Hukum Dasar Kimia, Stoikiometri, Rumus Empiris & Rumus Molekul, Ikatan Kimia, Ikatan Hidrogen, serta Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit

Hukum Dasar Kimia

Atom tidak memiliki kemampuan untuk menciptakan atau menghancurkan diri mereka sendiri. Ketika atom-atom dari berbagai unsur bergabung dalam rasio bilangan bulat tertentu, atom-atom majemuk dihasilkan. Atom dari unsur yang sama dapat bergabung dalam berbagai cara untuk membuat dua atau lebih senyawa.

Ilmuwan John Dalton (1766-1844) dikreditkan dengan penemuan teori atom. Teori tersebut membahas berbagai topik yang relevan di dunia nyata, termasuk konstitusi kalung emas murni, bagaimana emas murni berbeda dari perak murni, dan apa yang terjadi jika emas murni digabungkan dengan tembaga murni.

Antoine Lavoisier merumuskan kembali hukum kekekalan massa untuk kimia, yang "menyatakan bahwa atom suatu benda tidak dapat dibuat atau dihancurkan, tetapi dapat dipindahkan mengelilinginya dan diubah menjadi berbagai partikel" (1743-1794).

Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa massa total sebelum dan sesudah reaksi kimia adalah sama; dengan kata lain, massa diawetkan. Menurut aturan kekekalan massa, massa total yang ada sebelum reaksi kimia sama dengan massa total yang ada setelah reaksi.

Hukum perbandingan tetap (juga dikenal sebagai Hukum Proust atau Hukum Komposisi Konstan) dikembangkan oleh Joseph Proust (1754-1826). Hukum ini menegaskan bahwa terlepas dari jumlah atau sumber zat asalnya, ketika suatu senyawa dipecah menjadi unsur-unsur dasarnya, massa penyusunnya akan selalu memiliki proporsi yang sama. Hukum ini sebagian besar didasarkan pada penelitian Joseph Proust dengan karbonat tembaga dasar.

Hukum Proporsi Pasti menegaskan bahwa konstituen dari jenis komposisi kimia tertentu selalu dicampur dalam proporsi massa yang sama.

Ketika elemen bereaksi bersama untuk menghasilkan produk yang sama, Hukum Proporsi Pasti berlaku. Akibatnya, Hukum Proporsi Tetap dapat digunakan untuk membandingkan dua percobaan di mana hidrogen & oksigen bereaksi membentuk air, tetapi tidak dapat digunakan untuk membandingkan dua percobaan di mana oksigen dan hidrogen bereaksi membentuk hidrogen peroksida.

Hukum kimia adalah hukum alam yang berlaku untuk kimia. Hukum kekekalan massa, yang menegaskan bahwa tidak ada perubahan terukur dalam jumlah materi yang terjadi selama reaksi kimia rata-rata, adalah prinsip paling mendasar dalam kimia.

Fisika modern menunjukkan bahwa energi itu kekal, dan bahwa energi & massa saling terkait, sebuah fakta yang sangat penting dalam kimia nuklir. Prinsip-prinsip penting kesetimbangan, termodinamika, dan kinetika semuanya didasarkan pada kekekalan energi.

Hukum stoikiometri, atau proporsi gravimetri yang digunakan unsur kimia dalam proses kimia, merupakan perpanjangan dari hukum kekekalan massa. Menurut hukum komposisi pasti Joseph Proust, bahan kimia murni terdiri dari unsur-unsur dalam urutan tertentu.

Stoikiometri

Stoikiometri adalah cabang kimia yang berhubungan dengan hubungan antara jumlah relatif zat yang terlibat dalam reaksi kimia.

Stoikiometri didasarkan pada hukum kekekalan massa di mana massa total reaktan sama dengan massa total produk yang mengarah ke wawasan bahwa hubungan antara jumlah reaktan dan produk biasanya membentuk rasio bilangan bulat positif. Ini berarti bahwa jika jumlah reaktan yang terpisah diketahui, maka jumlah produk dapat dihitung. Sebaliknya, jika satu reaktan memiliki kuantitas yang diketahui dan kuantitas produk dapat ditentukan secara empiris, maka jumlah reaktan lainnya juga dapat dihitung. 

Di sini, satu molekul metana bereaksi dengan dua molekul gas oksigen menghasilkan satu molekul karbon. dioksida dan dua molekul air. Jurnal stoikiometri mengukur hubungan kuantitatif ini, dan digunakan untuk menentukan jumlah produk/reaktan yang diproduksi/dibutuhkan dalam reaksi tertentu. Menggambarkan hubungan kuantitatif antara zat ketika mereka berpartisipasi dalam reaksi kimia dikenal sebagai reaksi stoikiometri. Dalam contoh di atas, stoikiometri reaksi mengukur hubungan antara metana dan oksigen saat mereka bereaksi membentuk karbon dioksida dan air.

Rumus Empiris & Rumus Molekul

Rumus empiris suatu senyawa memberikan rasio paling sederhana dari jumlah atom berbeda yang ada, sedangkan rumus molekul memberikan jumlah sebenarnya dari setiap atom berbeda yang ada dalam suatu molekul.

Ikatan Kimia

"Ikatan kimia adalah bahasa logika bagi ahli kimia," menurut Anastassia N. Alexandrova, ahli kimia teoretis dan komputasi di University of California, Los Angeles. Beberapa peneliti menghabiskan waktu mereka mengembangkan teori ikatan, dan untuk itu Anda memerlukan latar belakang yang kuat dalam mekanika kuantum, kata Alexandrova. Mereka memiliki sedikit waktu untuk berpikir tentang kimia sintetik. Sebaliknya, peneliti lain fokus pada metode komputasi dan mungkin menghabiskan banyak waktu untuk memikirkan kimia sintetik, dan tidak terlalu banyak pada mekanika kuantum.

Ketika atom mendekati satu sama lain, inti dan elektronnya berinteraksi dan cenderung mendistribusikan diri mereka sendiri di ruang angkasa sedemikian rupa sehingga energi totalnya lebih rendah daripada pengaturan alternatif mana pun. Jika energi total sekelompok atom lebih rendah dari jumlah energi atom komponen, mereka kemudian berikatan bersama dan penurunan energi adalah energi ikatan.

Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen, interaksi yang melibatkan atom hidrogen yang terletak di antara sepasang atom lain yang memiliki afinitas tinggi terhadap elektron; ikatan semacam itu lebih lemah dari ikatan ionik atau ikatan kovalen tetapi lebih kuat dari gaya van der Waals. Ikatan hidrogen dapat ada antara atom dalam molekul yang berbeda atau di bagian dari molekul yang sama. Satu atom pasangan (donor), umumnya atom fluor, nitrogen, atau oksigen, terikat secara kovalen dengan atom hidrogen (FH, NH, atau OH), yang elektronnya dibagi secara tidak merata; afinitas elektronnya yang tinggi menyebabkan hidrogen mengambil sedikit muatan positif. Atom lain dari pasangan ini, juga biasanya F, N, atau O, memiliki pasangan elektron yang tidak digunakan bersama, yang memberinya sedikit muatan negatif. 

Terutama melalui daya tarik elektrostatik, atom donor secara efektif membagi hidrogennya dengan atom akseptor, membentuk ikatan. Karena ikatan hidrogennya yang luas, air (H2O) berbentuk cair pada kisaran suhu yang jauh lebih besar daripada yang diharapkan untuk molekul seukurannya. Air juga merupakan pelarut yang baik untuk senyawa ionik dan banyak lainnya karena mudah membentuk ikatan hidrogen dengan zat terlarut. 

Ikatan hidrogen antara asam amino dalam molekul protein linier menentukan caranya terlipat menjadi konfigurasi fungsionalnya. Ikatan hidrogen antara basa nitrogen dalam nukleotida pada dua untai DNA (pasangan guanin dengan sitosin, adenin dengan timin) memunculkan struktur heliks ganda yang sangat penting untuk transmisi informasi genetik.

Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit Reaksi Redoks

Elektrolit adalah senyawa yang menghantarkan arus listrik ketika berada dalam larutan berair atau meleleh. Untuk mengalirkan arus, suatu zat harus mengandung ion bergerak yang dapat berpindah dari satu elektroda ke elektroda lainnya. Semua senyawa ionik adalah elektrolit. Bahkan senyawa ionik yang tidak larut seperti CaCO3 adalah elektrolit karena dapat menghantarkan arus dalam keadaan cair (meleleh).

Sebuah nonelektrolit adalah senyawa yang tidak melakukan arus listrik baik dalam larutan berair atau dalam keadaan cair. Banyak senyawa molekuler, seperti gula atau etanol, adalah nonelektrolit. Ketika senyawa ini larut dalam air, mereka tidak menghasilkan ion.