Penerapan konsep redoks dalam pengolahan limbah

 Salah satu penerapan konsep reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari adalah dalam bidang pengolahan limbah. Prinsip dasar yang dipergunakan adalah teroksidasinya bahan-bahan organik maupun anorganik, sehingga lebih mudah diolah lebih lanjut.

Limbah merupakan salah satu pencemar lingkungan yang perlu dipikirkan cara-cara mengatasinya. Untuk menjaga dan mencegah lingkungan tercemar akibat akumulasi limbah yang semakin banyak, berbagai upaya telah banyak dilakukan untuk memperoleh teknik yang tepat dan efisien sesuai kondisi lokal.

Berbagai tipe penanganan limbah cair dengan melibatkan mikroorganisme telah dikerjakan di Indonesia, yaitu sedimentasi, kolam oksidasi, trickling filter, lumpur aktif (activated sludge), dan septic tank. Pada uraian ini akan kita pelajari salah satu teknik saja, yaitu teknik lumpur aktif (activated sludge).

Proses lumpur aktif (activated sludge) merupakan sistem yang banyak dipakai untuk penanganan limbah cair secara aerobik. Lumpur aktif merupakan metode yang paling efektif untuk menyingkirkan bahan-bahan ter-suspensi maupun terlarut dari air limbah.

 Lumpur aktif mengandung mikroorganisme aerobik yang dapat mencerna limbah mentah. Setelah limbah cair didiamkan di dalam tangki sedimentasi, limbah dialirkan ke tangki aerasi. Di dalam tangki serasi, bakteri heterotrofik berkembang dengan pesatnya. Bakteri tersebut diaktifkan dengan adanya aliran udara (oksigen) untuk melakukan oksidasi bahan-bahan organik. 

Bakteri yang aktif dalam tangki aerasi adalah Escherichia coli, Enterobacter, Sphaerotilus natans, Beggatoa, Achromobacter, Flavobacterium, dan Pseudomonas. Bakter-bakteri tersebut membentuk gumpalan-gumpalan atau flocs. Gumpalan tersebut melayang yang kemudian mengapung di permukaaan limbah.

Tata nama senyawa terner

 Tata Nama Senyawa Terner

Senyawa terner sederhana meliputi asam, basa, dan garam. Asam, basa, dan garam adalah tiga kelompok senyawa yang saling terkait satu dengan yang lain. Reaksi asam dan basa menghasilkan garam.

1. Tata Nama Asam

Rumus asam terdiri atas atom hidrogen (di depan, dapat dianggap sebagai ion H+) dan suatu anion yang disebut sisa asam. Akan tetapi, perlu diingat bahwa asam adalah senyawa kovalen, bukan senyawa ion. 

Nama anion sisa asam sama dengan asam yang bersangkutan tanpa kata asam.

Contoh:

H3PO4 ⎯⎯→ 3 H+ + PO43–

                             ↓             ↓

                     ion asam   anion sisa asam (fosfat)

Nama asam tersebut adalah asam fosfat.

Rumus molekul dan nama dari beberapa asam yang lazim ditemukan dalam laboratorium dan kehidupan sehari-hari adalah:

H2SO4: asam sulfat (dalam aki)

HNO3: asam nitrat

H3PO4: asam fosfat

CH3COOH : asam asetat (asam cuka)

(Martin S. Silberberg, 2000)

2. Tata Nama Basa

Basa adalah zat yang di dalam air dapat menghasilkan ion OH–. Larutan basa bersifat kaustik, artinya jika terkena kulit terasa licin seperti bersabun.

Pada umumnya basa adalah senyawa ion yang terdiri dari kation logam dan anion OH–.

 Nama senyawa basa sama dengan nama kationnya yang diikuti kata hidroksida.

Contoh:

NaOH⎯⎯→Na+ + OH–

                         ↓           ↓

                  natrium    hidroksida

Ca(OH)2 ⎯⎯→ Ca2+ + 2 OH–

                               ↓              ↓

                       kalsium      hidroksida

Al(OH)3 : aluminium hidroksida

Cu(OH)2 : tembaga(II) hidroksida

Ba(OH)2 : barium hidroksida

Tata nama senyawa kimia sederhana (biner)

 Tata Nama Senyawa Biner

Senyawa biner adalah senyawa yang hanya terdiri dari dua jenis unsur, misalnya air (H2O), amonia (NH3), dan metana (CH4).

1. Rumus Senyawa

Unsur yang terdapat lebih dahulu dalam urutan berikut ditulis di depan.

B – Si – C – S – As – P – N – H – S – I – Br – Cl – O – F

Rumus kimia amonia lazim ditulis sebagai NH3 bukan H3N dan rumus kimia air lazim ditulis sebagai H2O bukan OH2.

2. Nama Senyawa

Nama senyawa biner dari dua jenis nonlogam adalah rangkaian nama kedua jenis unsur dengan akhiran ida pada nama unsur yang kedua.

Contoh:

• HCl = hidrogen klorida

• H2S = hidrogen sulfida

Jika pasangan unsur yang bersenyawa membentuk lebih dari satu jenis senyawa, maka senyawa-senyawa itu dibedakan dengan menyebutkan angka indeks dalam bahasa Yunani sebagai berikut.

1 = mono 6 = heksa

2 = di 7 = hepta

3 = tri 8 = okta

4 = tetra 9 = nona

5 = penta 10 = deka

Indeks satu tidak perlu disebutkan, kecuali untuk karbon monoksida.

Contoh:

• CO = karbon monoksida (awalan mono untuk C tidak perlu)

• CO2 = karbon dioksida

• N2O = dinitrogen oksida

• NO = nitrogen oksida

• N2O3 = dinitrogen trioksida

• N2O4 = dinitrogen tetraoksida

• N2O5 = dinitrogen pentaoksida

• CS2 = karbon disulfida

• CCl4 = karbon tetraklorida

Ikatan antar atom

 1. Unsur-unsur stabil dalam sistem periodik terletak pada golongan gas mulia, di mana unsur-unsur pada golongan ini memiliki elektron valensi duplet (He) dan oktet (Ne,Ar, Kr, Xe, dan Rn).

2. Seluruh unsur yang ada dalam sistem periodik mempunyai keinginan untuk mencapai kestabilan, dengan jalan melepaskan elektron, menangkap elektron, maupun dengan jalan menggunakan bersama pasangan elektron.

3. Ikatan ion terjadi bila ada serah terima elektron antara atom yang melepaskan elektron(atom unsur logam) dengan atom yang menangkap elektron (atom unsur nonlogam).

4. Ikatan kovalen terjadi pada atom-atom yang masih memerlukan elektron (kekurangan elektron) untuk menjadi stabil. Untuk mencapai kestabilan, atom-atom ini menggunakan bersama pasangan elektronnya.

5. Apabila salah satu atom unsur menyumbangkan pasangan elektronnya untuk digunakan bersama dengan atom lain, di mana atom lain ini tidak memiliki elektron, maka ikatan yang terjadi disebut ikatan kovalen koordinasi.

6. Ikatan kovalen yang terjadi antara dua atom yang berbeda keelektronegatifannya disebut sebagai ikatan kovalen polar, sedang bila terjadi pada dua atom yang memiliki keelektronegatifan yang sama disebut ikatan kovalen nonpolar.

7. Dalam atom-atom unsur logam, ikatan yang terjadi antarelektron valensinya disebut sebagai ikatan logam.

Contoh soal kimia tanpa jawaban

1. Partikel penyusun inti atom adalah ... .

A. proton

B. neutron

C. neutron dan elektron

D. proton dan neutron

E. proton, elektron, dan neutron

2. Di antara pernyataan berikut ini, yang benar untuk neutron adalah ... .

A. jumlahnya selalu sama dengan jumlah proton

B. jumlahnya dapat berbeda sesuai dengan nomor massa isotopnya

C. jumlahnya sama dengan jumlah elektron

D. merupakan partikel atom bermuatan positif

E. merupakan partikel atom bermuatan negatif

3. Partikel dasar penyusun atom terdiri atas proton, neutron, dan elektron. Muatan Listrik partikel dasar tersebut berturut-turut adalah ... .

A. –1; +1; 0 D. –1; 0; +1

B. +1; –1; 0 E. 0; –1; +1

C. +1; 0; –1

4. Jumlah maksimum elektron pada kulit N adalah ... .

A. 18 D. 32

B. 20 E. 50

C. 30

5. Suatu isotop mempunyai 21 neutron dan nomor massa 40. Unsur tersebut mempunyai elektron valensi sebanyak ... .

A. 1 D. 6

B. 2 E. 9

C. 3

6. Diketahui nomor atom K dan Ar berturut-turut adalah 19 dan 18. Ion K+ dan atom Ar mempunyai kesamaan dalam hal ... .

A. konfigurasi elektron D. muatan inti

B. jumlah proton

E. jumlah partikel dasar

C. jumlah neutron

7. Suatu unsur mempunyai konfigurasi elektron K = 2, L = 8, M = 18, dan N = 7. Salah satu isotopnya mempunyai nomor massa 80.

Isotop tersebut mengandung ... .

A. 35 elektron dan 35 neutron

B. 35 proton dan 35 neutron

C. 35 proton dan 45 neutron

D. 35 elektron dan 80 neutron

E. 80 elektron dan 80 neutron

Stoikiometri atom senyawa dan molekul

 Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani, yaitu dari kata stoicheion yang berarti unsur dan metron yang berarti mengukur. Stoikiometri membahas tentang hubungan massa antar unsur dalam suatu senyawa (stoikiometri senyawa) dan antar zat dalam suatu reaksi (stoikiometri reaksi).

Pengukuran massa dalam reaksi kimia dimulai oleh Antoine Laurent Lavoisier (1743 – 1794) yang menemukan bahwa pada reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa (hukum kekekalan massa). Selanjutnya Joseph Louis Proust(1754 – 1826) menemukan bahwa unsur-unsur membentuk senyawa dalam perbandingan tertentu (hukum perbandingan tetap).

Selanjutnya dalam rangka menyusun teori atomnya, John Dalton menemukan hukum dasar kimia yang ketiga, yang disebut hukum kelipatan perbandingan. Ketiga Hukum tersebut merupakan dasar dari teori kimia yang pertama, yaitu teori atom yang dikemukakan oleh John Dalton sekitar tahun 1803.

Menurut Dalton, setiap materi terdiri atas atom, unsur terdiri atas atom sejenis, sedangkan senyawa terdiri dari atom-atom yang berbeda dalam perbandingan tertentu. Namun demikian, Dalton belum dapat menentukan perbandingan atom-atom dalam senyawa (rumus kimia zat).

 Penetapan rumus kimia zat dapat dilakukan berkat penemuan Gay Lussac dan Avogadro. Setelah rumus kimia senyawa dapat ditentukan, maka perbandingan massa antar atom (Ar) maupun antarmolekul (Mr) dapat ditentukan. Pengetahuan tentang massa atom relatif dan rumus kimia senyawa merupakan dasar dari perhitungan kimia.

Kelas 10 teori VSEPR

 Teori VSEPR adalah teori yang menggambarkan bentuk molekul berdasarkank epada tolakan pasangan electron disekitar atom pusat. Teori tolakanp asangan elektron ini dikenal dengan istilah VSEPR (Valence Shell Electron Pairo f Repulsion).

Bentuk molekul didasarkan kepada jumlah electron yang saling tolak-menolak disekitar atom pusat yang akan menempati tempat sejauh munkin untuk meminimumkan tolakan.

Teori VSEPR merupakan penjabaran sederahana dari rumus Lewis yang berguna untuk memprediksikan bentuk molekul poliatom berdasarkan struktur Lewis-nya. Teori VSEPR pertama kali dikembangkan oleh NevilSidgwick dan Herbet Powel pada tahun 1940, dan dikembangkan lebih lanjut oleh Ronald Gillespie dan Ronald Nyholm.

Ide dasar teori VSEPR adalah adanya tolakan antara pasangan elektron sehingga pasangan elektron tersebut akan menempatkan diri pada posisi sejauh mungkin dari pasangan elektron lainnya. Posisi pasangan elektron satu dengan yang lain yang semakin berjauhan akan menyebabkan tolakan antar mereka menjadi semakin kecil. Pada posisi yang paling jauh yang dapat dicapai, tolakan antar pasangan elektron menjadi minimal. 

Tolakan antar pasangan elektron terjadi antara pasangan elektron bebas yang terlokalisasi pada atom pusat dan elektron ikat secara ikatan koordinasi. Teori VSEPR mengasumsikan bahwa masing-masing molekul akan mencapai geometri tertentu sehingga tolakan pasangan antar elektron di kulit valensi menjadi minimal.