cair adalah hasil reaksi. Koefisien reaksi untuk masing-masing zat yaitu 1 (tidak perlu ditulis), 6, dan 4 berurut dari kiri ke kanan.

Menyetarakan Persamaan Reaksi

Penyetaraan persamaan reaksi kimia umumnya dapat dilakukan dengan metode trial and error (coba-coba). Namun, sebenarnya penyetaraan reaksi dapat dilakukan dengan cara yang lebih sistematis dengan menyusun dan menyelesaikan persamaan matematis. Berikut langkah-langkah dalam menyetarakan persamaan reaksi dengan cara menyusun persamaan matematis.

1. memberikan koefisien reaksi yang dinyatakan dengan variabel (misalnya a, b, c, dan d) pada setiap zat;
2. menyusun persamaan matematis berdasarkan kesamaan jumlah atom unsur yang sama di ruas kiri maupun kanan, di mana jumlah atom = koefisien × indeks; dan
3. menyelesaikan persamaan-persamaan matematis yang diperoleh dari langkah 2 dengan sebelumnya menetapkan koefisien salah satu zat sama dengan 1, di mana zat yang dipilih biasanya adalah zat dengan rumus kimia paling kompleks.

Contoh:
Reaksi kalsium karbonat dengan larutan asam klorida menghasilkan larutan kalsium klorida, karbon dioksida, dan air.
CaCO₃(s) + HCl(aq) → CaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)
1. pemberian koefisien reaksi pada setiap zat dalam variabel:
aCaCO₃(s) + bHCl(aq) → cCaCl₂(aq) + dCO₂(g) + eH₂O(l)
2. persamaan matematis berdasarkan kesamaan jumlah atom unsur yang sama:
atom Ca : a = c
atom C   : a = d
atom O   : 3a = 2d + e
atom H  : b = 2e
atom Cl  : b = 2c

3. penyelesaian persamaan dengan menetapkan salah satu koefisien sama dengan 1, misalnya a, sehingga: a = 1; c = 1; d = 1; e = 1; dan b = 2.
Jadi, persamaan reaksi setaranya adalah CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O(l)

Contoh Soal Persamaan Reaksi Kimia dan Pembahasan

Tuliskan persamaan reaksi setara untuk setiap reaksi berikut.
a. larutan kalium hidroksida dengan larutan asam fosfat membentuk larutan kalium fosfat dan air.

b. aluminium dengan larutan asam nitrat membentuk larutan aluminium nitrat, air, dan gas nitrogen dioksida.
Jawab:
KOH(aq) + H₃PO₄(aq) → K₃PO₄(aq) + H₂O(l) (belum setara)

1. aKOH(aq) + bH₃PO₄(aq) → cK₃PO₄(aq) + dH₂O(l)
2. atom K : a = 3c
   atom O   : a + 4b = 4c + d
   atom H  : a + 3b = 2d
   atom P   : b = c

3. Misalkan, c = 1; maka a = 3; b = 1; dan d = 3

Jadi, persamaan reaksi setaranya adalah 3KOH(aq) + H₃PO₄(aq) → K₃PO₄(aq) + 3H₂O(l)
b. Al(s) + HNO₃(aq) → Al(NO₃)₃(aq) + H₂O(l) + NO₂(g) (belum setara)

1. aAl(s) + bHNO₃(aq) → cAl(NO₃)₃(aq) + dH₂O(l) + eNO₂(g)
2. atom Al : a = c
   atom H  : b = 2d
   atom N   : b = 3c + e
   atom O   : 3b = 9c + d + 2e

3. Misalkan, a = 1; maka c = 1; b = 6; d = 3; dan e = 3

Jadi, persamaan reaksi setaranya adalah Al(s) + 6HNO₃(aq) → Al(NO₃)₃(aq) + 3H₂O(l) + 3NO₂(g)