PERUBAHAN KIMIAWI: KARAKTERISTIK, CONTOH, JENIS - KIMIA - 2025

The perubahan kimia adalah perubahan yang terjadi pada zat atau materi dari reaksi kimia. Mereka dicirikan sebagai ireversibel, karena melibatkan pembentukan ikatan baru yang membutuhkan energi atau reaksi lain untuk membalikkan efeknya.

Kehidupan dan biokimianya, misalnya, tersusun dari perubahan kimiawi yang konstan yang menyingkapkan berbagai reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup. Hasilnya adalah pertumbuhan, perkembangan dan penuaan jaringan tumbuhan dan hewan; bahwa seperti diketahui, secara ilmiah dan termodinamika, ini adalah proses yang tidak dapat diubah.

Perubahan warna daun saat musim gugur merupakan contoh perubahan kimiawi. Sumber: Jake Colvin via Pexels.

Itulah sebabnya pada makhluk hidup, dari invertebrata hingga vertebrata, kita menemukan perubahan kimiawi bahkan saat mengonsumsi makanan mereka, karena mereka menggunakan reaksi enzimatik untuk mendegradasinya dan memanfaatkan energi dan bahan kimia yang mereka ekstrak dari mereka.

Bagaimana cara mengenali perubahan kimiawi?

Contoh perubahan kimia

Salah satu karakteristik utama untuk mengenalinya di alam adalah mengamati apakah terjadi perubahan warna, atau jika tercium bau tertentu. Oleh karena itu, pada musim-musim dalam setahun dapat dihargai bagaimana pepohonan secara bertahap mulai mengubah warna daunnya; di dalamnya, klorofil dan pigmen alaminya mengalami reaksi kimia.

Kemerahan daun di musim gugur adalah contoh yang sangat jelas dari perubahan kimiawi. Menghubungkan ini dengan kehidupan, gurita dan bunglon menyamarkan diri berkat serangkaian reaksi kimia yang melibatkan sel-sel kulit mereka; tetapi tidak seperti daun, mereka dapat membalikkan perubahan warna melalui reaksi lain yang "menonaktifkan" kamuflase.

Namun, perbedaan warna langit dan awan bukanlah hasil dari perubahan kimiawi, melainkan perubahan fisik: hamburan Raleigh. Sedangkan pemutihan pakaian dan penghilangan noda, serta pewarnaan pakaian dengan pewarna merupakan perubahan kimiawi.

karakteristik

Telah disebutkan bahwa perubahan warna dan bau adalah dua ciri utama terjadinya perubahan kimiawi dan oleh karena itu telah terjadi fenomena yang melibatkan satu atau beberapa reaksi kimia.

Selanjutnya, karakteristik penting lainnya yang memungkinkan kita untuk mendeteksinya secara langsung dengan indera kita akan dibahas. Semakin banyak karakteristik yang dapat dilihat, semakin besar kemungkinan kita menghadapi perubahan kimiawi dan bukan fisik.

Perubahan suhu atau pelepasan cahaya

Perubahan kimiawi disertai dengan peningkatan (reaksi eksotermik) atau penurunan (reaksi endotermik) suhu; yaitu, jika dihasilkan panas, atau jika, sebaliknya, sensasi dingin diperoleh. Selain itu, terkadang pelepasan panas terjadi sejajar dengan munculnya cahaya.

Pembentukan gas

Pembentukan gas berhubungan langsung dengan perubahan bau. Jika gas terbentuk dalam medium cair, akan terlihat gelembung, yang menunjukkan adanya perubahan kimia.

Hal ini disebabkan adanya molekul dengan tekanan uap tinggi yang mudah terbawa udara, atau pelepasan molekul kecil, seperti CO ₂ , H ₂ S, CH ₄ , O ₂ , dll, yang merupakan produk akhir dari reaksi tertentu.

Pembentukan endapan

Jika reaksi berlangsung dalam medium cair dan pembentukan endapan mulai diamati, apa pun warna atau teksturnya, dikatakan telah terjadi perubahan kimiawi. Demikian pula, bisa jadi kasus di mana dua gas bercampur dan membentuk abu atau garam.

Tidak dapat diubah

Meskipun benar bahwa terdapat reaksi yang dapat dibalik yang mampu membentuk kesetimbangan, perubahan yang dihasilkan dengan karakteristik yang dijelaskan sejauh ini tidak dapat diubah; Mereka membutuhkan reaksi atau energi lain dalam bentuk apa pun untuk campur tangan agar efeknya bisa dibalik. Namun, dalam banyak kasus, hal itu praktis tidak mungkin.

Ketidakterbalikan ini diamati dalam perubahan komposisi, atau penurunan kualitas materi. Misalnya, pohon yang terbakar dalam nyala api dan berakhir menjadi abu, yang komposisi akhirnya berbeda dengan pohon, tidak akan mampu membalikkan perubahan kimiawi yang telah terjadi dengan cara apa pun; Kecuali waktu bisa berbalik

Jenis

Perubahan kimia itu sendiri tidak tunduk pada klasifikasi apa pun: perubahan itu dirasakan dengan indra kita dan dapat disimpulkan atau diperiksa jenis reaksi kimia apa yang sedang terjadi. Dengan demikian, perubahan tersebut disebabkan oleh sekelompok reaksi anorganik, organik atau biokimia.

Ketika berbicara tentang "perubahan" anorganik, dikatakan bahwa tidak ada senyawa kerangka karbon yang terlibat, melainkan semua kompleks logam transisi; oksida, sulfida, hidrida, nitrida, halogen, di antara senyawa lainnya.

Sementara itu, dalam perubahan organik dan biokimia, senyawa karbon berpartisipasi, dengan perbedaan bahwa yang pertama biasanya terjadi di luar organisme (kecuali untuk reaksi yang dilakukan oleh obat-obatan), dan yang terakhir di dalam mereka (berkaitan dengan enzim). , metabolisme, biomolekul).

Contoh

Kertas menguning

Lipatan kertas berubah menjadi kuning seiring waktu. Sumber: makamuki0 via Pixabay.

Kertas dari waktu ke waktu kehilangan keputihannya menjadi kekuningan atau coklat. Proses ini disebabkan oleh oksidasi polimernya, terutama lignin, yang bersama dengan selulosa menggabungkan atom oksigen yang akhirnya melemahkan interaksi antarmolekulnya.

Kembang api

Kembang api mewakili reaksi pembakaran, di mana campuran propelan, kalium nitrat, karbon, dan belerang terbakar sambil secara elektronik menarik garam logam yang menghamili ledakan yang dihasilkan dengan warna.

Rongga

Karies menyebabkan perubahan warna pada gigi karena demineralisasi, yang disebabkan oleh asam yang dihasilkan ketika mikroorganisme mencerna sukrosa dari makanan. Enamel gigi, yang terdiri dari matriks mineralogi kalsium fosfat, kehilangan ionnya saat keasaman meningkat dan pembentukan gigi berlubang.

Pertumbuhan alga

Lapisan alga dan mikroorganisme yang tumbuh di danau terkadang sedemikian rupa sehingga bisa menjadi lengket. Sumber: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

Eutrofikasi danau mendorong pertumbuhan alga, yang menutupi permukaannya dengan warna hijau sebagai akibat dari perubahan sifat kimiawi air; perubahan yang akhirnya terlihat dan negatif untuk fauna air.

Pembubaran Alka-Seltzer

Alka-Seltzer ketika dilarutkan dalam air mulai melepaskan gelembung yang menunjukkan buihnya. Gas-gas tersebut disebabkan oleh CO _{2 yang} dihasilkan oleh pelarutan NaHCO ₃ , bersama dengan asam sitrat dan asetilsalisilat yang ada dalam tablet yang dipadatkan.

Penyakit sampar tubuh

Saat kita berkeringat, cepat atau lambat, kita pasti akan mencium bau tak sedap yang terletak di bawah lengan, di kulit, atau di kaki. Bau tak sedap ini disebabkan oleh molekul organik yang mudah menguap yang disintesis oleh mikroorganisme, dan mengindikasikan bahwa telah terjadi perubahan kimiawi.

Pembusukan

Penguraian organik makhluk hidup atau makanan adalah perubahan kimiawi yang melibatkan serangkaian reaksi kompleks. Bau tak sedap disertai dengan perubahan komposisi, serta warna. Misalnya, pembusukan buah-buahan seperti pisang dan alpukat menunjukkan semua ciri ini.

Coke dan mint

Campuran coke dan mint meletus seperti gunung soda. Sumber: Michael Murphy

Meskipun secara formal merupakan reaksi fisik, tanpa memutus ikatan kimia tetapi dengan partisipasi yang berurutan dari keseimbangan antara spesies H ₂ CO ₃ dan CO ₂ , letusan coca-cola-mint dapat dijadikan acuan untuk mendeteksi ledakan lain yang melakukan mungkin murni bahan kimia.

Peppermint menyediakan tempat nukleasi _{untuk pembentukan} gelembung kecil CO ₂ , yang menyerap sebagian CO ₂ terlarut dengan mengganggu interaksinya dengan molekul air. Jadi, CO ₂ terlarut terkonsentrasi dalam beberapa gelembung kecil, yang melawan peningkatan tegangan permukaan air yang disebabkan oleh gula dan senyawa lainnya.

Hasilnya adalah gelembung CO ₂ lolos dan menyeret air yang tidak ingin "melepaskan" nya. Hal ini menyebabkan munculnya busa khas dari ruam peppermint, seperti yang terlihat pada gambar di atas.

Ledakan

Ledakan biasanya merupakan reaksi pembakaran yang sangat kuat, dari mana asap, cahaya, dan panas dilepaskan. Di mana pun ledakan terjadi, Anda menghadapi perubahan kimiawi.

Pembakaran kayu

Kayu pada dasarnya terbuat dari selulosa dan lignin, keduanya merupakan polimer organik. Atom karbonnya bereaksi kuat dengan oksigen di udara, menyebabkan CO dan CO ₂ , tergantung pada seberapa sempurna pembakarannya dan tingkat oksigenasinya.

Ini merupakan perubahan kimiawi karena polimer dalam kayu tidak dapat kembali ke keadaan semula, selain pelepasan panas, cahaya dan asap.

Sun tanning

Perubahan kimiawi tercermin pada kulit cokelat mereka yang menikmati hari di pantai. Sumber: Pxhere.

Kemerahan atau penyamakan pada kulit kita, saat di bawah terik matahari, menandakan adanya perubahan komposisinya akibat reaksi melanin yang terkandung dalam selnya, yang teroksidasi dan terurai.

Jus kubis merah

Tabung reaksi dengan indikator kubis ungu. Sumber: Indikator-Blaukraut.JPG: Pekerjaan Supermartlderivative: Haltopub

Mulai dari jus kubis ungu, sebuah eksperimen dapat dilakukan untuk menunjukkan perubahan warna sebagai fungsi pH. Mudah direproduksi di laboratorium atau dapur mana pun.

Jika jus ini ditambahkan ke tabung reaksi yang berbeda, mereka diberi label, dan zat yang berbeda ditambahkan ke dalamnya, dari asam (cuka) hingga basa (deterjen), akan ada berbagai warna (gambar atas).

Ini karena jus kubis ungu mengandung indikator asam-basa alami, yang merespon perubahan pH. Semakin asam solusinya, semakin merah tampilannya; dan jika sebaliknya itu sangat mendasar, itu akan menjadi kekuningan.

Masak telur

Ketika telur digoreng atau dimasak, kita membiarkan panas mengubah sifat proteinnya, memutus ikatannya dan membentuk yang lain sambil kehilangan struktur aslinya.

Kulit memudar

Warna kulit bisa memudar karena aksi oksigen di udara dan radiasi UV, yang menyebabkan ikatan kimia antara pewarna dan bahan organik rusak.

Dipanggang

Perubahan warna yang diamati pada roti dan permen, serta peningkatan volumenya yang nyata dibandingkan dengan adonan mentah, menunjukkan berbagai perubahan kimiawi.

Pertama, karena mengembang akibat ragi dan baking powder; dan kedua, dengan reaksi Maillard, di mana protein dan gula bereaksi satu sama lain untuk mengubah campuran menjadi emas.

Korosi

Logam berkarat, sehingga kehilangan kilau, menggelap dan mulai berkarat ketika lapisan oksida yang terbentuk tidak dapat lagi melekat atau terikat dengan bagian dalam logam. Korosi yang paling representatif adalah korosi besi, karena karakteristik warna coklat oksidanya.

Baterai

Di dalam baterai atau sel, terjadi reaksi kimia yang menghasilkan listrik, arus listrik yang mengalir melalui sirkuit eksternal dan mengaktifkan perangkatnya. Intinya, anoda kehilangan elektron (oksidasi), elektron ini mengaktifkan perangkat (remote control, telepon, jam tangan, penunjuk, dll.), Dan kemudian berakhir di katoda (reduksi).

Darah nyamuk

Jika nyamuk menggigit kita dan kita membunuhnya seketika atau dalam beberapa menit, kita akan melihat bahwa darahnya berwarna merah terang. Sedangkan jika beberapa jam berlalu dan kita membunuh nyamuk yang sama ini, kita akan melihat bahwa darahnya gelap, bahkan akan muncul warna coklat.

Perubahan warna ini menunjukkan bahwa darah telah mengalami reaksi kimiawi di dalam tubuh nyamuk.

Jam Yodium

Reaksi jam yodium adalah salah satu yang paling mewakili perubahan kimia. Sumber: Daniel J. Lulu

Salah satu perubahan kimia yang paling mengesankan terlihat pada reaksi jam yodium yang terkenal. Disebut demikian karena kecepatannya dapat dikontrol dengan memodifikasi konsentrasi reaktan. Reaksi berakhir ketika warna biru gelap yang pekat muncul, sangat kontras dengan transparansi awal yang diamati.

Warna ini (gambar atas) disebabkan oleh interaksi antara pati dan kompleks anionik I ₃ ^- . Salah satu versinya mulai dari iodate, IO ₃ ^- , dan bisulfite, HSO ₃ ^- :

IO ₃ ^- + 3HSO ₃ ^- → I ^- + 3HSO ₄ ^-

I ^- bereaksi dengan IO ₃ ^- dari media untuk menghasilkan yodium:

IO ₃ ^- + 5I ^- + 6H ⁺ → 3I ₂ + 3H ₂ O

Dan ini pada gilirannya bereaksi dengan lebih banyak bisulfit:

I ₂ + HSO ₃ ^- + H ₂ O → 2I ^- + HSO ₄ ^- + 2H ⁺

Setelah HSO ₃ ^- selesai , reaksi kedua akan mendominasi sampai ada kelebihan I ₂ , yang akan mengikat I ^- membentuk I ₃ ^- . Dan akhirnya, I ₃ ^{- akan} berinteraksi dengan molekul pati yang membuat larutan menjadi gelap.

Pasta gajah

Eksperimen pasta gajah. Sumber: Ferbr1 melalui Wikipedia.

Sekali lagi, dan terakhir, reaksi kimia tertentu dinamai tetapi dengan perubahan yang terlalu terlihat untuk diabaikan: pasta gigi gajah (gambar atas). Dalam video tertentu, jumlah buihnya sedemikian rupa sehingga Anda benar-benar bisa menyikat mulut gajah.

Reaksi ini didasarkan pada dekomposisi katalitik hidrogen peroksida, H ₂ O ₂ (hidrogen peroksida), dengan ion iodida, I ^- , dari garam terlarut seperti NaI atau KI. Reaksi pertama yang terjadi menurut persamaan kimia berikut:

H ₂ O ₂ + I ^- → H ₂ O + IO ^-

IO ^- spesies kemudian bereaksi dengan H ₂ O ₂ dalam reaksi kedua:

IO ^- + H ₂ O ₂ → H ₂ O + O ₂ + I ^-

Dimana katalis I dibuat ulang ^- (tidak dikonsumsi).

Perhatikan bahwa produk akhirnya adalah H ₂ O dan O ₂ . Jika detergen dan pewarna ditambahkan ke dalam campuran reaksi, air bersama dengan oksigen akan berbusa dengan kuat, yang akan naik melalui wadah dan menyembur ke atas, melawan gravitasi.

Bakar kertas

Saat kertas dibakar, karbon dioksida, uap air, dan abu dihasilkan. Ketiga zat ini secara kimiawi berbeda dari zat pertama, sehingga merupakan perubahan kimiawi.

Oksidasi apel

Saat apel dipotong dan dibiarkan terbuka, warnanya berubah dari warna gading menjadi cokelat atau oker. Ini disebut oksidasi.

Busuk makanan

Saat makanan rusak, perubahan kimiawi terjadi. Misalnya, telur busuk mengalami proses pembusukan yang menyebabkannya berubah warna dan bau.

Produksi yogurt

Yogurt merupakan hasil perubahan kimiawi yang melibatkan susu dan bakteri tertentu, seperti Streptococcus thermophilus dan Lactobacilli bulgaricus.

Buka botol sampanye

Saat Anda membuka sebotol sampanye atau minuman ringan, Anda akan melihat gelembung udara. Gelembung ini berarti asam karbonat dalam minuman telah rusak, melepaskan karbon dioksida.

Produksi anggur

Pembuatan anggur dari buah anggur adalah proses fermentasi. Ini adalah contoh reaksi kimia anaerobik di mana gula diubah menjadi etil alkohol dan karbon dioksida.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (08 Oktober 2019). Definisi Perubahan Kimia dalam Kimia. Diperoleh dari: thinkco.com
3. Wikipedia. (2019). Perubahan kimia. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
4. Mandeep Sohal. (29 September 2019). Perubahan Kimia vs. Perubahan fisik. Kimia LibreTexts. Diperoleh dari: chem.libretexts.org
5. Nathan Crawford. (2019). Apa itu Perubahan Kimia? - Properti, Jenis & Contoh Video. Belajar. Diperoleh dari: study.com
6. HowStuffWorks. (2019). Mengapa koran menguning seiring waktu? Diperoleh dari: science.howstuffworks.com
7. Teman Sains. (14 Juni 2012). Spurting Science: Meletuskan Diet Coke dengan Mentos. Diperoleh dari: scientificamerican.com
8. Quimitube. (2014). Pengalaman laboratorium: Jam yodium. Dipulihkan dari: quimitube.com