Reaksi metatesis, terkadang disebut sebagai reaksi pertukaran ganda, reaksi penggantian ganda, atau reaksi dekomposisi ganda, adalah suatu reaksi kimia yang melibatkan pertukaran ikatan antara dua spesi kimia yang tak-saling bereaksi yang menghasilkan pembentukan produk dengan jenis ikatan yang sama.[1] Reaksi ini digambarkan melalui skema berikut:
A-B + C-D → A-D + C-B
Suatu reaksi metatesis melibatkan pertukaran dua gugus atau ion di antara reaktan.[2] Ikatan antara spesi-spesi yang bereaksi dapat bersifat ionik maupun kovalen. Biasanya, reaksi ini menghasilkan suatu produk tak-larut dari reaktan yang larut. Produk ini disebut sebagai endapan.
Dalam literatur lama, istilah dekomposisi ganda sering dijumpai. istilah dekomposisi ganda digunakan secara lebih spesifik ketika terdapat setidaknya satu zat yang tidak larut dalam pelarut, seperti ligan atau pertukaran ion yang berlangsung pada reaktan fasa padat. Reaksi ini digambarkan dalam skema berikut:
AX(aq) + BY(s) → AY(aq) + BX(s).
Reaksi metatesis merupakan teknik yang umum bagi pertukaran ion lawan. Pemilihan reaktan dalam reaksi ini ditentukan melalui diagram kelarutan atau energi kisi. Teori HSAB dapat pula digunakan untuk memprediksi produk dari reaksi metatesis ini.[3]
Aturan kelarutan
Untuk menentukan apakah reaksi metatesis terjadi atau tidak maka perlu diketahui apa jenis senyawa ionik yang membentuk endapan. Dari sini, digunakan aturan kelarutan, yang umum digunakan untuk memprediksi senyawa ionik mana yang larut dan mana yang tak larut. Tabel berikut mencantumkan beberapa aturan kelarutan yang umum.[4][5]
Umumnya larut dalam air
Pengecualian
Seluruh senyawa Li+, Na+, Rb+, Cs+, dan NH4+
Tidak ada
Seluruh senyawa dan
Tidak ada
Senyawa Cl-, Br-, dan I-
Ag+, Hg22+, dan Pb2+
Senyawa
Hg22+, Pb2+, Sr2+, dan Ba2+
Umumnya tak larut dalam air
Pengecualian
Senyawa dan
Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, dan NH4+
Senyawa OH-
Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, dan NH4+
Jika suatu senyawa mampu larut, maka digunakan label (aq), menandakan bahwa senyawa tersebut terlarut. Jika senyawa tersebut tak larut, maka digunakan label (s), menandakan bahwa senyawa tersebut mengendap keluar dari larutan tersebut. Jika seluruhnya larut, maka tidak ada reaksi yang diharapkan.
Sebagai contoh, reaksi metatesis antara natrium sulfat dan stronsium klorida. Aturan kelarutan menyatakan bahwa seluruh senyawa natrium larut dan semua senyawa klorida ionik larut kecuali Ag+, Hg22+, dan Pb2+. Karenanya, Na2SO4 dan SrCl2 keduanya larut. Produk yang mungkin dari reaksi ini adalah NaCl dan SrSO4. Apabila ditinjau lebih lanjut, NaCl, dengan aturan yang sama, bersifat larut, sementara SrSO4 bersifat sebaliknya (sebagaimana aturan kelarutan, semua senyawa sulfat larut, kecuali Sr2+). Karena itu, dapat diprediksi bahwa senyawa tersebut tidak larut—dalam bentuk endapan. Dari analisis tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa reaksi dapat terjadi, dan persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai:[6]
Reaksi pengendapan terjadi ketika dua senyawa ionik terlarut di dalam air dan membentuk suatu senyawa ionik baru yang tak larut; senyawa baru ini keluar dari larutan sebagai endapan padat. Pembentukan endapan padat merupakan penanda bahwa reaksi tersebut berlangsung. Sebagai contoh, reaksi antara kalium dikromat dengan asam sulfat yang menghasilkan endapan merah kromium trioksida:[7][8]
Reaksi netralisasi merupakan jenis reaksi pertukaran ganda. Reaksi ini terjadi ketika suatu asam bereaksi dengan basa pada jumlah yang setimbang. Reaksi ini biasanya menghasilkan larutan garam dan air.[11] Sebagai contoh, asam klorida bereaksi dengan natrium hidroksida untuk menghasilkan natrium klorida dan air:[12]
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Reaksi pembentukan gas
Reaksi antara asam dan suatu karbonat atau bikarbonat selalu menghasilkan asam karbonat sebagai produk, yang secara spontan terurai menjadi gas karbon dioksida dan air.[13] Pelepasan gas karbon dioksida dari campuran reaksi dapat diamati dengan timbulnya gelembung udara. Sebagai contoh, reaksi "gunung berapi" yang umum dilakukan dalam demo kimia saat pameran ilmiah, yang melibatkan asam asetat dengan natrium bikarbonat:
Dalam reaksi ini, kromium mengalami reduksi dari bilangan oksidasi +6 menjadi +3. Persamaan redoks dari reaksi di atas digambarkan sebagai berikut:[15]
^Schmitz, Andy. "Types of Chemical Reactions: Single- and Double-Displacement Reaction". Beginning Chemistry (v. 1.0) (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 22 Januari 2016.
^"Chromium trioxide". Chemicalland21.com (dalam bahasa Inggris). AroKor Holdings Inc. Diakses tanggal 15 Juni 2014.
^ abH. Wayne Richardson (2005). "Copper Compounds". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (dalam bahasa Inggris). Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a07_567.
^J. R. Dilworth, W. Hussain, A. J. Hutson, C. J. Jones, F. S. Mcquillan (1997). "Tetrahalo Oxorhenate Anions". Inorganic Syntheses (dalam bahasa Inggris). 31: 257–262. doi:10.1002/9780470132623.ch42.Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
^Payack, J. F.; Hughes, D. L.; Cai, D.; Cottrell, I. F.; Verhoeven, T. R. (2002). "Dimethyltitanocene". Org. Synth.79: 19.
^Steven S. Zumdahl (2009). Chemical Principles (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-6). New York: Houghton Mifflin Company. hlm. 319–324.
^Skoog, D.A; West, D.M.; Holler, J.F.; Crouch, S.R. (2004). "Bab 14, 15 dan 16". Fundamentals of Analytical Chemistry (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-8). Thomson Brooks/Cole. ISBN0-03-035523-0.
^Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Chromium". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (dalam bahasa Jerman) (edisi ke-91–100). Walter de Gruyter. hlm. 1081–1095. ISBN3-11-007511-3.
Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!