14
SMA NEGERI 12 SURABAYA 2019 BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd JALAN SEMEMI BENOWO, SURABAYA

BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

  • Upload
    others

  • View
    25

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

SMA NEGERI 12 SURABAYA

2019

BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA

LAILATUR ROHMAH, S.Pd

J A L A N S E M E M I B E N O W O , S U R A B A Y A

Page 2: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

1 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

A. Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

Massa atom relatif (Ar) menyatakan perbandingan massa atom unsur dengan massa atom

C-12 atau secara matematik ditulis:

r

Massa 1 atom unsurA

1massa 1 atom C 12

12

Contoh:

Jika diketahui massa 1 atom oksigen 2,70 x 10-23g, berapakah Ar atom O jika massa atom C 1,99

x 10-23 g?

Jawab:

r

23

23

Massa 1 atom OA atomO

1massa 1 atom karbon C 12

12

2,70 10

11,99 10

12

16,283

Molekul atom relatif suatu unsur diperlukan untuk menentukan massa molekul relatif suatu

senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. Massa molekul

relatif dinyatakan dengan Mr.

Massa molekul relatif dapat dinyatakan dengan menjumlahkan massa atom relatif atom-

atom unsur pembentuk senyawa. Perhatikan perhitungan massa atom relatif pada contoh soal

berikut.

Contoh:

Tentukan Mr dari senyawa urea (CO(NH2)2)!

Jawab:

Massa molekul relatif urea,

CO(NH2)2 = (1 x ArC) + (1 x ArO) + (2 x ArN) + (4 x ArH)

MrCO(NH2)2 = (1 x 12) + (1 x 16) + (2 x 14) + (4 x 1) = 60

Hitunglah Mr dari senyawa-senyawa berikut!

1. K2SO4 (Ar K = 19, S = 32, O = 16)

2. H3PO4 (Ar H = 1, P = 31, O = 16)

3. Fe2(SO4)3 (Ar Fe = 56, S = 32, O = 16)

4. HNO3 (Ar H = 1, N = 14, O = 16)

5. Na2S2O3.5H2O (Ar Na = 23, S = 32, O = 16, H = 1)

Jawab :

………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………

LATIHAN SOAL 1

Page 3: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

2 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

B. Persamaan Kimia

Persamaan reaksi menggambarkan reaksi kimia, yang terdiri atas rumus kimia zat-zat

pereaksi dan zat-zat hasil reaksi disertai koefisien dan fasa masing-masing.

Untuk membuat persamaan reaksi menjadi setara diperbolehkan mengubah jumlah rumus

kimia (jumlah molekul atau satuan rumus), tetapi tidak boleh mengubah rumus kimia zat-zat yang

terlibat persamaan reaksi. Jumlah satuan rumus kimia disebut koefisien.

Selain menggambarkan rumus kimia, persamaan reaksi yang sempurna juga menunjukkan

wujud zat yang terlibat dalam reaksi. Wujud zat dalam persamaan reaksi disingkat dengan:

(s) : solid (zat padat)

(l) : liquid (zat cair)

(aq) : aqueous (larutan dalam air)

(g) : gas

Penulisan persamaan reaksi dapat dilakukan dalam dua langkah sebagai berikut.

1. Menuliskan rumus kimia zat-zat pereaksi dan produk, lengkap dengan keterangan tentang

wujudnya.

2. Penyetaraan, yaitu memberi koefisien yang sesuai, sehingga jumlah atom ruas kiri sama

dengan jumlah atom ruas kanan.

Contoh:

Tuliskan dan setarakan persamaan reaksi antara gas metana (CH4) dengan gas oksigen

membentuk gas karbon dioksida dan uap air.

Jawab :

Langkah 1: Menuliskan rumus kimia dan persamaan reaksi:

CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O (l)

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O (l) (setara)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Logam timah sangat reaktif terhadap zat pengoksidasi. Timah yang bersinggungan dengan

larutan asam nitrat akan bereaksi mengalami oksidasi. Reaksi timah dengan larutan asam

nitrat pekat menghasilkan padatan timah(IV) oksida, gas nitrogen dioksida, dan air. Buatlah

persamaan reaksi yang tepat untuk pernyataan diatas!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

2. Reaksi antara padatan kalsium fluorida dengan larutan asam sulfat menghasilkan gas asam

flourida dan larutan kalsium sulfat. Buatlah persamaan reaksi yang tepat untuk reaksi

tersebut!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

3. Peralatan makan yang terbuat dari perak lama-kelamaan berubah menjadi hitam karena

bereaksi dengan hidrogen sulfida yang terdapat dalam telur dan oksigen di udara. Reaksi

antara perak dengan gas hidrogen sulfida dan gas oksigen menghasilkan padatan perak(I)

sulfide dan air. Buatlah persamaan reaksi yang sesuai untuk reaksi diatas!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

LATIHAN SOAL 2

Page 4: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

3 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

C. Hukum-Hukum Dasar Kimia

1. Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier)

Antoine Laurent Lavoisier telah menyelidiki massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi.

Lavoisier menimbang zat sebelum bereaksi, kemudian menimbang hasil reaksinya. Ternyata

massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. Lavoisier menyimpulkan hasil

penemuannya dalam suatu hukum yang disebut hukum kekekalan massa: “Dalam sistem

tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama“.

Fe(s) + O2(g) Fe2O3(s)

Contoh:

Kawat tembaga dibakar dalam pembakar bunsen terbentuk tembaga oksida (CuO).

2Cu(s) + O2(g) 2CuO(s)

Jika berat Cu semula 32 g dan CuO yang terbentuk 40 g, berapa berat O2 yang bereaksi?

Jawab:

Menurut Hukum Kekekalan Massa, dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa. Oleh

karena itu, berat O2 yang bereaksi adalah 40 g – 32 g = 8 g

32 g Cu(s) + 8 g O2(g) → 40 g CuO(s)

2. Hukum Perbandingan Tetap (Proust)

Pada tahun 1799, Joseph Louis Proust menemukan satu sifat penting dari senyawa, yang

disebut hukum perbandingan tetap. Berdasarkan penelitian terhadap berbagai senyawa yang

dilakukannya, Proust menyimpulkan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam satu

senyawa adalah tertentu dan tetap.“ Senyawa yang sama meskipun berasal dari daerah

berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda ternyata mempunyai komposisi yang sama.

Dengan memakai pemahaman hukum perbandingan tetap, definisi senyawa dapat

diperluas sebagai berikut: “senyawa adalah zat yang terbentuk oleh dua atau lebih unsur

yang berbeda jenis dengan perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya adalah tetap”.

Contoh:

Diketahui perbandingan massa kalsium dan oksigen dalam membentuk senyawa kalsium

oksida adalah 5 : 2. Bila direaksikan 10 gram kalsium dan 12 gram oksigen, tentukan massa

kalsium oksida (CaO) yang terbentuk dan sisa pereaksi!

Jawab :

Langkah-

Langkah Massa Kalsium Massa Oksigen

Massa CaO yang

Terbentuk

Massa Sisa

Pereaksi

Mula-mula 10 gram 12 gram – –

Perbandingan

102 *

5

(pilih angka kecil)

Bereaksi 2 × 5 = 10 gram 2 × 2 = 4 gram 10 + 4 = 14 gram

Sisa 10 – 10 = 0 gram 12 – 4 = 8 gram 8 gram oksigen

3. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Hukum Proust dikembangkan lebih lanjut oleh para ilmuwan untuk unsur-unsur yang

dapat membentuk lebih dari satu senyawa. Salah seorang diantaranya ialah Dalton (1766-

1844). Dalton mengamati adanya suatu keteraturan yang terkait dengan perbandingan

massa unsur-unsur dalam suatu senyawa. Menurut Dalton: jika dua macam unsur

membentuk lebih dari satu senyawa maka massa salah satu unsur berbanding sebagai

Page 5: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

4 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

kelipatan bilangan bulat dan sederhana. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum

Perbandingan Berganda dari Dalton.

Contoh:

Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO, N2O3, dan N2O4

dengan komposisi massa terlihat dalam tabel berikut.

Senyawa Massa Nitrogen (g) Massa Oksigen (g) Perbandingan

N2O

NO

N2O3

N2O4

28

14

28

28

16

16

48

64

7 : 4

7 : 8

7 : 12

7 : 16

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa apabila massa N dibuat tetap (sama) sebanyak 7 g maka

perbandingan massa oksigen dalam:

N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau 1 : 2 : 3 : 4

4. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac)

Joseph Louis Gay Lussac (1788-1850) dari Perancis tertarik pada penemuan Henry

Cavendish (1731-1810) dari Inggris, yang menemukan perbandingan volume hidrogen yang

bereaksi dengan oksigen membentuk air adalah 2 : 1, jika kedua gas itu diukur pada suhu (T)

dan tekanan (P) yang sama. Akhirnya, pada tahun 1809 Joseph Louis Gay Lussac

melakukan percobaan terhadap berbagai reaksi gas.

H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) Perbandingan volum H2 : Cl2 : HCl = 1 : 1 : 2

1 vol 1 vol 2 vol

2NH3(g) → N2(g) + 3H2(g) Perbandingan volum NH3 : N2 : H2 = 2 : 1 : 3

2 vol 1 vol 3 vol

Untuk dua buah gas (misalnya gas A dan gas B) yang tercantum dalam satu persamaan

reaksi, berlaku hubungan:

Volume koefisien

Volume koefisien

A A

B B

Contoh:

Tiga liter gas propana (C3H8) dibakar sempurna dengan gas oksigen membentuk gas karbon

dioksida dan air, sesuai persamaan reaksi berikut.

C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)

a. Berapa liter gas oksigen yang diperlukan?

b. Berapa liter gas karbon dioksida yang terbentuk?

c. Berapa liter air yang terbentuk?

Jawab:

C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)

a. 2 2

3 8 3 8

22 3 8

3 8

Volume O koefisien O

Volume C H koefisien C H

koefisien OVolume O volume C H

koefisien C H

53 liter 15 liter

1

Page 6: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

5 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

b. 2 2

3 8 3 8

22 3 8

3 8

Volume CO koefisien CO

Volume C H koefisien C H

koefisien COVolume CO volume C H

koefisien C H

33 liter 9 liter

1

c. 2 2

3 8 3 8

22 3 8

3 8

Volume H O koefisien H O

Volume C H koefisien C H

koefisien H OVolume H O volume C H

koefisien C H

43 liter 12 liter

1

5. Hukum Avogadro

Setelah hukum perbandingan volume dipublikasikan dalam jurnaljurnal internasional,

pakar kimia Italia, Amadeo Avogadro, berteori dengan hukum tersebut. Dia mengajukan

hipotesis sebagai berikut. “Pada suhu dan tekanan sama, gas-gas yang volumenya sama

mengandung jumlah molekul yang sama”.

Contoh:

Pada suhu dan tekanan yang sama:

1 liter gas hidrogen + 1 liter gas klorin → 2 liter gas asam klorida

Tentukan persamaan reaksi lengkapnya!

Jawab:

Volume gas hidtogen : volume gas klorin : volume gas asam klorida = 1 : 1 : 2

Hal itu berarti bahwa perbandingan jumlah molekul hidrogen : jumlah molekul klorin : jumlah

molekul asam klorida = 1 : 1 : 2.

Persamaan reaksi antara gas hidogen dan gas klorin adalah sebagai berikut:

H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Direaksikan Fe dan S dengan perbandingan sebagai berikut,

Massa Fe Massa S Massa FeS

7 gram 8 gram 11,0 gram

9 gram 12 gram 14,1 gram

14 gram 8 gram 22,0 gram

20 gram 18 gram 31,4 gram

Berdasarkan tabel tersebut, tentukan perbandingan Fe dan S dalam besi (II) Sulfida yang

dihasilkan!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

LATIHAN SOAL 3

Page 7: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

6 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

2. Tiga senyawa mangan oksida masing-masing mengandung oksigen 22,5%, 30,4%, dan

36,8%. Tunjukkan bahwa data tersebut sesuai dengan hokum kelipatan perbandingan!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

3. Hitunglah berapa liter gas karbon dioksida dan uap air yang dihasilkan jika 5 liter gas metana

dibakar!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

4. Perbandingan massa unsur magnesium dan oksigen dalam senyawa magnesium oksida

(MgO) yaitu 3 : 2. Jika 4 gram magnesium direaksikan untuk membentuk senyawa

magnesium oksida, berapa massa oksigen yang diperlukan dan berapa massa magnesium

oksida yang dihasilkan?

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

D. Konsep Mol

Zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia tersebut mengandung partikel-partikel seperti atom,

molekul, atau ion. Bayangkanlah bahwa 1 gram besi mengandung lebih dari 1020 butir-butir atom

besi dan 1 mL air mengandung lebih dari 1020 molekul air, jadi sangat sulit menghitungnya.

Agar tidak mengalami kesulitan, maka jumlah partikel yang banyak itu diungkapkan dengan

satuan jumlah. Para ahli kimia menyatakan satuan jumlah zat dalam kimia adalah mol.

Bagaimana menentukan mol suatu zat?

Jadi, dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 1023 partikel. Nilai 6,022 x 1023

partikel per mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N.

Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat dianalogikan sebagai ”lusin”. Jika lusin

menyatakan jumlah 12 buah, mol menyatakan jumlah 6,022 x 1023 partikel zat.

Dimana:

n = jumlah mol

N = bilangan Avogadro

1. Massa Molar (Mr)

Secara matematis, dapat dinyatakan sebagai berikut:

Massa molar = massa : mol

Massa = mol x Mr / Ar (massa molar)

1 mol zat mengandung 6,022 x 1023 partikel

Jumlah partikel = n x N

Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak

atom yang terdapat dalam 12,000 g atom karbon –12

Page 8: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

7 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

Contoh:

1. Besi beratnya 25 g. Berapa mol besi tersebut ? Diketahui Ar Fe = 56 g mol–1.

2. Jumlah mol grafit dalam suatu baterai adalah 1,5 mol. Berapa berat grafit tersebut?

Diketahui Ar C = 12 g mol–1.

3. Berapa berat 1 atom besi? Diketahui Ar Fe = 56 sma.

4. Berapa jumlah molekul CO2 yang terdapat dalam 4 g CO2? Diketahui Mr CO2 = 44 sma.

Jawab:

1. Massa molar besi: Mm Fe = 56 g mol–1

1

25gJumlah mol besi 0,446 mol

56gmol

2. Massa molar C = 12 g mol–1

Massa 1,5 mol C = 1,5 mol x 12 g mol–1 = 18 g.

3. Ar Fe = 56 sma, Jadi, massa molar Fe = 56 g mol–1. Massa 1 atom Fe adalah

1 2323 1

1atom Fe56g mol 9,3 10 g

6,02 10 atom mol

Jadi, berat 1 atom Fe = 9,3 × 1023 g.

4. Massa molar CO2 = 44 g mol–1

2 1

4gJumlah mol CO 0,09 mol

44g mol

Jumlah CO2 = 0,09 mol × 6,02 ×1023 molekul mol-1

= 0,54 × 1023 molekul.

2. Volume Molar (Vm)

Menurut Amedeo Avogadro: pada suhu dan tekanan tertentu, setiap gas yang volumenya

sama mengandung jumlah molekul yang sama. Artinya, gas apapun selama volumenya sama

dan diukur pada P dan T yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama. Jika jumlah

molekul gas sebanyak tetapan Avogadro (L= 6,02 × 1023 molekul) maka dapat dikatakan jumlah

gas tersebut adalah satu mol. Berdasarkan perhitungan yang mengacu pada Hukum Avogadro,

pada 0°C dan 1 atm (STP, Standard Temperature and Pressure), volume satu mol gas adalah

22,4 liter. Volume satu mol gas ini dikenal dengan volume molar gas, disingkat Vm.

Contoh:

a. Berapa volume 16 g gas O2 yang diukur pada keadaan STP? Diketahui Mr O2 = 32.

b. Berapa jumlah molekul N2 yang terdapat dalam 5,6 L gas N2 diukur pada keadaan STP?

Jawab:

a. Massa molar O2 = 32 g mol-1

2 1

16gJumlah mol O 0,5 mol

32g mol

Pada STP, volume molar O2 = 22,4 L mol-1

maka volume 0,5 mol O2 = 0,5 mol × 22,4 L mol-1= 11,2 L

Jadi, volume untuk 16g O2 pada STP = 11,2 L

b. Pada STP, volume molar N2 = 22,4 L mol-1

2 1

5,6LJumlah mol N dalam 5,6L 0,25 mol

22,4L mol

Jumlah molekul N2 dalam satu mol = 6,02 × 1023

Volume gas dalam keadaan standar = 22,4 L

Page 9: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

8 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

Jumlah molekul N2 dalam 0,25 mol

= 0,25 mol × 6,02 × 1023 molekul/mol

= 1,505 × 1023 molekul.

Jadi, jumlah N2 dalam 5,6 L = 1,505 × 1023 molekul

3. Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus kimia menunjukkan jenis atom unsur dan jumlah relatif masing-masing unsur

yang terdapat dalam zat. Banyaknya unsur yang terdapat dalam zat ditunjukkan dengan

angka indeks. Rumus kimia dapat berupa rumus empiris dan rumus molekul.

”Rumus empiris, rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom-atom dari unsur-

unsur yang menyusun senyawa”.

”Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang

menyusun satu molekul senyawa”.

Rumus Molekul = (Rumus Empiris)n

Mr Rumus Molekul = n × (Mr Rumus Empiris)

n = bilangan bulat.

Penentuan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa dapat ditempuh

dengan langkah berikut.

1. Cari massa (persentase) tiap unsur penyusun senyawa,

2. Ubah ke satuan mol,

3. Perbandingan mol tiap unsur merupakan rumus empiris,

4. Cari rumus molekul dengan cara: (Mr rumus empiris)n = Mr rumus molekul, n dapat

dihitung,

5. Kalikan n yang diperoleh dari hitungan dengan rumus empiris.

Contoh:

Suatu senyawa terdiri dari 80% karbon dan 20 oksigen. Jika Mr nya 30, tentukan rumus

empiris dan rumus molekul senyawa tersebut! (Ar : C = 12 dan H = 1)

Jawab:

Misal massa senyawa = 100 g

Maka massa C dan H masing-masing 80 g dan 20 g.

Perbandingan mol C : mol H = 80 : 20

12 1

= 6,6 : 20

= 1 : 3

Jadi, rumus empirisnya CH3

Massa molekulnya (CH3)n = 30

(15)n = 30

n = 2

Rumus molekul senyawa itu adalah C2H6

4. Senyawa Hidrat

Hidrat adalah senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O). Rumus kimia

senyawa kristal padat sudah diketahui. Jadi pada dasarnya penentuan rumus hidrat

merupakan penentuan jumlah molekul air kristal (H2O) atau nilai x. Secara umum, rumus

hidrat dapat ditulis sebagai berikut.

Rumus kimia senyawa kristal padat : x . H2O

Berikut contoh beberapa senyawa berhidrat.

Contoh:

Sebanyak 5 g Tembaga(II) Sulfat hidrat dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap.

Massa Tembaga(II) Sulfat padat yang terbentuk 3,20 g.

Page 10: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

9 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

Tentukan rumus hidrat tersebut! (Ar : Cu = 63,5 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1)

Jawab:

Langkah-langkah penentuan rumus hidrat:

a. Misalkan rumus hidrat CuSO4 . x H2O.

b. Tulis persamaan reaksinya.

c. Tentukan mol zat sebelum dan sesudah reaksi.

d. Hitung nilai x, dengan menggunakan perbandingan mol CuSO4 : mol H2O

CuSO4 . xH2O(s) → CuSO4(s) + xH2O

5g 3,2 g 1,8 g

Perbandingan, mol CuSO4 : mol H2O = 0.02 : 0,10.

Perbandingan, mol CuSO4 : mol H2O = 1 : 5.

Jadi, rumus hidrat dari Tembaga(II) Sulfat yaitu CuSO4 . 5H2O.

5. Kadar Zat

a. Presentase Massa

% massa menyatakan banyak zat terlarut dalam 100 gram larutan.

b. Presentase Volume

% volume menyatakan volume zat terlarut yang terdapat dalam 100 mL larutan.

c. Bagian per Juta (bpj) atau part per million (ppm)

Bagian per juta atau part per million menyatakan bagian massa sutau komponen dalam

sejuta bagian massa campuran atau banyaknya volume suatu komponen dalam sejuta

volume campuran.

d. Molaritas

Banyaknya zat yang terdapat dalam suatu larutan dapat diketahui

dengan menggunakan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam molaritas

(M). Molaritas menyatakan banyaknya mol zat dalam 1 L larutan. Secara

matematis dinyatakan sebagai berikut.

Dimana:

M = molaritas (satuan M) Mr = massa molar (satuan g/mol)

massa = dalam satuan gram V = volume (satuan mL)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Diketahui 6 gram urea (CO(NH2)2) jika Ar H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, tentukan:

a. mol urea

b. jumlah partikel

LATIHAN SOAL 4

Page 11: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

10 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

2. Berapa volume gas CO2 yang massanya 22 gram (Ar C = 12, O = 16) jika diukur pada

tekanan 1 atm?

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

3. Suatu senyawa terdiri dari 60% karbon, 5% hydrogen, dan sisanya nitrogen. Mr senyawa itu

= 80 (Ar C = 12, H = 1, N = 14). Tentukan rumus empiris dan rumus molekul senyawa itu!

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

4. Bagaimanakah rumus kimia garam barium klorida berhidrat (BaCl2.xH2O) apabila 12,2 gram

garam tersebut dipanaskan menghasilkan zat yang tersisa sebanyak 10,4 gram?

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

5. Berapakah kadar C dan N dalam urea (CO(NH2)2) ?

(Ar C = 12, N = 14, O = 16, H = 1)

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

6. Tentukan molaritas jika 4 gram NaOH dilarutkan dalam:

a. 2 L air

b. 500 mL air

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

E. Perhitungan Kimia

1. Hubungan antara jumlah mol, partikel, massa dan volume gas dalam persamaan reaksi

Hubungan mol dengan massa, jumlah partikel dan volume pada STP, dapat

digambarkan sebagai berikut:

Page 12: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

11 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

Penentuan jumlah pereaksi dan hasil reaksi yang terlibat dalam reaksi

harus diperhitungkan dalam satuan mol. Artinya, satuan-satuan yang

diketahui harus diubah ke dalam bentuk mol. Metode ini disebut metode

pendekatan mol.

Contoh:

Satu mol logam Aluminium direaksikan dengan Asam Klorida secukupnya menurut reaksi

Al (s) + HCl (aq) → AlCl3 (aq) + H2 (g)

a. Berapa massa AlCl3 yang terbentuk?

b. Berapa volume gas H2 (STP) ?

c. Berapa partikel H2 yang terjadi?

(Ar Al = 27, Cl = 35,5)

Jawab:

2Al (s) + 6HCl (aq) → 2AlCl3 (aq) + 3H2 (g)

1 mol

M AlCl3 = mol AlCl3 x Mr AlCl3

= 1 x {(27) + (3 x 35,5)}

= 1 x 133,5

= 133,5 gram

V H2 (STP) = mol H2 x 22,4 L

= 1,5 x 22,4 L

= 33,6 L

c. Partikel H2 = mol H2 x 6,02 x 1023

= 1,5 x 6,02 x 1023

= 9,03 x 1023 partikel

2. Pereaksi Pembatas

Di dalam suatu reaksi kimia, perbandingan mol zat-zat pereaksi yang

dicampurkan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya.

Hal ini berarti bahwa ada zat pereaksi yang akan habis bereaksi lebih dahulu.

Pereaksi demikian disebut pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas merupakan reaktan yang

habis bereaksi dan tidak bersisa di akhir reaksi.

Contoh:

Sebanyak 0,5 mol N2 direaksikandengan 3 mol H2 menurut reaksi N2 (g) + H2 (g) → NH3 (g)

a. Tentukan pereaksi pembatasnya!

b. Berapa volume NH3 (STP) yang dihasilkan?

c. Berapa mol zat pereaksi yang tersisa?

Jawab:

Page 13: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

12 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

a. N2 (g) + H2 (g) → NH3 (g)

mula-mula (m) 0,5 3

bereaksi (r) 0,5 0,5 0,5

sisa (s) - 2,5 0,5

maka pereaksi pembatasnya adalah N2 (karena habis bereaksi)

b. V NH3 (STP) = mol NH3 x 22,4 L

= 0,5 x 22,4 L

= 11,2 L

c. Zat pereaksi yang tersisa adalah H2 sebanyak 2,5 mol

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan benar!

1. Jika diketahui Ar Al = 27, S = 32, dan O = 16

a. Berapa massa 0,5 mol Al2(SO4)3 ?

b. Berapa jumlah mol dari 684 gram Al2(SO4)3 ?

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

2. Seng dan belerang bereaksi membentuk seng sulfide, yaitu suatu zat yang digunakan untuk

melapisi dinding bagian dalam tabung TV. Persamaan reaksinya adalah:

Zn(s) + S(s) → ZnS(s)

Jika 12 gram Zn dicampur dengan 6,50 gram S, tentukan:

a. pereaksi pembatasnya

b. berapa gram ZnS yang terbentuk

c. berapa gram sisa pereaksi yang lain

(Ar Zn = 65,4, S = 32)

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

3. Fluorin bereaksi dengan besi menghasilkan besi fluorida, FeF3. Jika 3,8 gram fluorin

ditambahkan pada 11,7 gram besi, berapa bobot:

a. besi fluoride yang dihasilkan

b. sisa pereaksinya

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

4. Aluminium bereaksi dengan asam sulfat (H2SO4) yang merupakan asam dalam air aki

menurut persamaan reaksi:

2Al(s) + 3H2SO4(aq) →Al2(SO4)3(s) + 3H2(g)

Jika 20,0 gram Al dibenamkan kedalam larutan yang mengandung 115 gram H2SO4,

LATIHAN SOAL 5

Page 14: BAHAN AJAR KIMIA · BAHAN AJAR KIMIA STOKIOMETRI DAN HUKUM DASAR KIMIA LAILATUR ROHMAH, S.Pd ... senyawa baik yang berupa molekul unsur, molekul senyawa, dan senyawa ion. ... membentuk

13 | S t o k i o m e t r i d a n H u k u m D a s a r K i m i a

a. tentukan pereaksi pembatasnya

b. berapa mol H2 akan terbentuk

c. berapa gram Al2(SO4)3 akan terbentuk

d. berapa gram pereaksi yang tersisa

Jawab:

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…

………………………………………………………………………………………………………...…