Reaksi kimia
Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan
senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai
reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan
perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih
produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan
elektron dalam pembentukan dan pemutusan
ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada
transformasi partikel-partikel elementer seperti pada
reaksi nuklir.
Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam
sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan. Dalam
biokimia, sederet reaksi kimia yang
dikatalisis oleh
enzim membentuk
lintasan metabolisme, di mana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan.
Jenis-jenis reaksi
Beragamnya reaksi-reaksi kimia dan pendekatan-pendekatan yang dilakukan dalam mempelajarinya mengakibatkan banyaknya cara untuk mengklasifikasikan reaksi-reaksi tersebut, yang sering kali tumpang tindih. Di bawah ini adalah contoh-contoh klasifikasi reaksi kimia yang biasanya digunakan.
- Isomerisasi, yang mana senyawa kimia menjalani penataan ulang struktur tanpa perubahan pada kompoasisi atomnya
- Kombinasi langsung atau sintesis, yang mana dua atau lebih unsur atau senyawa kimia bersatu membentuk produk kompleks:
- N2 + 3 H2 → 2 NH3
- Dekomposisi kimiawi atau analisis, yang mana suatu senyawa diurai menjadi senyawa yang lebih kecil:
- 2 H2O → 2 H2 + O2
- 2 Na(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + H2(g)
- Metatesis atau Reaksi penggantian ganda, yang mana dua senyawa saling berganti ion atau ikatan untuk membentuk senyawa yang berbeda:
- NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s)
- Reaksi asam basa, secara luas merupakan reaksi antara asam dengan basa. Ia memiliki berbagai definisi tergantung pada konsep asam basa yang digunakan. Beberapa definisi yang paling umum adalah:
- Definisi Arrhenius: asam berdisosiasi dalam air melepaskan ion H3O+; basa berdisosiasi dalam air melepaskan ion OH-.
- Definisi Brønsted-Lowry: Asam adalah pendonor proton (H+) donors; basa adalah penerima (akseptor) proton. Melingkupi definisi Arrhenius.
- Definisi Lewis: Asam adalah akseptor pasangan elektron; basa adalah pendonor pasangan elektron. Definisi ini melingkupi definisi Brønsted-Lowry.
- Reaksi redoks, yang mana terjadi perubahan pada bilangan oksidasi atom senyawa yang bereaksi. Reaksi ini dapat diinterpretasikan sebagai transfer elektron. Contoh reaksi redoks adalah:
- 2 S2O32−(aq) + I2(aq) → S4O62−(aq) + 2 I−(aq)
- Yang mana I2 direduksi menjadi I- dan S2O32- (anion tiosulfat) dioksidasi menjadi S4O62-.
- Pembakaran, adalah sejenis reaksi redoks yang mana bahan-bahan yang dapat terbakar bergabung dengan unsur-unsur oksidator, biasanya oksigen, untuk menghasilkan panas dan membentuk produk yang teroksidasi. Istilah pembakaran biasanya digunakan untuk merujuk hanya pada oksidasi skala besar pada keseluruhan molekul. Oksidasi terkontrol hanya pada satu gugus fungsi tunggal tidak termasuk dalam proses pembakaran.
- C10H8+ 12 O2 → 10 CO2 + 4 H2O
- CH2S + 6 F2 → CF4 + 2 HF + SF6
- Disproporsionasi, dengan satu reaktan membentuk dua jenis produk yang berbeda hanya pada keadaan oksidasinya.
- 2 Sn2+ → Sn + Sn4+
Kinetika kimia
Laju reaksi suatu reaksi kimia merupakan pengukuran bagaimana
konsentrasi ataupun
tekanan zat-zat yang terlibat dalam reaksi berubah seiring dengan berjalannya waktu. Analisis laju reaksi sangatlah penting dan memiliki banyak kegunaan, misalnya dalam
teknik kimia dan kajian
kesetimbangan kimia. Laju reaksi secara mendasar tergantung pada:
- Konsentrasi reaktan, yang biasanya membuat reaksi berjalan dengan lebih cepat apabila konsentrasinya dinaikkan. Hal ini diakibatkan karena peningkatan pertumbukan atom per satuan waktu,
- Luas permukaan yang tersedia bagi reaktan untuk saling berinteraksi, terutama reaktan padat dalam sistem heterogen. Luas permukaan yang besar akan meningkatkan laju reaksi.
- Tekanan, dengan meningkatkan tekanan, kita menurunkan volume antar molekul sehingga akan meningkatkan frekuensi tumbukan molekul.
- Energi aktivasi, yang didefinisikan sebagai jumlah energi yang diperlukan untuk membuat reaksi bermulai dan berjalan secara spontan. Energi aktivasi yang lebih tinggi mengimplikasikan bahwa reaktan memerlukan lebih banyak energi untuk memulai reaksi daripada reaksi yang berenergi aktivasi lebih rendah.
- Temperatur, yang meningkatkan laju reaksi apabila dinaikkan, hal ini dikarenakan temperatur yang tinggi meningkatkan energi molekul, sehingga meningkatkan tumbukan antar molekul per satuan waktu.
- Keberadaan ataupun ketiadaan katalis. Katalis adalah zat yang mengubah lintasan (mekanisme) suatu reaksi dan akan meningkatkan laju reaksi dengan menurunkan energi aktivasi yang diperlukan agar reaksi dapat berjalan. Katalis tidak dikonsumsi ataupun berubah selama reaksi, sehingga ia dapat digunakan kembali.
- Untuk beberapa reaksi, keberadaan radiasi elektromagnetik, utamanya ultraviolet, diperlukan untuk memutuskan ikatan yang diperlukan agar reaksi dapat bermulai. Hal ini utamanya terjadi pada reaksi yang melibatkan radikal.
Laju reaksi berhubungan dengan
konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Hubungan ini ditentukan oleh
persamaan laju tiap-tiap reaksi. Perlu diperhatikan bahwa beberapa reaksi memiliki kelajuan yang
tidak tergantung pada konsentrasi reaksi. Hal ini disebut sebagai reaksi orde nol.
Peluang (matematika)
Peluang atau
kebolehjadian atau dikenal juga sebagai
probabilitas adalah cara untuk mengungkapkan pengetahuan atau kepercayaan bahwa suatu kejadian akan berlaku atau telah terjadi. Konsep ini telah dirumuskan dengan lebih ketat dalam
matematika, dan kemudian digunakan secara lebih luas dalam tidak hanya dalam matematika atau
statistika, tapi juga
keuangan,
sains dan
filsafat.
Konsep matematika
Probabilitas suatu
kejadian adalah angka yang menunjukkan kemungkinan terjadinya suatu kejadian. Nilainya di antara 0 dan 1. Kejadian yang mempunyai nilai probabilitas 1 adalah kejadian yang pasti terjadi atau sesuatu yang telah terjadi. Misalnya
matahari yang masih terbit di
timur sampai sekarang. Sedangkan suatu kejadian yang mempunyai nilai probabilitas 0 adalah kejadian yang mustahil atau tidak mungkin terjadi. Misalnya seekor kambing melahirkan seekor sapi.
Probabilitas/Peluang suatu kejadian
A terjadi dilambangkan dengan notasi P(
A), p(
A), atau Pr(
A). Sebaliknya, probabilitas [bukan A] atau
komplemen
A, atau probabilitas suatu kejadian
A tidak akan terjadi, adalah 1-P(
A). Sebagai contoh, peluang untuk tidak munculnya mata dadu enam bila sebuah dadu bersisi enam digulirkan adalah

.
Logika matematika
Logika matematika adalah cabang
logika dan
matematika yang mengandung kajian matematis logika dan aplikasi kajian ini pada bidang-bidang lain di luar matematika. Logika matematika berhubungan erat dengan
ilmu komputer dan
logika filosofis. Tema utama dalam logika matematika antara lain adalah kekuatan ekspresif dari
logika formal dan kekuatan deduktif dari sistem
pembuktian formal. Logika matematika sering dibagi ke dalam cabang-cabang dari
teori himpunan,
teori model,
teori rekursi,
teori pembuktian, serta
matematika konstruktif. Bidang-bidang ini memiliki hasil dasar logika yang serupa.