Setelah mempelajari bab ini, peserta didik mampu: 1. men menjela jelaska skan n hukum-h hukum-huku ukum m dasar dasar kimia; kimia; 2. mel melaku akukan kan per perhit hitung ungan an kimi kimia. a. Berdasarkan kemampuan dan keterampilan yang dikuasai, peserta didik: 1. menyad menyadari ari adanya keteraturan keteraturan pada berbagai berbagai reaksi kimia dalam kehidupan kehidupan sehari-hari sehari-hari sebagai sebagai wujud kebesaran kebesaran Tuhan Yang Maha Esa; 2. mampu mengembangkan mengembangkan rasa ingin tahu, disiplin, jujur, kerja sama, sama, dan peduli lingkungan dalam melakukan percobaan percobaan serta mampu menyajikan dan menganalisis data hasil percobaan; 3. meng mengharga hargaii kerja individu individu dan kelompo kelompok k dalam mengerjak mengerjakan an tugas.
Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
Hukum Dasar Kimia
Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton) Hukum Perbandingan (Hukum Gay Lussac)
Latihan 1 Latihan 2
Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
Soal-Soal
Volume
Hukum Avogadro
Materi
Konsep Mol Ulangan Harian
Kadar Zat
Perhitungan Kimia
Penentuan Rumus Empiris dan Rumus Molekul Hidrat (Air Kristal) Perhitungan Kimia
Stoikiometri
Pereaksi Pembatas Percobaan Pertama Lavoisier Tugas Praktikum Informasi
Hukum Kekekalan Massa
Kegiatan Selancar Internet
Menentukan Rumus Empiris Senyawa Baru
Membuat Rancangan Percobaan Hukum Kekekalan Massa
Mari Bersahabat dengan Teknologi
Teori Avogadro Volume Molar Spektrometer Massa
Kimia Kelas X
49
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: b Persamaan reaksi yang terjadi sebagai berikut. 2Na(s) 2Na (s) + + O2(g) → N Na a2O(s) Menurut hukum Lavoisier, massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama. Massa Na + massa O 2 = Massa Na 2O 2,45 gram + massa O 2 = 3,2 gram massa O2 = 3,2 – 2,45 = 0,75 gram. Jadi, massa oksigen yang bereaksi sebanyak 0,75 gram. 2. Jawaban: d Massa zat sebelum reaksi = massa zat sesudah reaksi massa Pb(NO3)2 + massa HCl = massa PbCl 2 + massa HNO3 16,5 gram + 8,4 gram = 13,2 gram + massa HNO 3 massa HNO3 = (16,5 gram + 8,4 gram) – 13,2 gram = 11,7 gram Jadi, massa HNO 3 yang dihasilkan sebanyak 11,7 gram. 3. Jawaban: e Reaksi yang terjadi sebagai berikut. CH3COOH COOH(aq) (aq) + + NaHCO3(s) → CH3COONa COONa(aq) (aq) + + H2O( ) ) + + CO2(g) Massa zat sebelum reaksi = massa zat sesudah reaksi Massa asam asetat + massa soda kue = massa zat sesudah reaksi 3 gram + 2,5 gram = massa zat sesudah reaksi Massa zat sesudah reaksi = 5,5 gram. Jadi, massa zat hasil reaksi yaitu 5,5 gram dan gas yang terbentuk adalah gas CO 2 (karbon dioksida). 4. Jawaban: c Persamaan reaksi yang terjadi sebagai berikut. 3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g) Massa H2 = 1 gram Massa N2 = 2,7 gram Massa NH3 = 3,4 gram Massa zat yang tidak bereaksi = massa zat sebelum bereaksi – massa zat bereaksi = (1 + 2,7) – 3,4 = 0,3 Jadi,massa zat yang bereaksi sebanyak gas amonia yang terbentuk yaitu 3,4 gram dan massa yang tidak bereaksi sebanyak 0,3 gram. 5. Jawaban: d Perbandingan Fe : S = 7:4 massa Fe = 4 gram, massa S = 2 gram
50 Stoikiometri
massa Fe yang bereaksi =
7 4
× 2 = 3,5
Jadi, massa Fe yang bereaksi sebanyak 3,5 gram dan tersisa 0,5 gram. Belerang habis bereaksi. Massa besi sulfida yang dihasilkan sebanyak (3,5 + 2) gram = 5,5 gram. 6. Jawaban: d Berdasarkan data percobaan keempat, diperoleh massa atom CO sebanyak 14 gram sesuai jumlah massa C dan O yang direaksikan, yaitu 6 dan 8 gram. Hal ini menunjukkan bahwa reaktan habis bereaksi. Perbandingan massa C dengan O = 6 : 8 = 3 : 4. Jadi, perbandingan massa C dan O dalam senyawa CO adalah 3 : 4. 7. Jawaban: e Percobaan 1 Massa tembaga yang bereaksi = (5 – 1) = 4 gram Perbandingan Cu : O = 4 : 1 Percobaan 2 Massa oksigen yang bereaksi = (4 – 1) = 3 gram Perbandingan Cu : O =12 : 3 = 4 : 1 Percobaan 3 Massa oksigen yang bereaksi = (7 – 2) = 5 gram Perbandingan Cu : O =20 : 5 = 4 : 1 Percobaan 4 Massa tembaga yang bereaksi = (30 – 2) = 28 gram Perbandingan Cu : O = 28 : 7 = 4 : 1 Jadi, perbandingan tembaga dan oksigen dalam senyawa tembaga oksida adalah 4 : 1. 8. Jawaban: b Perbandingan massa kalsium, massa belerang, dan massa kalsium sulfida sebagai berikut. Massa kalsium : massa belerang : massa kalsium sulfida = 0,75 : 0,60 : 1,35 = 5 : 4 : 9 Massa kalsium yang bereaksi = =
5 × massa belerang 4 5 × 0,3 gram 4
= 0,375 gram Massa kalsium mula-mula = massa kalsium yang bereaksi + massa kalsium sisa Massa kalsium mula-mula = (0,375 + 0,05)gram = 0,425 gram Jadi, massa kalsium mula-mula adalah 0,425 gram.
9. Jawaban: c % massa Y pada kedua senyawa A: (100 – 30,4) = 69,6% % massa Y pada kedua senyawa B: (100 – 46,7) = 53,3% Jika massa unsur X tetap pada kedua senyawa, misal massa X 100 gram, data massa X dan Y dapat ditulis sebagai berikut. Senyawa
Massa X (gram)
A
100
69,6 30,4
× 100 = 228,95
100
53,3 46,7
× 100 = 114,13
B
Massa Y (gram)
Perbandingan massa Y pada senyawa A dan senyawa B adalah 228,95 : 114,13 = 2 : 1. Jadi, perbandingan massa Y pada kedua senyawa merupakan bilangan bulat dan sederhana, yaitu 2 : 1. 10. Jawaban: d Senyawa pertama (M r = 74) mengikat satu oksigen (Ar = 16) Massa logam = 74 - massa oksigen = 74 – 16 = 58, senyawa ini paling tidak tersusun atas satu atom logam. Rumus molekul diperkirakan LO. Senyawa kedua (M r = 164) mengikat tiga oksigen (Ar = 16) Massa logam = 164 – massa massa oksigen oksigen = 164 – (3 ×16) = 116 Massa logam pada senyawa kedua dua kali massa logam pada senyawa pertama. Rumus molekul diperkirakan L 2O3. Perbandingan atom logam pada senyawa pertama dengan senyawa kedua jika oksigen 16 gram adalah (58/1) : (116/3) = 58: 38,66 = 1,5 : 1 = 3 : 2 11. Jawaban: e Perbandingan oksigen dalam NO dan NO 2 adalah 1 : 2. Sesuai hukum Dalton, jika dibutuhkan 1,15 gram oksigen untuk 1,00 gram nitrogen dalam NO maka untuk 1,00 gram nitrogen dalam NO 2 dibutuhkan 2 × 1,15 gram oksigen = 2,300 gram. Jadi dibutuhkan 2,300 gram oksigen untuk 1,00 gram nitrogen dalam NO 2. 12. Jawaban: d Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas sama dengan perbandingan molnya. mol NO mol X
=
3 2
Misal massa NO = massa X = 1 gram massa NO Mr NO massa X Mr X
=
3 2
1 Mr NO 1 Mr X
=
3 2
Mr X Mr NO
=
3 2
Mr X 30
=
3 2
Mr X = 45 Jadi, Mr senyawa X adalah 45. 13. Jawaban: c CH4(g) (g) + + 2O2(g) → CO2(g) (g) + + 2H2O( ) C3H8(g) (g) + + 5O2(g) → 3CO2(g) (g) + + 4H2O( ) Misal: Mis al: vo volu lume me CH4 = y L volume C3H8 = (10 – y) L Volume O2 pada reaksi pembakaran CH 4 2
= 1 × volume CH 4 =
2 × 1
yL
= 2y L Volume O2 pada reaksi pembakaran C 3H8 = =
5 × volume C 3H8 1 5 × (10 – y) L 1
= (50 – 5y) L Volume O2 yang habis bereaksi = 38 liter Sehi Se hing ngga ga:: 2y + (5 (50 0 – 5y) 5y) = 38 liliter ter 3y = 12 lite literr y = 4 liliter ter Jadi, volume CH 4 adalah 4 liter dan volume C 3H8 adalah 6 liter. 14. Jawaban: e Sesuai dengan hukum Gay-Lussac, pada temperatur dan tekanan yang sama volume gas dalam reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat yang sederhana. Volume gas dalam reaksi sebanding dengan koefisien mol. Reaksi C3H8(g) + + 5O 2(g) → 3CO2(g) + + 4H 2O(g) , jika direa direaksikan ksikan 2 liter li ter propa propana na membut m embutuhkan uhkan (5 × 2 = 10) liter oksigen. Reaksi menghasilkan (3 × 2 = 6) liter CO 2 dan (4 × 2 = 8) liter H 2O. 15. Jawaban: b Perbandingan volume = perbandingan koefisien NxO
+ S
→
SOy
+ N2
70 mL 35 mL 70 mL ––––––––––––––––––––––––––– –––––––––––––––– ––––––––––– : 35 2NxO + S → SOy + 2N2
Kimia Kelas X
51
Jumlah atom sebelum dan setelah reaksi adalah sama. N: 2x = 4, 4, x = 2 O: y = 2 Jadi, persamaan reaksi yang tepat adalah 2N2O + S → SO2 + 2N2. B. Uraian
1. laru larutan tan Na NaCl Cl + AgNO AgNO3 → AgCl + NaNO3 massa reaktan = massa produk massa NaCl + massa AgNO 3 = massa AgCl + massa NaNO3 12,18 g + 32,42 g = 28,24 g + massa NaNO 3 massa NaNO3 = (12,18 g + 32,42 g) – 28,24 g = 16,36 g Jadi, massa natrium nitrat (NaNO 3)yang dihasilkan sebanyak 16,36 gram. 2. Perbandin Perbandingan gan massa massa unsur-uns unsur-unsur ur penyusun penyusun senyawa sebagai berikut. massa Ca : massa H : massa C : massa O (1 × Ar Ca) : (2 × Ar H) : (2 × A r C) : (6 × A r O) (1 × 40) : (2 × 1) : (2 × A r 12) : (6 × 16) 40 : 2 : 24 : 96 20 : 1 : 12 : 48 Jadi, perbandingan Ca : H : C : O dalam senyawa adalah 20 : 1 : 12 : 48. 3. pada pada pe perc rcob obaa aan n I, Massa Cu dalam CuO = 1,098 gram massa O dalam CuO = 1,375 - 1,098 1,0 98 = 0,277 gram Perbandingan massa Cu dan O dalam CuO = 1,098 : 0,277 = 3,96 : 1 pada percobaan II, massa Cu = 1,178 gram massa CuO = 1,476 gram massa oksigen dalam CuO = 1,476 – 1,178 = 0,298 gram
52 Stoikiometri
Perbandingan massa Cu dan O dalam CuO = 1,178 : 0,298 = 3,95 : 1 Perbandingan massa Cu dengan massa O pada kedua percobaan sama. Jadi, hal ini sesuai dengan hukum Perbandingan Tetap. 4. Sebanyak Sebanyak 2 liter liter (T,P) (T,P) uap senya senyawa wa karbon karbon dibakar dibakar dengan 13 liter (T,P) gas oksigen menghasilkan menghasilkan 8 liter (T,P) gas CO 2 dan 10 liter (T,P) uap air. Reaksi tersebut berlangsung sesuai persamaan: CxHy + O2 → CO2 + H2O (belum setara) Tentukan rumus molekul senyawa hidrokarbon tersebut! Jawaban: Pada keadaan (T,P), perbandingan koefisien sama dengan perbandingan volume. 2CxHy + 13O2 → 8CO2 + 10H2O CxHy +
13 2
O2 → 4CO2 + 5H2O
C:x=4 H: y = 10 Jadi, rumus molekul senyawa hidrokarbon tersebut adalah C4H10. 5. Ma Mass ssa a He He = 4 gr gram am,, Ar He = 4 4
mol He = 4 = 1 mol Berdasarkan hukum Avogadro: V1 n1
=
V2 n2
2,0 L 1
=
2,7 L n1
n1 = 1,35 perubahan mol = 1,35 mol – 1 mol = 0,35 mol massa yang ditambahkan sebanyak 0,35 mol × 4 = 1,4 gram Jadi, massa gas helium yang ditambahkan ke dalam tabung sebanyak 1,4 gram.
6. Jawaban: a
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: c massa atom relatif Cl =
mol gas =
35
=
(75, 53 53 × 34, 97 97) + (24, 47 47 × 36, 97 97) 100
=
2.64 2.641 1,28 + 904 904,65 100
= 35,46 Jadi massa atom relatif Cl adalah 35,46. 2. Jawaban: d Massa molekul relatif Al 2(SO4)3 = (2 × A r Al) + (3 × Ar S)+ (12 × Ar O) = (2 × 27) + (3 × 32) + (12 × 16) = 54 + 96 + 192 = 342 Jadi, massa molekul Al 2(SO4)3 sebesar 342 g/mol. 3. Jawaban: c jumlah partikel partikel L 18 ⋅ 1020 6 ⋅ 10
23
3 1.000
=
massa XeFn Mr XeFn
=
0,564 (13 1+ 19n)
=
0,564 (13 1+ 19n)
1,75 mol
5. Jawaban: c jumlah partike partikell = 1,806 × 10 22 1, 80 806 × 10
= 0,03
mol = V × M 0,03 = 0,2 L × M M=
0,03 0,2
30
Jadi, massa molekul relatif gas hidrokarbon tersebut sebesar 30. 7. Jawaban: a Mr C12H22O11 = 342 Mol C12H22O11 = =
massa C12H22O11 Mr C12H 22O11
0,5 = 342
1,5 × 10 –3 mol
Jumlah atom karbon = 12 × mol C 12H22O11 × L = 12 × 1,5 · 10 –3 × 6,02 ·10 23 = 1,08 × 10 22 atom Jadi, jumlah atom karbon dalam gula tebu adalah 1,08 × 1022.
= 0,15
Jadi, konsentrasi larutan NaCl adalah 0,15 M.
massa C Ar C
:
62,07 12
10,34 1
:
massa H Ar H
:
:
massa O Ar O
27,59 16
= 5,17 : 10,34 : 1,7 =3:6:1 Jadi, rumus molekul senyawa tersebut (C 3H6O)n. Rumus molekul ditentukan dengan terlebih dahulu mencari Mr-nya. Mass Ma ssa a gas gas = 1,4 1,45 5g Volume Volum e gas = 743 mL = 0,743 0,743 liter liter 37
Tekanan Suhu PV
= 37 cmHg = 76 atm = 0,486 atm = 80°C = (80 + 273) K = 353 K = nRT =
22
6, 02 × 1023
6 gram = 0,2 mol
=
=
Volume Volum e molar molar = n × 24 L ( 25°C 25°C dan 1 atm) atm) = 1,75 × 24 L = 42 L Jadi, volume 3,5 gram gas hidrogen pada suhu 25°Cdan tekanan 1 atm adalah 42 L.
jumlah mol =
massa 24 L/mol
Moll C : H : O = Mo
4. Jawaban: b massa gas hidrogen = 3,5 gram 3,5 = 2
Mr =
8. Jawaban: b Rumus empiris senyawa ditentukan berdasarkan perbandingan mol-nya.
393 + 57n 57n = 564 57n 57 n = 564 – 393 57n = 171 171 n=3 Jadi, nilai n adalah 3.
mol gas hidrogen =
= 0,2 mol
massa gas = 6 gram
Cl Cl + Σmassa 37Cl jumlah seluruh atom Cl
Σmassa
4,8 L 24 L/mol
Mr g ga as = =
massa gas Mr gas
× R × T
massa gas × R × T P×V 1, 45 45 × 0, 08 082 × 353 = 0, 48 48 6 × 0, 74 743
116
Rumus empiri empiris s = (C3H6O)n Mr sen senyaw yawa a = 116 Mr (C3H6O) O)n n = 116 116
Kimia Kelas X
53
(36 + 6 + 16)n 16)n = 116 116 58n = 116 116 n=2 Jadi, rumus molekul senyawa yang mempunyai rumus empiris (C 3H6O)2 = C6H12O2. 9. Jawaban: b Massa MgSO4·xH2O = 13,52 gram massa MgSO 4 = 6,60 gram Mr MgSO4 = 120 mol MgSO4 =
13,52 120
massa air = 13,52 – 6,60 = 6,92 gram Mr H2O = 18 6,92 18
= 0,38 mol
Perbandingan mol MgSO 4 dengan mol H 2O = 0,11 : 0,38 ≈ 1: 3 Jadi, jumlah molekul air yang terikat pada senyawa hidrat magnesium sulfat ada 3. 10. Jawaban: c Persamaan reaksi: CaCO3(s (s) ) + + 2HCl(aq) 2HCl(aq) → CaCl2(aq) (aq) + + H2O( ) ) + + CO2(g (g) ) massa CaCO3 = 20 gram Mr CaCO3 = 100 mol CaCO3 =
massa Mr
=
20 100
= 0,2 mol
mol CaCO3 : mol CO 2 = 1 : 1 = 0,2 mol : 0,2 mol Volume CO2 = mol × 22,4 L/mol = 0,2 × 22,4 L/mol = 4,48 L/mol Jadi, volume gas yang dihasilkan sebanyak 4,48 L. 11. Jawaban: d Massa produk Si 3N4 = 125 gram Persentase hasil = 95% Mr Si3N4 = 140 massa Si3N4 jika hasil reaksi 100%: 100% 95%
× 125 gram = 131,58 gram
mol Si3N4 =
131, 131, 58 gram 140 mol/g
= 0,94 mol
Persamaan reaksi yang terjadi sebagai berikut. 3Si + 2N2 → Si3N4 mol Si : mol Si 3N4 = 3 : 1 mol Si = 3 mol Si 3N4 = 3 × 0,94 mol = 2,82 mol massa Si yang bereak bereaksi si = mol × M r = 2,82 mol × 28 g/mol = 78,96 gram Jadi, massa Si yang bereaksi sebanyak 78,96 78, 96 gram. 12. Jawaban: b Persamaan reaksi setara: Al2O3(s) (s) + + 3H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) (aq) + + 3H2O( )
54 Stoikiometri
3,42 342
mol Al2(SO4)3 =
= 0,1 mol
mol Al2O3 = mol Al 2(SO4)3 = 0,1 mol massa Al2O3 = 0,1 mol × M r Al2O3 = 0,1 × 102 = 10,2 gram Jadi, massa bauksit yang direaksikan sebanyak 10,2 gram.
= 0,11
mol H2O dalam senyawa hidrat =
Perbandingan mol Al 2O3: H2SO4 : Al2(SO4)3 : H2O Perbandingan =1:3:1:3 massa Al2(SO4)3 = 3,42 gram Mr Al2(SO4)3 = 342
13. Jawaban: e massa Mg(OH) 2 = 12 gram mol Mg(OH)2 =
massa Mr
=
12 58
= 0,207 mol
massa HCl = 42 gram mol HCl =
massa Mr
=
42 36,5
= 1,151 mol
Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2H 2H2O awal : 0,207 1,151 – – reaksi : 0,207 0,414 0,207 0,414 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– setimbang : – 0,737 0,207 0,207 Pada akhir reaksi masih tersisa HCl sebanyak 0,737 mol. massa sisa HCl HCl = 0,737 mol × M r = 0,737 mol × 36,5 = 26,9 gram Jadi, pada akhir reaksi masih tersisa 26,9 gram pereaksi HCl. 14. Jawaban: a massa nitrat dalam larutan = 400 g larutan ×
3, 5 × 10−6 g nitrat 1 g larutan
= 1,4 × 10–3 g = 1,4 mg Jadi, massa nitrat yang terlarut dalam larutan tersebut sebanyak 1,4 mg. 15. Jawaban: b massa cuplikan = 0,5 gram Volume larutan NaOH = 100 mL = 0,1 L Reaksi NaOH dengan HCl: NaOH + HCl → NaCl + H2O mmol NaOH yang bereaksi sama dengan mol HCl mmol HCl = Volume HCl HCl × M HCl = 50 mL × 0,01 M = 0,5 mmol konsentrasi larutan NaOH dari cuplikan sama dengan konsentrasi larutan NaOH yang bereaksi dengan HCl. MNaOH =
0,5 mmol = 20 mL
2,5 × 10 –2 M
mol NaOH dalam larutan dari cuplikan = MNaOH × Volume total larutan = 2,5 × 10–2 M × 0,1 L = 2,5 × 10–3 mol Massa NaOH yang terlarut dalam larutan = mol × Mr NaOH = 2,5 × 10-3 mol × 40 g/mol = 0,1 gram kadar NaOH dalam cuplikan =
massa NaOH massa cuplikan
=
0,1 × 0,5
=
= 0,1 : 0,1 : 0,4 =1:1:4 Rumus empiris senyawa anhidrat adalah CuSO 4. mol CuSO4 =
100% = 20%
3.
1. Volu Volume me ga gas s C xHy = 4 L massa karbon = 4,286 gram massa hidrogen = 0,716 gram massa hidrokarbon = 4,286 + 0,716 = 5 gram =
4,286 = 12
0,358
=
0,716 = 1
0,7
mol H =
massa C Ar C
mol H mol C
0,7 ≈ 2 0,358
=
Mr CxHy
5 gram Mr CxHy
= =
Mr CxHy =
mol Cl2 =
massa Cu Ar Cu
:
4L 22,4 L/mol
5 g × 22,4 2,4 L/m L/mo ol 4L
:
massa O Ar O
9 18
= 0,5 mol
massa CHCl3 Mr CHCl3
=
25 g 119,5 g/mol
= 0,20 mol
massa Cl2 Mr Cl2
=
25 g 71 g/mol
= 0,20 mol
Dari reaksi setimbang seluruh mol kloroform (CHCl3) bereaksi dengan klorin menghasilkan produk, sedangkan klorin tersisa 0,15 mol. Dengan demikian, kloroform berperan sebagai pereaksi pembatas pada reaksi. Pada akhir reaksi, terdapat sisa Cl 2 serta produk CCl4 dan HCl. Massa tiap-tiap senyawa sebagai berikut. massa Cl 2 = mol Cl2 × Mr Cl2 = 0,15 mol × 71 mol/g = 10,65 g massa CCl 4 = mol CCl4 × Mr CCl4 = 0,20 mol × 154 mol/g = 30,8 g mass ma ssa a HC HCll = mol mol HC HCll × Mr HCl = 0,20 mol × 36,5 mol/g = 7,3 g Jadi, pada akhir reaksi terdapat 10,65 gram gas Cl2, 30,8 gram CCl 4, dan 7,3 gram HCl.
22,4 L/mol
massa S Ar S
=
Persamaan reaksi yang terjadi: CHCl3 + Cl2 → CCl4 + HCl awal : 0, 0,20 0,35 – – reaksi : 0,20 0,20 0,20 0,20 –––––––––––––––––––––––––––––––– sisa : – 0,15 0,20 0,20
Mr CxHy = 28 (Ar C + 2 Ar H) H)n n = 28 28 (12 + 2)n 2)n = 28 14n = 28 28 n=2 Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C2 H4.
=
= 0,1 mol
massa Cl 2 : 25 gram
volu volume me CxHy
2. Massa Massa senya senyawa wa hidrat hidrat = 25 gram gram massa air yang menguap = 9 gram massa senyawa anhidrat = 25 – 9 = 16 gram Perbandingan massa unsur = massa Cu : massa S : massa O = 6,4 : 3,2 : 6,4 Perbandingan mol unsur dalam senyawa
16 160
massa CHCl3 : 25 gram mol CHCl3 =
Rumus empiris hidrokarbon : CH 2 mass massa a CxHy
=
Perbandingan senyawa anhidrat dengan air Perbandingan = 0,1 : 0,5 = 1 : 5 Jadi, rumus molekul hidrat tersebut adalah CuSO4·5H2O.
Jadi, kadar NaOH dalam cuplikan sebanyak 20%.
mol C =
massa air Mr air
mol air =
B. Uraian
massa CuSO 4 Mr CuSO 4
Massa air yang menguap = 9 gram Mr air (H2O) = 18
× 100%
massa C Ar C
6,4 3,2 6,4 : : 64 16 16
4.
kadarr bele kada belera rang ng dal dalam am cup cuplik likan an = 64% 64% massa SO3 = 8 gram massa belerang dalam SO 3 =
Ar S Mr SO 3
× Massa SO 3
Kimia Kelas X
55
=
32 80
× 8 gram = 3,2 gram
Massa belerang dalam cuplikan = 3,2 gram massa cuplik cuplikan an = =
100 64
× massa belerang
100 64
× 3,2 gram = 5 gram
= (V · M)K2SO4 = 0,02 liter × 0,5 M = 0,01 mol
= (V · M)Pb(NO3)2 = 0,02 liter × 0,2 M = 0,004 mol K2SO4
Jadi, massa cuplikan yang dianalisis sebanyak 5 gram. 5. Mol K2SO4 mula-mula
Mol Pb(NO3)2 mula-mula
+ Pb(NO3)2
→
PbSO4
+ 2KNO3
Mula-mula : 0,01 mol 0,004 mol – – Reaksi : 0,004 mol 0,004 mol 0,004 mol 0,008 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0,006 mol – 0,004 mol 0,008 mol
a.
Zat sisa = K2SO4 sebesar 0,006 mol.
b.
Pere Pe reak aksi si pe pemb mbat atas as = Pb(N Pb(NO O 3)2.
c.
Endapa Enda pan n yang yang terb terben entuk tuk ad adal alah ah PbS PbSO O4 (karena wujud zatnya padat). Massa PbSO4 = 0,004 mol × M r PbSO4 = 0,004 mol × 303 g/mol = 1,212 gram
56 Stoikiometri
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: e Reaksi yang terjadi: C2H2(g) (g) + + 3O2(g) → 2CO2(g) (g) + + 2H2O(g) perbandingan volume dalam reaksi = 3 liter : 9 liter : 6 liter : 6 liter = 1 : 3 : 2 : 2 Hal ini sesuai dengan hukum Perbandingan volume vo lume yang dikemukakan oleh Gay-Lussac, Gay-Lussac, yaitu jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas yang bereaksi merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Hukum Boyle menyatakan apabila suhu tetap, volume dalam ruangan tertutup berbanding terbalik dengan tekanannya. Hukum Dalton menyatakan apabila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa dan massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana. Hukum Avogadro menyatakan pada suhu dan tekanan yang sama, volume suatu gas berbanding dengan jumlah molekul gas di dalamnya. 2. Jawaban: c Sesuai hukum Kekekalan Massa, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Massa zat yang bereaksi adalah 100 gram sehingga massa zat yang dihasilkan juga 100 gram.
5. Jawaban: b massa (NH4)2SO4 = 33 gram Mr (NH4)2SO4 = 132 g/mol 33 g 132 g/mol
mol (NH4)2SO4 =
= 0,25 mol
Reaksi: (NH4)2SO4(aq) + + 2KOH(aq) 2KOH(aq) → 2 2NH NH3(g) + + 2H2O( ) ) + + K2SO4(aq) perbandingan mol (NH 4)2SO4 dengan mol NH 3 adalah 1 : 2, mol (NH 4)2SO4 0,25 mol sehingga mol NH3 sebesar 0,5 mol. Pada keadaan 0°C, 1 atm volume NH 3 yang dihasilkan : mol NH3 × 22,4 L/mol = 0,5 mol × 22,4 L/mol = 11,2 liter Jadi, volume gas NH 3 yang dihasilkan sebanyak 11,2 liter. 6. Jawaban: b a.
Massa CH4 = mol CH4 × Mr CH4
b.
= 0,1 × 16 = 1,6 gram Massa H 2O = mol H2O × Mr H2O
c.
= 0,1 × 18 = 1,8 gram Mas Ma ssa at atom om ok oksi sige gen n =
jumlah partikel O L 6,02 ⋅ 1022
=
6, 02 02 ⋅ 1023
× A r O
× 16 = 1,6 gram
Massa CO2 =
jumlah partikel partikel CO2 L
3. Jawaban: e Reaksi: Fe + S → FeS sesuai hukum Kekekalan Massa, massa hasil reaksi sama dengan massa pereaksi. Jika belerang diasumsikan habis bereaksi, massa besi yang tidak bereaksi = massa reaktan - massa Hasil reaksi = (5,9 + 3,2) – 8,8 = 9,1 – 8,8 = 0,3 gram. Jadi, massa besi yang tidak bereaksi sebanyak 0,3 gram.
d.
4. Jawaban: e Reaksi : CaCO3 → CaO + CO2 Berdasarkan massa atomnya, perbandingan massa zat dalam reaksi sebagai berikut. CaCO3 : CaO : CO 2 = (40 + 12 + (3 × 16)) : (40 + 16) : (12 + (2 × 16)) = 100 : 56 : 44 = 50 : 28 : 22 Jika perbandingan tersebut diterapkan pada massa batu kapur yang bereaksi maka massa kalsium oksida dan karbon dioksida adalah 28 gram dan 22 gram.
Jadi, 0,1 mol H 2O memiliki massa terbesar.
=
1, 50 50 5 ⋅ 1022 6, 02 02 ⋅ 1023
× Mr CO2
× 44
= 1,1 gram e.
volume H2 22,4
Massa H2 =
11, 2 22,4
=
× Mr H2
× 2
= 1,0 gram 7. Jawaban: b P1 = 2 atm V1 = 15 liter T1 = 27°C = 300°K P2 = 3 atm T2 =30°C = 303°K ⎛V ⎞
⎛V ⎞
⎝
⎝
1 2 P1 ⎜ T ⎟ = P 2 ⎜ T ⎟ 1
⎠
⎛ 15 ⎞ ⎝ ⎠
2
⎠
⎛ V ⎞ ⎝ ⎠
2 2 ⎜ 300 ⎟ = 3 ⎜ 303 ⎟
Kimia Kelas X
57
30 300
=
= 64 gram
3V2 303
Massa belerang dalam tembaga(II) belerang = 96 gram – 64 gram = 32 gram Reaksi tersebut mengikuti hukum Kekekalan Massa.
900V2 = 9.090 V2 = 10,1 Jadi, volume gas N 2 pada suhu 30°C dan tekanan 3 atm sebanyak 10,1 liter. 8. Jawaban: e a. besi + belerang 7 gra gram m + 4 gra gram m
e. → →
magnesium + nitrogen → magnesium nitrida 24 gram +2 28 8 gram → 52 gram
besi(II) sulfida 11 gram
Massa magnesium dalam magnesium nitrida
Massa besi dalam besi(II) sulfida =
Ar Fe Mr FeS
=
56 88
× massa FeS
× 11 gram
Massa belerang dalam besi(II) sulfida = 11 gram – 7 gram = 4 gram Reaksi tersebut mengikuti hukum Kekekalan Massa. hidrogen + oksigen → ai airr 2 gram + 16 gram → 18 gram Massa hidrogen dalam air =
2 × Ar H Mr H2O ×
massa H 2O
2
= 18 × 18 gram = 2 gram Massa oksigen dalam air = 18 gram – 2 gram = 16 gram Reaksi tersebut mengikuti hukum Kekekalan Massa. c.
tembaga + oksigen 8 gram + 2 gram
→ →
tembaga(II) oksida 10 gram
Massa tembaga dalam tembaga(II) oksida =
Ar Cu Mr CuO ×
=
64 80
massa CuO
× 10 gram = 8 gram
tembaga + belerang 64 gr gram + 32 gr gram
→ →
tembaga(II) sulfida 96 gram
Massa tembaga dalam tembaga(II) sulfida =
Ar Cu Mr CuS ×
=
64 96
massa CuS
× 96 gram
58 Stoikiometri
=
72 × 100
× massa Mg3N 2
52 gram
Massa nitrogen dalam magnesium nitrida = 52 gram – 37,44 gram = 14,56 gram Reaksi tersebut tidak mengikuti hukum Kekekalan Massa. 9. Jawaban: d Sesuai hukum Perbandingan Berganda oleh Dalton, jika dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa dan massa salah satu unsur tetap, perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa merupakan bilangan bulat dan sederhana. Jika massa N dalam kedua senyawa dibuat sama, yaitu 1.000 mg, perbandingan unsurunsurnya menjadi: Senyawa
%Massa N
% Massa Si
I II
33,28 39,94
66,72 60,06
Dari perhitungan terlihat apabila jumlah N dalam kedua senyawa sama, perbandingan massa Si dalam senyawa I dengan senyawa II adalah 2004,05 : 1503,76 = 4 : 3. Jika senyawa II adalah Si3N4, senyawa I adalah Si 4N4. 10. Jawaban: d
Massa oksigen dalam tembaga(II) oksida = 10 gram – 8 gram = 2 gram Reaksi tersebut mengikuti hukum Kekekalan Massa. d.
3 × Ar Mg Mg Mr Mg3N2
= 37,44 gram
= 7 gram
b.
=
jumlah juml ah mol atom Se =
massa Se Ar Se
11. Jawaban: c mol C4H10 = mol O2 = V1 V2
=
n1 n2
V1 35
=
0,5 1, 25
40 32
29 58
= 0,5 mol
= 1,25 mol
=
39,48 = 0,5 mol 78,96
V1 = 14 Jadi, volume gas C 4H10 sebanyak 14 liter. 12. Jawaban: e Jumlah Jum lah mol moleku ekull CO CO = =
massa CO Mr CO
2,8 28
14. Jawaban: b Misal massa paduan x gram, maka massa Al 0,9x gram dan massa Cu 0,1x gram. massa massa Al 0,9x Ar Al = 27
Mol Al =
× L
× 6,02 · 10 23
Mol Cu =
0,1x massa massa Cu Ar Cu = 63,5
Mol H2 =
volume volume H2 22,4 22,4 L/m L/mol ol
=
6,72L 22,4 22,4 L/mol
22
= 6,02 · 10 molekul a.
massa massa N2 Mr N2
Jumlah mo mole lek kul N2 =
1,4 28
=
× L
× 6,02 · 10 23
= 3,01 · 10 22 molekul b.
Jum umla lah h mo mole lek kul CO2 = =
massa massa CO2 Mr CO2
2,2 44
× L
× 6,02 · 10 23 22
= 3,01 · 10 molekul c.
Jumlah mole lek kul H2 = =
massa massa H2 Mr H2
4,0 2
× L
× 6,02 · 10 23 24
= 1,204 · 10 molekul d.
Jumlah mo molekul O2 = =
massa massa O2 Mr O2
6,4 32
× L
× 6,02 · 10 23
= 1,204 · 10 23 molekul e.
Jum umla lah h mo mole leku kull Cl2 = =
massa massa Cl2 Mr Cl2
7,1 7,1 × 71
× L
6,02 · 10 23
= 6,02 · 10 22 molekul Jadi, 7,1 gram Cl 2 memiliki jumlah molekul sama dengan 2,8 gram CO. 13. Jawaban: e Misal massa senyawa Zn(NO 3)2·xH2O = 100 gram Massa yang berkurang adalah massa air = 36,54% × 100 gram = 36,54 massa Zn(NO3)2 = 100 – 36,54 = 63,46 Mr Zn(NO3)2 = 189 g/mol Mr H2O = 18 g/mol Perbandingan mol antara Zn(NO 3)2 dengan H 2O: =
mass massa a Zn(N Zn(NO O 3 )2 Mr Zn(NO 3 )2
=
63,46 189
:
:
mass massa a H2O Mr H2O
36,54 18
= 0,34 : 2,03 =1:6 Perbandingan mol antara Zn(NO 3)2 dengan H2O = 1 : 6. Jadi, rumus senyawa hidrat tersebut adalah Zn(NO3)2·6H2O.
= 0,033x mol = 0,00157x mol
= 0,3 mol Reaksi yang terjadi sebagai berikut. 2Al(s) 2Al (s) + + 6HCl(aq) 6HCl(aq) → 2AlCl3(aq) (aq) + + 3H2(g) 0,033x mol
0,0495x mol
≈
Cu(s) Cu (s) + + 2HCl(aq) 2HCl(aq) → CuCl2(aq) (aq) + + H2(g) 0,00157x mol
0,00157x mol
≈
Mol H2 tota totall = 0,3 mol mol 0,0495x 0,0495 x + 0,00157 0,00157x x = 0,3 mol 0,0510 0,0 5107x 7x = 0,3 x = 5,874 5,874 gra gram m ≈ 6 gram Jadi, massa paduan yang diperlukan sebanyak 6 gram. 15. Jawaban: a Massa Pb(C 2H3O2)2·xH 2O = 8,00 gram Massa air = 14,25% × 8,00 gram = 1,14 gram massa Pb(C 2H3O2)2 = 8,00 - 1,14 = 6,86 gram Mr Pb(C2H3O2)2 = 325 Mr H 2O = 18 perbandingan mol Pb(C 2H3O2)2 dengan H 2O: =
massa Pb(C2H3O 2 )2 Mr Pb(C2H3O 2 )2
=
6,86 325
:
:
mass massa a H2O Mr H2O
1,14 18
= 0,021 : 0,063 =1:3 Jadi, jumlah molekul air yang diikat oleh senyawa hidrat Pb(C2H3O2)2·xH 2O ada 3. Rumus senyawa hidrat tersebut Pb(C 2H3O2)2·3H 2O 16. Jawaban: d kadar atom dalam senyawa 68,8% C, 5,0% H, dan 26,2% O Misal massa senyawa tersebut 100 gram. massa C = 68,8 mol C =
68,8 12
= 5,73 mol
massa H = 5,0
Kimia Kelas X
59
mol H =
5,0 1
massa yang dihasilkan sebenarnya:
= 5,0 mol
94% =
massa O = 26,2 mol O =
26,2 16
94 100
= 1,64 mol
mol C : mol H : mol O = 5,73 : 5,0 : 1,64 = 3,49 : 3,05 : 1 ≈ 3,5 : 3 : 1 Jadi, rumus molekul senyawa turunan benzena tersebut adalah C 3,5H3O1 atau C7H6O2. Biasa ditulis sebagai C 6H5COOH. 17. Jawaban: a Persamaan reaksi: Zn(s) Zn (s) + + 2HNO3(aq) → Zn(NO3)2(aq) (aq) + + H2(g) mol H2 (STP) yang dihasilkan =
volume gas 22,4 L/mol
=
6,72 L 22,4 L/mol
= 0,3 mol
Perbandingan mol Zn dengan H 2 = 1 : 1, mol Zn = 0,3 mol massa Zn yang bereaksi = 0,3 mol × 63 g/mol = 18,9 gram massa Zn yang tersisa dalam reaksi = 20 – 18,9 = 1,1 gram Jadi, massa seng yang tersisa sebanyak 1,1 gram.
P = 1.520 mmHg ×
1 atm 760 mmHg
= 2 atm
V = 250 mL = 0,25 liter T = 25°C + 273 = 298 K
0,082 · 298
Mr gas = 17 Mr tersebut dimiliki oleh gas NH 3. Jadi, gas yang dimaksud adalah NH 3. 19. Jawaban: e 2H2(g) (g) + + O2(g) → 2H2O(g)
12 L
pada suhu 25°C, 1 atm, mol O 2 = 24 L = 0,5 mol Mol O2 : mol H2O = 1 : 2 mol H2O = 2 × mol O 2 = 2 × 0,5 mol = 1 mol jumlah jumla h molek molekul ul H 2O = 1 mol mol × 6,02 6,02 × 1023 molekul = 6,02 × 1023 molekul Jadi, jumlah molekul air yang dihasilkan sebanyak 6,02 × 1023 molekul. 20. Jawaban: d Reaksi: 2AgCl(s) 2AgCl (s) → 2Ag 2Ag(s) (s) + + Cl2(g) Mr AgCl = 143,5 mol AgCl yang bereaksi =
57,4 143,5
= 0,4 mol
mol Ag = mol AgCl = 0,4 mol Massa Ag yang dihasilkan sesuai teori = mol × M r = 0,4 × 108 = 43,2 gram
60 Stoikiometri
massa yang sebenarnya dihasilkan = 40,6 gram Jadi, massa perak yang dihasilkan dalam reaksi sebanyak 40,6 gram. 21. Jawaban: d misal massa senyawa 100 gram massa Cl dalam senyawa = 46,62% × 100 gram = 46,62 gram massa Q dalam senyawa = (100 – 46,62) gram = 53,38 gram Perbandingan mol Q dengan Cl = 1: 3 53,58 46,62 Ar Q : 35,5 =
1:3
Ar Q = 53,38 × 3(
35,5 ) 46,62
= 121,9 gram
Jadi, massa atom unsur Q adalah 121,9 gram. 22. Jawaban: b Mol Ca =
massa Ca Ar Ca
20
= 40 = 0,5 mol
massa HCl Mr HCl
=
18,25 36,5
= 0,5 mol
Jika Ca habis bereaksi, keadaan yang terjadi sebagai berikut. Ca (s) + 2 H Cl (aq) → CaCl 2 (aq) + H 2 (g) Ca(s) Mula-mula : 0,5 mol 0,5 mol – – R ea ks i : 0,5 mol 1,0 mol 0,5 mol 0,5 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Si sa : – –0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol
P·V=n·R·T 0,348 Mr ·
× 100%
massa yang dihasilkan sebenarnya 43,2 g
Mol HCl =
18. Jawaban: c
2 · 0,25 =
=
massa yang dihasilkan sebenarnya massa yang dihasilkan secara teori
Keadaan tersebut tidak mungkin terjadi karena jumlah HCl yang yang bereaksi bereaksi lebih lebih banyak banyak daripada daripada jumlah jumla h HCl mulamula-mula. mula. Jika HCl habis bereaksi, keadaan yang terjadi sebagai berikut. Ca(s Ca (s ) + 2HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2(g) Mula-mula : 0,5 mol 0,5 mol – – R ea ks i : 0,25 mol 0,5 mol 0,25 mol 0,25 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Si sa : 0,25 mol – 0,25 mol 0,25 mol
Keadaan tersebut mungkin terjadi karena jumlah Ca yang bereaksi lebih kecil daripada jumlah Ca mula-mula. Massa Ca yang yang tersisa tersisa = mol Ca Ca × A r Ca = 0,25 mol × 40 gram/mol = 10 gram 23. Jawaban: b massa senyawa C xHyOz = 1,60 gram massa CO2 = 2,20 gram massa H2O = 1,80 gram massa oksigen dalam senyawa dicari dari selisih massa dalam reaksi
massa CO 2 Mr CO 2
mol CO2 =
=
2,20 44
= 0,05 mol
mol C = 0,05. dalam senyawa massa C = 0,05 × Ar C = 0,05 × 12 g/mol = 0,6 gram mass massa a H2O Mr H2O
mol H2O =
=
1, 80 18
= 0,10 mol
mol H = 0,10 × 2 = 0,20 dalam senyawa massa H = 0,2 × Ar H = 0,2 × 1 g/mol = 0,2 gram Massa O dalam senyawa = 1,60 – (massa C + massa H) = 1,60 – (0,6 + 0,2) = 0,8 gram mol O dalam senyawa =
massa O Mr O
=
0,8 = 0,05 mol 16
Perbandingan mol atom C : H : O = 0,05 : 0,20 : 0,05 = 1 : 4 : 1 Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH4O. 24. Jawaban: e massa Fe(OH)2 = 3,2 gram mol Fe(OH)2 =
3,2 = 90
0,035 mol
massa H3PO4 = 2,5 gram mol H3PO4 =
2,5 = 98
0,025 mol
Persamaan reaksi setara: 3Fe(OH)2(aq) (aq) + + 2H3PO4(aq) → Fe3(P (PO O4)2(s (s) ) + + 6H2O( ) Perbandingan koefisien Fe(OH) 2 dengan H3PO4 adalah 3 : 2 Jika Fe(OH)2 bereaksi semua, mol H 3PO4 yang dibutuhkan sebanyak
2 3
× 0,035 mol = 0,023 mol.
Mol H3PO4 akan tersisa. Jika H 3PO4 bereaksi semua, mol Fe(OH) 2 yang dibutuhkan untuk reaksi sebanyak
3 2
× 0,025 = 0,0375. Mol Fe(OH) 2 tidak
mencukupi untuk reaksi. Jadi, Fe(OH) 2 merupakan pereaksi pembatas karena jumlah molnya lebih sedikit. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. 3Fe(OH) 2(aq) + + 2H3PO4(aq) → Fe3(PO4)2(s) + + 6H2O( ) awal : 0,035 0,025 – – reaksi : 0, 0,035 0,023 0,012 0,07 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– setimbang : – 0,002 0,012 0,07
Pereaksi yang tersisa adalah H 3PO4 sebanyak 0,002 mol. Massa H 3PO4 yang tidak ikut bereaksi sebanyak 0,002 mol × 98 g/mol = 0,196 gram. Senyawa yang berperan sebagai pereaksi pembatas adalah Fe(OH) 2 dan massa yang tersisa adalah 0,196 gram H 3PO4.
25. Jawaban: b Misal: Misa l: kel kelimp impaha ahan n 378X = y% kelimpahan 383X = (100 – y)% Massa rata-rata unsur X =
(massa
378
X ⋅ ke lim pahan
379, 37 9,64 64 =
378
X) + (massa 100
383
((377, 99 99 ⋅ y) + (382, 98 98 ⋅ (100 100
X ⋅ ke lim pahan
383
X)
))) − y ))
37964 = 377,99y + 38298 – 382,98y 37964 4,99 4, 99y y = 334 y = 66, 66,9 9 Jadi, kelimpahan isotop 383 X = 33,1%.
378
X = 66,9 % dan
26. Jawaban: d Rea Re aksi: SO2( ) + + PCl5( ) → SOCl2( ) + + POCl3( ) mol SO2 =
0,6 = 64
0,01 mol
Jumlah mol PCl5 dianggap mencukupi dalam reaksi karena jumlahnya berlebih. Perbandingan mol SO 2 : PCl5 : SOCl2 : POCl3 = 1 :1:1:1 Mol SOCl2 yang dihasilkan sama dengan jumlah mol yang SO 2 yang bereaksi = 0,01 mol Massa SOCl2 yang dihasilkan sesuai teori = 0,01 mol × M r SOCl2 = 0,01 mol × 119 g/mol = 1,19 gram Massa yang diperoleh = 0,55 gram Rendemen massa yang dihasilkan =
massa yang diperoleh massa sesuai teori
=
0,55 g 1,19 g
× 100%
× 100%
= 46,2% Jadi, persentase hasil reaksi dibandingkan teori sebesar 46,2%. 27. Jawaban: c Misa Mi sal: l: d1 = densit densitas as pada STP d2 = densitas suhu suhu 30°C dan dan tekanan 768 torr P1V1 T1
=
P2V2 T2
V2 V1
=
P1T2 P2T1
=
(760 (760 torr)(3 torr)(303 03 K) = (768 (768 torr)(2 torr)(273 73 K)
=
V2 V1
d1 d2
1,10
d1 = 1,10 · d2 d1 = (1,10)(1,35 kg/m 3) = 1,48 kg/m 3 Jadi, densitas gas tersebut pada STP sebesar 1,48 kg/m3.
Kimia Kelas X
61
28. Jawaban: e massa cuplikan = 2,4 gram volume SO2 = 1.008 mL (STP) =1,008 L mol SO2 =
1, 008 L 22,4 L/mol
= 0,045 mol
seluruh S yang ada dalam cuplikan berubah menjadi SO2. Reak Re aksi si : S(s) + + O2(g) → SO2(g) mol S = mol SO2 = 0,045 mol massa S dalam cuplikan = 0,045 mol × 32 g/mol = 1,44 gram kadar S dalam cuplikan =
massa S massa cuplikan
=
1,44 g 2,4 g
30. Jawaban: b Misal massa total mass ma ssa a nat natri rium um massa ma ssa bel belera erang ng mass ma ssa a oksi oksige gen n
Perban Per bandi ding ngan an mo moll = Na : S : O =
1. a.
massa CO2 = 13,2 gram massa H2O = 8,1 gram massa oksigen dalam senyawa dicari dari selisih massa dalam reaksi massa CO 2 Mr CO 2
=
13,2 44
= 0,3 mol
b.
mol C = 0,3 dalam senyawa massa C = 0,3 × Ar C = 0,3 × 12 g/mol = 3,6 gram mass massa a H2O Mr H2O
=
8,1 = 18
0,45 mol
mol H = 0,45 × 2 = 0,9 dalam senyawa massa H = 0,9 × Ar H = 0,9 × 1 g/mol = 0,9 gram Massa O dalam senyawa = 6,9 – (massa C + massa H) = 6,9 – (3,6+0,9) = 2,4 gram mol O dalam senyawa massa O Ar O
=
2,4 = 16
1, 8 × 1024 6 × 10 23
= 3 mol Jadi, rumus molekul senyawa karbon tersebut = (C2H6O)n = (C2H6O)3 = C6H18O3.
62 Stoikiometri
:
30,36 16
Reaksi pertama: P 4 + 3O 2 → P4O6, oleh karena dapat terjadi reaksi lebih lanjut jika terdapat oksigen berlebih maka pereaksi pembatas pada reaksi ini adalah P 4. Reaksi kedua: P 4O6 + 2O 2O2 ! P4O10, reaksi ini berlangsung selama ada P 4O6 dan oksigen berlebih, tetapi reaksi berhenti jika tidak ada oksigen. Jadi, pereaksi pembatas pada reaksi ini adalah oksigen. massa P 4 = 5,77 gram, mol P 4 = 0,04 mol massa O2 = 4,48 gram, mol O 2 = 0,14 mol Reaksi I: P4 + 3O2 → P4O6 awal : 0,04 0,14 – reaksi : 0,04 0,12 0,04 ––––––––––––––––––––––––––– sisa : – 0,02 0,04 Dari reaksi pertama, oksigen masih tersisa sehingga terjadi reaksi kedua: P4O6 + 2O2 → P4O10 awal : 0, 0,04 0,02 – reaksi : 0,01 0,02 0,01 –––––––––––––––––––––––––––––– sisa : 0,03 – 0,01
0,15 mol
Perbandingan mol atom C : H : O = 0,3 : 0,9 : 0,15 =2:6:1 Rumus empiris senyawa tersebut adalah C 2H6O. Jumlah molekul senyawa = 1,8 × 10 23 molekul =
40,56 32
= 1,26 : 1,27 : 1,90 = 1 : 1 : 1,5 =2:2:3
29. Jawaban: d massa CxHyOz = 6,9 gram
=
:
B. Uraian
= 60% Jadi, kadar S dalam cuplikan sebanyak 60%.
mol H2O =
29,08 23
Jadi, rumus kimianya Na 2S2O3. Rumus molekul anion belerang dalam senyawa tersebut S 2O32–.
× 100%
× 100%
mol CO2 =
= 100 gram = 29, 29,08 08 gr gram am = 40,56 40,56 gram = 30, 30,36 36 gr gram am
c.
Mol P4O10 yang dihasilkan dari reaksi 0,01 mol. Massa P4O10 yang dihasilkan = mol × M r = 0,01 mol × 284 g/mol = 2,84 gram. Pereaks Pere aksii yang yang ters tersisa isa dal dalam am rea reaksi ksi ada adalah lah P4O6 sebanyak 0,03 mol. Massa P4O6 = mol × M r = 0,03 mol × 220 = 6,6 gram.
2. misal massa kedua senya senyawa wa adalah adalah 100 gram gram massa hidrogen pada senyawa pertama = 27,3 gram, massa oksigen= 100 - 27,3 = 72,7 gram massa hidrogen pada senyawa kedua = 42,9 gram, massa oksigen = 100 - 42,9 = 57,1 gram
Perbandingan oksigen pada senyawa I terhadap senyawa II per gram hidrogen = (72,7/27,3) : (57,1/ ( 57,1/ 42,9) = 2,66 : 1,33 Jadi, perbandingan oksigen senyawa I terhadap II adalah 2 : 1
6. massa massa sen senyaw yawa a hidra hidratt NiSO NiSO 4·xH2O = 20 gram massa senyawa tanpa air = 10,37 gram massa air dalam senyawa = 20 – 10,37 = 9,63 gram
3. juml jumlah ah ato atom m C dala dalam m C 6H5NH2 ada 6 Ar C = 12 Mr C6H5NH2 = 93 Kadar C dalam C 6H5NH2: =
mol C mol C6H5NH2
=
6 1
×
12 93
×
Ar C Mr C6 H5NH N H2
= 0,067 mol mol H2O =
× 100%
=
× 100%
Senyawa
Massa Unsur X
Massa Unsur Cl
1 2 3 4
72,16% 56,44% 50,90% 46,35%
27,84% 43,56% 49,10% 53,65%
Jika massa unsur X pada keempat senyawa sama, data tersebut dapat dimasukkan ke dalam tabel berikut. Senyawa
Massa Unsur X
Massa Unsur Cl
1 2 3 4
72,16% 72,16% 72,16% 72,16%
27,84% 55,69% 69,61% 83,52%
Massa Cl yang bergabung dengan 72,16% unsur X mempunyai perbandingan = 27,84% : 55,69% : 69,61% : 83,52% = 1 : 2 : 2,5 : 3 = 2 : 4 : 5 : 6. 5. Misal massa senya senyawa wa yang yang dihasilkan dihasilkan 100 gram. gram. Perbandingan massa senyawa yang dihasilkan sebagai berikut. Massa nitrogen : massa fosfor : massa hidrogen : massa oksigen = 28,2 : 20,8 : 8,1 : 42,9 Perbandingan mol unsur dalam senyawa = =
massa N Ar N
28,2 14
:
:
massa P Ar P
20,8 31
:
:
massa H Ar H
:
10,37 g 155 g/mol
=
= 77,42% Jadi, kadar karbon dalam senyawa C 6H5NH 2 sebanyak 77,42%. 4.
massa massa NiSO4 dalam dalam senyawa senyawa hidrat hidrat Mr NiSO 4
mol NiSO4 =
massa O Ar O
8,1 42,9 : 1 16
= 2 : 0,67 : 8 : 2,68 (dibagi 0,67 sebagai angka bagi terkecil) = 3 : 1 : 12 : 4 Jadi, rumus empiris senyawa hasil reaksi adalah N3PO4H12 atau (NH4)3PO4.
massa H2O dalam senyawa senyawa hidrat Mr H2O 9,63 g 18 g/mol
= 0,535 mol Perbandingan mol air dengan NiSO 4: mol H2O mol NiSO 4
0,535 mol ≈ 8 0,067 mol
=
Jadi, rumus molekul senyawa hidrat tersebut adalah NiSO4·8H2O. 7. M + O2
→
Mol O2 =
MO2
massa O 2 Mr O 2
1,6
= 32 = 0,05 mol Moll M = Mo
1 × 1
mol O 2
=
1 × 1
0,05 mol
= 0,05 mol Moll M = Mo
massa M Ar M
0,05 0, 05 mol mol =
=
2,75 Ar M
2,75 Ar M
Ar M = 55 Jadi, massa atom relatif unsur M tersebut adalah 55. 8. massa massa jenis jenis eta etanol nol = 0,81 0,816 6 g/mL g/mL massa jenis air = 1,00 g/mL volume etanol + air = 1 L kadar etanol = 8,5% volume etanol = 8,5% × 1.000 mL = 85 mL massa etanol = volume × massa massa jenis jenis = 85 mL × 0,816 g/mL = 69,36 gram mol alkohol =
69,36 g 46 g/mol
= 1,5 mol
massa asam asetat yang terbentuk dalam 1 L = 0,028 g/mL × 1.000 mL = 28 gram mol asam asetat =
28 g 60 g/mol
= 0,47 mol
reaksi: C 2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O mol etanol : mol oksigen : mol asam asetat = 1 : 1 : 1.
Kimia Kelas X
63
oleh karena asam asetat yang terbentuk 0,47, maka mol etanol dan oksigen yang bereaksi masingmasing 0,47 mol. massa oksige oksigen n = mol oksigen oksigen × M r = 0,47 mol × 32 g/mol = 15,04 gram Jika jumlah oksigen mencukupi untuk mengubah seluruh etanol berubah menjadi asam asetat, mol asam asetat yang dihasilkan sebanyak 1,5 mol. massa mas sa asam asam aseta asetatt = mol × M r = 1,5 mol × 60 g/mol = 90 gram kadar asam asetat yang diperoleh =
28 g 90 g
× 100%
= 31,11% Jadi, persentase asam asetat yang terbentuk sebanyak 31,11%. 9. a.
Reaksi se setara: Mg(s) Mg (s) + + 2HCl(aq) 2HCl(aq) → MgCl2(aq) (aq) + + H2(g) Mol Mg Mg = =
massa Mg Ar Mg
2,4 24
= 0,1 mol Mol HC HCl = =
massa HCl Mr HCl 3,65 36,5
= 0,1 mol Jika Mg habis bereaksi, maka keadaan reaksi sebagai berikut. Mg(s) Mg (s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) Mula-mula : 0,1 mol 0,1 mol – – Reaksi : 0,1 mol 0,2 mol 0,5 mol 0,5 mol –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : – –0,1 mol 0, 5 m ol 0,5 mol
b.
P · V= n· R ·T 1 · V = 0,05 · 0,082 · (27 + 273) 273) V = 1,23 1,23 lite literr Jadi, volume gas hidrogen yang dihasilkan adalah 1,23 liter. 10. Mas Massa Ca3(PO4)2 = 800 mg Massa CaCO3 = 200 mg Massa CaF 2 = 5 mg Ar Ca = 40 g/mol Mr Ca3(PO4)2 = 310 gram/mol Mr CaCO3 = 100 gram/mol Mr CaF2 = 78 gram/mol Massa total kalsium ditentukan dari jumlah kalsium dalam tiap-tiap senyawa. Massa Ca dalam Ca 3(PO4)2: =
massa Ca Mr Ca 3 (PO 4 )2
=
mol Ca × Ar Ca Mr Ca 3 (PO 4 )2
=
3 × 40 g/mol 310 g/mol
Mg(s) Mg (s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) Mula-mula : 0,1 mol 0,1 mol – – Reaksi : 0,05 mol 0,1 mol 0,05 mol 0,05 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Sisa : 0, 0 ,05 mol – 0,05 mol 0,05 mol
Jadi, pereaksi pembatasnya berupa HCl.
64 Stoikiometri
× massa Ca 3(PO4)2 × massa Ca 3(PO4)2
× 800 mg Ca 3(PO4)2
= 309,68 mg Massa Ca dalam CaCO 3: =
massa Ca Mr CaCO 3
=
mol Ca × Ar Ca Mr Ca CO CO 3
=
1× 40 g/ g/mol 100 g/mol
× massa CaCO 3 × massa CaCO 3
× 800 mg CaCO3
= 80 mg Massa Ca dalam senyawa CaF 2 =
massa Ca Mr CaF2
=
mol Ca × Ar Ca Mr CaF2
=
1× 40 g/ g/mol 780 g/mol
Keadaan tersebut tidak mungkin terjadi. Jika HCl habis bereaksi, keadaan reaksi sebagai berikut.
Volume H2 sebagai berikut.
× massa CaF 2 × massa CaF 2
× 800 mg CaF 2
= 2,56 mg Massa total Ca = 309,68 mg + 80 mg + 2,56 mg = 392,34 mg Jadi, total kandungan kalsium dalam suplemen sebanyak 392,34 mg.
A. Pilihan Ganda
1. Jawaban: d Garam dapur merupakan senyawa ion yang termasuk elektrolit kuat. Dalam bentuk larutannya garam dapur terurai sempurna menjadi ion-ionnya sehingga mempunyai derajat ionisasi satu (α = 1). Oleh O leh karena menghasilkan ion dalam air, garam dapur dapat menghantarkan arus listrik dalam bentuk larutannya. 2. Jawaban: b Larutan yang paling baik menghantarkan arus listrik adalah air aki. Air aki (H 2SO4) merupakan senyawa elektrolit kuat yang terurai sempurna menjadi ion-ionnya dalam air. Urea (CO(NH 2)2), gula pasir (C 12 H22O11), dan etanol (C 2H5OH) merupakan senyawa nonelektrolit sehingga tetap berbentuk molekul dalam larutannya. Asam cuka (CH (C H 3COOH) merupakan senyawa elektrolit lemah sehingga hanya sebagian yang terurai menjadi ion-ionnya dalam larutannya. Berdasarkan jumlah ion yang dihasilkan dalam air, air aki menghantarkan arus listrik paling baik di antara zat lainnya. 3. Jawaban: c Elektrolit lemah adalah zat yang mampu menghantarkan arus listrik dengan lemah. Elektrolit lemah ditandai dengan nyala lampu redup atau tidak nyala disertai timbulnya gelembung gas saat diuji dengan alat uji elektrolit. Zat elektrolit lemah sebagian terurai menjadi ionionnya sehingga derajat ionisasinya 0 < α < 1. Elektrolit lemah ditunjukkan oleh sumber air Q dan R. Sumber air P bersifat elektrolit kuat yang mampu menghantarkan arus listrik dengan baik karena terurai sempurna menjadi ion-ionya dalam air. Derajat ionisasinya ( α) = 1. Elektrolit kuat menyalakan lampu dengan terang dan menghasilkan banyak gelembung gas saat diuji dengan alat uji elektrolit. Sumber air S bersifat nonelektrolit karena tidak menyalakan lampu dan tidak menghasilkan gelembung gas saat diuji dengan alat uji elektrolit. Oleh karena tidak terurai menjadi ion-ionnya dalam air, derajat ionisasinya (α) = 0.
4. Jawaban: e Senyawa yang dapat menghantarkan arus listrik dalam bentuk lelehan dan larutannya adalah senyawa ion. Senyawa mempunyai ikatan ion dan susunan yang mampat. Dalam bentuk kristal tidak menghantarkan listrik karena ion-ionnya tidak dapat bergerak bebas. Dalam bentuk lelehan dan larutannya dapat menghantarkan listrik karena ion-ionya bergerak bebas. Contoh senyawa ion adalah Ca(OH) 2. Senyawa HClO 4, HCOOH, dan NH 4OH merupakan senyawa kovalen polar. Senyawa ini berikatan kovalen dan tidak dapat menghantarkan listrik dalam bentuk murninya. Senyawa kovalen dapat menghantarkan listrik dalam bentuk larutannya karena terurai menjadi ion-ionnya. Senyawa CH 3OH merupakan senyawa kovalen nonpolar yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dalam bentuk murni, lelehan, maupun larutannya karena berikatan kuat dan tidak terurai menjadi ionionnya. 5. Jawaban: c Larutan elektrolit kuat tersusun atas semua jenis senyawa ion dan sebagian senyawa kovalen yang dapat terurai seluruhnya menjadi ion-ionnya dalam air. Elektrolit kuat tersusun dari senyawa asam kuat, basa kuat, dan seluruh garam. Contoh senyawa elektrolit kuat adalah HClO 4, NaNO3, MgBr2, HBr, HCl, Ba(OH) 2, NH 4Cl, dan Sr(OH)2. Senyawa H 3PO 4, HF, C 5H 5N, dan H2CO3 merupakan senyawa elektrolit lemah yang terurai sebagian menjadi ion-ionnya dalam air. Senyawa C5H12, C 2H5OH merupakan senyawa nonelektrolit. 6. Jawaban: b 2NaCl + 2H2O +1 –1
+ 1 –2
→ 2H2
0
+ Cl2 + 2NaOH 0
+1 –2 +1
Atom H pada H2O mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +1 menjadi 0 sehingga H 2 O mengalami reduksi dan bertindak sebagai oksidator. DItinjau dari konsep pelepasan dan pengikatan oksigen, H 2O bertindak sebagai oksidator karena melepas oksigen menjadi H 2.
Kimia Kelas X
65
Atom Cl pada NaCl mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari –1 menjadi 0 sehingga mengalami oksidasi. NaCl bertindak sebagai reduktor. Berdasarkan konsep pelepasan dan pengikatan oksigen, NaCl sebagai reduktor karena mengikat oksigen. 7. Jawaban: b Bilangan oksidasi NH 4+ = +1 (1 × BO N) + (4 × BO H)= +1 BO N + (4 (4 × (+1)) (+1)) = +1 BO N = –3 –3 Bilangan oksidasi NO 2– = –1 (1 × BO N) + (2 × BO O)= –1 BO N + (2 × (–2 (–2)) )) = –1 BO N = +3 +3 Bilangan oksidasi NO 3– = –1 (1 × BO N) + (3 × BO O)= –1 BO N + (3 × (–2 (–2)) )) = –1 BO N = +5 +5 Bilangan oksidasi N dalam N 2 = 0 Jadi, urutan bilangan oksidasi nitrogen dalam NH4+, NO2–, NO3–, dan N2 adalah –3, +3, +5, dan 0. 8. Jawaban: b Reaksi: Ca → Ca 2+ + 2e– 0
+2
+5
→
IO4–
b.
Oksidasi
Reaksi: Zn2+ + 2e–
2Al + Fe2O3 0
→ Al 2O3 +
2Fe
+3 +3 Oksidasi
0
Reduksi
Al bertindak sebagai reduktor. c.
2FeCl3 + H2S +3
→ 2FeCl2 +
–2
2HCl + S
+2
0
Reduksi
Oksidasi
H2S bertindak sebagai reduktor. d.
6CuSO4 + 12KI +2
→ 6K2SO4 +
6CuI + 3I 2
–1
+1
0
Reduksi
Oksidasi
KI bertindak sebagai reduktor. e.
MnO2 + 4HCl +4 Reduksi
–1
→ MnCl2 +
2H2O + Cl2
+2
0
Oksidasi
HCl bertindak sebagai reduktor. Jadi, zat yang digarisbawahi dalam reaksi tersebut yang bertindak sebagai oksidator adalah O2. Cu2O(s (s) ) + + H2SO4(aq) → Cu Cu(s (s) ) + CuSO4(aq) (aq) + + H2O( ) +1
+7
merupakan reaksi oksidasi karena I mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari +5 pada IO 3– menjadi +7 pada IO 4–. → Zn
+2
0 Reduksi
merupakan reaksi reduksi karena menerima elektron. Jadi, reaksi yang merupakan reaksi oksidasi adalah reaksi 1) dan 3).
66
O2 bertindak sebagai oksidator.
10. Jawaban: e
Reduksi
Reaksi: IO3–
+4 –2
Reduksi
merupakan reaksi reduksi karena N mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +5 pada NO 3– menjadi +2 pada NO.
Oksidasi
+5
0 0 Oksidasi
+2
merupakan reaksi oksidasi karena reaksi melepas elektron. Reaksi: NO3– → NO
9. Jawaban: a Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi. a. S + O2 → SO 2
Ulangan Akhir Semester
0
+2
Reduksi Oksidasi
Reaksi autoredoks disproporsionasi merupakan reaksi yang melibatkan satu unsur yang berperan sebagai oksidator sekaligus reduktor. Pada reaksi tersebut, tembaga berperan sebagai oksidator dan reduktor. Bilangan oksidasi Cu berubah dari +1 menjadi 0 dan +2. 11. Jawaban: c Unsur mangan (Mn) mempunyai beberapa bilangan oksidasi sehingga penamaan senyawanya harus mencantumkan bilangan oksidasi yang dimiliki. Dalam senyawa MnC 2O4, unsur mangan berada pada keadaan bilangan
oksidasi +2 dan mengikat ion oksalat (C 2O42–) sehingga nama senyawanya adalah mangan(II) oksalat. Mangan(IV) oksalat mempunyai rumus molekul Mn(C 2 O 4 ) 2 . Mangan(II) karbonat mempunyai rumus molekul MnCO 3. Penamaan yang lain merupakan penamaan yang tidak tepat. 12. Jawaban: e Senyawa yang tersusun atas kation Pb 2+ dan anion SbO33– harus mempunyai muatan netral. Tiga kation Pb 2+ berikatan dengan dua anion SbO33– membentuk Pb 3(SbO3)2. 3Pb2+ + 2SbO33– → Pb3(SbO3)2 Jadi, rumus molekul yang dibentuk oleh kation Pb2+ dan anion SbO 33– mempunyai rumus molekul Pb3(SbO3)2. 13. Jawaban: c Senyawa Na3AsO4 tersusun atas Na + dan AsO43–. Oleh karena Na+ mempunyai muatan –1 maka perlu tiga kation Na + untuk berikatan dengan anion AsO43– membentuk senyawa Na 3AsO4. 14. Jawaban: b No.. No 1) 2) 3) 4) 5)
Kati Ka tion on
Anio An ion n
Rumus Molekul
Nama Kimia
K+ Al3+ Mg2+ Fe3+ Ba2+
SO42– OH– NO–3 Cl– PO43–
K2SO4 Al(OH)3 Mg(NO3)2 FeCl3 Ba3(P (PO O4)2
Kalium sulfat Aluminium hidroksida Magnesium nitrat Besi(III) klorida Barium fosfat
15. Jawaban: d Nama yang tepat sesuai rumus molekulnya sebagai berikut. 1) FeCl3 = besi(III) klorida 2) KClO3 = kalium klorat 3) Na2SO4 = natrium sulfat 4) Mg MgS S = ma magn gnes esiu ium m sul sulfi fida da 5) CuCl2 = tembaga(II) klorida 16. Jawaban: b Senyawa hasil reaksi tersebut sebagai berikut. Ca3(PO4)2: kalsium fosfat NaCl: natrium klorida 17. Jawaban: c Pb(s) Pb (s) + aPbO 2(s) + bH2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + cH2O( ) Pb:: 1 + a = 2, Pb 2, a = 1 S: b = 2 O: 2a + 4b = 8 + c 2(1) + 4(2) = 8 + c 2+8=8+c 10 = 8 + c c=2
H:
2b = 2c b=c c=2 Jadi , koefisien a, b, dan c berturut-turut adalah 1, 2, dan 2. 18. Jawaban: c Alumina mempunyai rumus molekul Al 2 O 3 . Reaksi pembentukannya melibatkan logam aluminium (Al) dan oksigen (O 2). Reaksi yang tepat antara keduanya adalah 4Al (s) +3O +3O2(g) → 2Al2O3(s) . Dari reaksi terlihat jumlah logam Al di sebelah kiri sama dengan di sebelah kanan, yaitu 4. Begitu juga oksigen, yaitu berjumlah 6. 19. Jawaban: d Persamaan reaksi yang sudah setara adalah 2FeBr3(aq) + 3H 2SO4(aq) → Fe2(SO4)3(aq) + 6HBr(aq) 6HBr (aq) . Jumlah zat di sebelah kiri (pereaksi) harus sama dengan jumlah zat di sebelah kanan (hasil reaksi). Jumlah: Fe = 2, Br = 6, H = 6, S = 3, O =12 20. Jawaban: d Sesuai hukum Kekekalan Massa, jumlah massa zat sebelum reaksi sama dengan jumlah massa zat sesudah reaksi. Jumlah natrium dan oksigen yang bereaksi adalah 34,5 gram + 12 gram = 46,5 gram. Jumlah natrium oksida yang dihasilkan sama dengan jumlah natrium dan oksigen, yaitu 46,5 gram. 21. Jawaban: d Berdasarkan data ketiga diketahui massa N + massa O = massa NO 14 gram + 24 gram = 38 gram perbandingan N : O = 14 : 24 = 7 : 12 Dengan demikian, terdapat sisa unsur yang direaksikan sebagai berikut. Massa N2 (gram)
Massa O2 (gram)
Massa Oksida Nitrogen (gram)
15 12 24 24
19 19 38 38
7 9 14 28
Sisa Pereaksi (gram) 3 gram oksigen 2 gram nitrogen Tidak sisa 14 gram nitrogen
22. Jawaban: d Seny Se nyaw awa a I II
Massa Mas sa P (gr (gram) am)
Massa O (gram)
15,5 15,5
12 20
Perbandingan massa oksigen dalam senyawa I : senyawa II = 12 : 20 = 3 : 5.
Kimia Kelas X
67
27. Jawaban: c 1) NH4NO3
23. Jawaban: a Ar H = 1 Ar H 2O =18 Massa H dalam H 2O =
2 ×1 × 18
%N=
27 gram = 3 gram
Jadi, massa H dalam H 2O adalah 3 gram.
Mol Mg =
24
gram mol
2)
= 0,125 mol
Mol HCl = 10 mL × 2 M = 20 mmol = 0,02 mol H2(g) – 0,01 0,01
= 3)
HCl menjadi pereaksi pembatas. Mol H2 yang dihasilkan = 0,01 mol Volume H2 (STP) = 0,01 mol × 22,4 L = 0,224 liter Jadi, volume gas H 2 yang dihasilkan dalam keadaan standar sebanyak 0,224 liter. 25. Jawaban: e Massa C6H12O6 = 18 gram Mr C 6H12O6 = 180 g/mol mol C6H12O6 =
massa Mr
=
18 gram gram 180 g/m g/mol ol
= 0,1 mol
Ar N Mr NaNO 3
14 85
2 × Ar N Mr CO(NH2 )2
2 × 14 60
=
28 60
massa Mr
=
38,4 38,4 gram gram 32 g/m g/mol ol
= 1,2 mol
C 6 H 12 O 6(s) (s) + + 6O 2 (g) → 6CO 2 (g) (g) + + 6H 2 O (g) Awal: 0,1 mol 1,2 mol Reaksi: 0,1 mol 0,6 mol 0,6 mol 0,6 mol ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Setimbang: 0,6 mol 0,6 mol 0,6 mol
Reaksi menghasilkan 0,6 mol CO 2 dan 0,6 mol H2O, serta menyisakan 0,6 mol O 2. Pada keadaan standar, volume gas CO 2 yang dihasilkan = mol × 22,4 liter = 0,6 mol × 22,4 liter = 13,44 liter. Jadi, volume gas karbon dioksida yang dihasilkan sebanyak 13,44 liter. 26. Jawaban: b Perbandingan massa N : H = 82 : 18 Massa hidrogen yang bereaksi =
18 82
× massa nitrogen
=
18 82
× 12 gram = 2,63 gram
Jadi, massa amonia yang terbentuk sebanyak 12 gram + 2,63 gram = 14,63 gram.
68
Ulangan Akhir Semester
5)
× 100%
× 100%
× 100%
= 46,7% (NH4)2SO 4 2 × Ar N Mr (NH4 )2 SO 4
Massa O2= 38,4 gram
mol O2 =
× 100%
× 100%
=
%N=
Mr O 2 = 32 g/mol
× 100%
= 16,5% CO(NH2)2 %N=
4)
× 100%
= 35% NaNO3 %N=
Mg(s) + 2HCl(aq) Mg(s) 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + Awal: 0,125 0,02 – R ea k s i : 0,01 0,02 0,01 Setimbang: 0,115 – 0,01
28 80
=
24. Jawaban: a Massa Mg = 3 gram 3 gram gram
2 ⋅ Ar N Mr NH4NO 3
=
2 × 14 132
=
28 132
× 100%
× 100%
× 100%
= 21,2% (NH4)3PO 4 %N=
3 × Ar N Mr (NH4 )3PO 4
=
3 × 14 150
=
42 150
× 100%
× 100%
× 100%
= 28,0% Jadi, persentase nitrogen paling tinggi terdapat dalam senyawa CO(NH 2)2. 28. Jawaban: b Massa air = massa senyawa sebelum dipanaskan – massa senyawa sesudah dipanaskan. = 4,72 gram – 3,56 gram = 1,18 gram Mol CaCl2 =
3,56 gram gram 111
gram mol
= 0,0321 mol
Mol H2O =
1,16 gram 18
gram mol
NaBr merupakan senyawa ion sehingga lelehannya dapat menghantarkan arus listrik. NaBr termasuk senyawa elektrolit kuat sehingga pengujian akan menyalakan lampu dengan terang dan timbul banyak gelembung gas.
= 0,0644 mol
Perbandingan mol CaCl 2 : H2O = 0,0321 : 0,0644 =1:2 Jadi, rumus molekul senyawa hidrat CaCl 2 . 2H2O. 29. Jawaban: c Misal:volume CH 4 = y L volume C3H8 = (10 – y) L Persamaan reaksi setara sebagai berikut. CH4(g) (g) + + 2O 2(g) → CO2(g) (g) + + 2H2O( ) yL
2y L
yL
2 . a.
+3
5(10 5( 10–y –y)) L
4(10 4( 10–y –y)) L
Volu Vo lume me oks oksig igen en y yan ang g dipe diperl rluk ukan an = 32 32 L 2y + 5(10 5(10 – y) y) = 32 2y + 50 – 5y 5y = 32 –3y –3 y = –18 –18 y=6 Jadi, volume CH 4 6 L dan volume C 3H8 4 L.
b.
6 liter liter = n1 6 liter liter = n1
6 gram 30 gram/mol
massa mol
=
c.
0
Reduksi
Oksidasi
Oksidator: MnO 2 Reduktor: HCl Hasil oksidasi: Cl 2 Hasil reduksi: MnCl 2
–1
× 0,6 mol = 0,4 mol 22,4 22,4 gram gram 0,4 mol mol
= 112
B. Uraian
b.
+2
+1
Reduksi
Jadi, massa unsur X adalah 56.
1 . a.
–1
0
Mol H2 = 0,6 mol
Ar X =
MnO Mn O2(s (s) ) + + 4HCl(aq) 4HCl(aq) → MnCl2(aq) (aq) + + 2H2O( ) + (g) ) ) + Cl2(g
Cl2(g) + + NaOH(aq) NaOH(aq) → 2NaCl 2NaCl(aq) (aq) + + NaClO(aq) NaClO(aq) + + H2O( )
2 liter 0,2 mol
Mol unsur X =
Oksidasi
3. Reaksi disprop disproporsionas orsionasii merupakan merupakan reaksi redoks yang melibatkan satu senyawa yang bertindak sebagai oksidator sekaligus reduktor. Contoh reaksi diproporsionasi:
2 liter
2 3
+4
Reduksi
+4
30. Jawaban: c 2X + 6HCl → 2XCl3 + 3H2 V V1 = 2 n2 n1
+2
Oksidator: Fe 2O3 Reduktor: CO Hasil oksidasi: CO 2 Hasil reduksi: FeO
2y L
3(10 3( 10–y –y)) L
+2
C3H8(g) (g) + + 5O2(g) → 3CO2(g) (g) + + 4H2O( ) (10– (1 0–y) y) L
2Fe2O3( + 2CO(g) 2CO(g) → 4FeO 4FeO( ( + 2CO2(g) ) + ) +
Lelehan NH 4Cl NH4Cl merupakan senyawa kovalen polar sehingga lelehannya tidak dapat menghantarkan arus listrik. Hasil pengujiannya tidak akan menyalakan lampu dan tidak menghasilkan gas. Larutan HC HCOOH HCOOH merupakan senyawa kovalen polar sehingga larutannya dapat menghantarkan arus listrik. HCOOH termasuk elektrolit lemah yang terurai sebagian di dalam air menjadi ion-ionnya. Hasil pengujian larutan HCOOH akan menyalakan lampu dengan redup dan menghasilkan gelembung gas. Lelehan Na NaBr
Oksidasi
Cl 2 berperan sebagai oksidator karena mengalami penurunan bilangan oksidasi (0 menjadi –1), tetapi sekaligus sebagai reduktor karena mengalami kenaikan bilangan oksidasi (0 menjadi +1). Reaksi konproporsionasi merupakan reaksi redoks yang menghasilkan senyawa yang merupakan hasil oksidasi sekaligus hasil reduksi. Contoh reaksi konproporsionasi: 2H2S(g) (g) + + SO2(g) → 3S 3S(s) (s) + 2H 2O( ) –2
+4
0 Reduksi
Oksidasi
S merupakan hasil reaksi oksidasi sekaligus hasil reduksi. Bilangan oksidasi S dalam H 2S adalah –2 dan S dalam SO 2 adalah +4. Bilangan oksidasi S kemudian berubah menjadi 0. 4 . a. b. c. d. e.
B a ( NO 3 ) 2 : MgSO4 : C u Cl 2 : Fe3(PO4)2 : Ca Cr O 4 :
barium nitrat magnesium sulfat tembaga(II) klorida besi(II) fosfat kalsium kromat Kimia Kelas X
69
5 . a. b.
4Ag (s) + O2(g) + 2H 2S(g) → 2Ag 2S(s) + 2H2O( ) C3u(s) + 8HNO3(aq) → 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O( + 2NO(g) 2NO(g) ) +
Massa NH3 = mol × M r NH3 = 0,05 mol × 17 gram/mol = 0,85 gram Jadi, massa NH 3 dalam 1,12 liter gas NH 3 (STP) sebanyak 0,85 gram.
6. Misalka Misalkan: n: mas massa sa oksi oksida da nitro nitrogen gen = 100 100 gram gram 63,16 100
massa nitroge nitrogen n=
× 100 gram
c.
PV = nRT nRT 2 · 50 = n · 0,082 0,082 · 310 310
= 63,16 gram 36,84 × 100
massa mas sa oksig oksigen en =
100 gram
n=
= 36,84 gram
= =
63,16 14
:
= 4,51 : 2,3 =2:1 Rumus empiris = N 2O (Mr N2O)n = M r senyawa (2 × Ar N + 1 × A r O)n = M r senyawa (2 × 14 + 1 × 16) n = 44 (28 + 16)n = 44 44n = 44 44 n=1 Jadi, rumus molekul senyawa tersebut adalah N2O.
d.
Mol KMnO4 = M × V = 0,1 M × 0,5 L = 0,05 mol Mr KMnO4 = 158 gram/mol Massa KMnO 4 = mol × M r KMnO4 = 0,05 mol × 158 gram/mol = 7,9 gram Jadi, massa KMnO 4 dalam 500 mL larutan KMnO4 0,1 M sebanyak 7,9 gram.
e.
Mol CO2 =
7. Misal Misal massa massa senya senyawa wa oksida oksida = 100 gram gram Massa besi = 70% × 100 gram = 70 gram massa Ar
=
70 gram gram 56
gram mol
= 1,25 mol
Massa oksigen = (100 – 70) gram = 30 gram Mol oksigen =
massa Ar
=
30 gram gram 16
gram mol
= 1,875 mol
Perbandingan mol Fe dengan O = 1,25 : 1,875 = 2:3 Jadi, rumus molekul senyawa oksida besi tersebut adalah Fe2O3. 8 . a.
b.
Mr H 2SO4 = 98 gram/mol Massa H2SO4 = mol × M r H 2SO4 = 1,5 mol × 98 gram/mol = 147 gram Jadi, massa H 2SO4 dalam 1,5 mol H 2SO4 sebanyak 147 gram. Mr NH3 = 17 gram/mol Mol NH3 =
70
volume 22,4
Ulangan Akhir Semester
=
1,12 22,4
= 3,9 mol
= 3,9 mol × 26 gram/mol = 101,4 gram Jadi, massa C 2H2 dalam 50 liter gasnya pada suhu 37°C dan tekanan 2 atm sebanyak 101,4 gram.
36,84 16
Mol besi =
2 ⋅ 50 0, 08 082 ⋅ 3 10 10
Massa C2H2 = mol × Mr C 2H2
Perbandingan mol N : mol O massa nitrogen massa oksigen oksigen : Ar N Ar O
Mr C 2H2 = 26
jumlah partikel L 6, 02 02 × 10 21
= 6, 02 × 10 23
= 0,01 mol Mr CO2 = 44 gram/mol Massa CO 2 = mol × M r CO2 = 0,01 mol × 44 gram/mol = 0,44 gram Jadi, massa CO 2 dalam 6,02 × 10 21 molekul adalah 0,44 gram. 9. Ma Mass ssa a laru laruta tan n HCl HCl = ρHCl × VHCl = 1,18 gram/mL × 129 mL = 152,22 gram Mass Ma ssa a HC HCll =
35 100
× 152,22 gram
= 53,27 gram Mol HCl =
massa massa HCl 53,27 53,27 gram Mr HCl = 36,5 36,5 gram/m gram/mol ol
= 1,46 mol
Zn(s) Zn (s) + + 2HCl(aq) 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H 2(g) Perbandingan koefisien : perbandingan mol
= 0,05 mol
Moll Zn Mo Zn = =
koefisi koefisien en Zn koefisien koefisien HCl
1 2
× mol HCl
mol Pb ( C 2H3O 2 )2
× 1,46 mol
mol H2O
= 0,73 mol Massa Mas sa Zn = mo moll Zn × Ar Zn = 0,73 mol × 65,4 gram/mol = 47,7 gram %Zn = =
mass massa a Zn massa massa sampel sampel 47,7 47,7 gram gram 55 gram gram
× 100%
× 100%
= 86,7% Jadi, kadar logam seng dalam sampel sebanyak 86,7%. 10. Pb(C2H3O2)2 . 2H2O → Pb(C2H3O2)2 + 2H2O massa Pb(C2H3O2)2 = 13,0 gram Mr Pb(C2H3O2)2 = 325 g/mol Mol Pb(C2H3O2)2 = =
Perbandingan Perban dingan koefisien koefisien = perbandingan perbandingan mol mol
0,04 mol mol mol H2O
=
1 2
=
1 2
Mol H2O = 0,0 0,08 8 mol mol Massa H2O = mol mol × Mr H 2O = 0,08 × 18 g/mol = 1,44 gram Massa kristal sebelum bereaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. Massa Pb(C 2H3O2)2 . 2H2O = massa Pb(C 2H3O2)2 + massa H2O = 13,0 gram + 1,44 gram = 14,44 gram Jadi, massa awal kristal yang dipanaskan tersebut sebanyak 14,44 gram.
massa Mr 13,0 13,0 gram gram 325
gram mol
= 0,04 mol
Kimia Kelas X
71
