LAPORAN RESMI PRAKTIKUM MATERI dan ENERGI
STRUKTUR ATOM dan MOLEKUL, IKATAN KIMIA dan KONSEP MOL
Oleh
NAMA : RHAMATYA TANGNGA LAYUK
NIM : 31170119
ASISTEN : - MARIA VONNY WIJAYA
ANNABELL I.P.
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS BIOTEKNOLOGI
UNIVERSITAS KRISTEN DUTA WACANA
YOGYAKARTA
2017
BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Atom adalah unit terkecil penyusun suatu materi yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Atom tidak dapat dipisahkan dari kehidupan kita karena atom adalah inti dari seluruh kehidupan, mengapa demikian ? Karena semua benda yang ada dibumi ini tersusun oleh atom, baik itu makhluk hidup maupun benda tak hidup. Sebagai contoh, tubuh kita tersusun dari atom, dimana atom-atom membentuk molekul, kemudian molekul tersebut membentuk sel yang merupakan satuan dasar dari kehidupan makhluk hidup. Namun, selain membahas tentang apa itu atom, kita juga perlu mengetahui bagaimana model atom itu sendiri, kemudian struktur molekul yang terbentuk dari kumpulan atom-atom yang menjadi penyusunnya.
Atom juga tidak dapat berdiri sendiri, melainkan diperlukan banyak atom untuk menyusun segala sesuatu yang ada di bumi ini, dan tentu saja ada ikatan kimia yang terbentuk dari gaya tarik menarik antar atom tersebut. Sehingga dengan adanya hal tersebut, maka dilakukannya pengujian tentang struktur atom dan molekul, ikatan kimia dan konsep mol, agar kita mampu menghitung jumlah atom penyusun suatu benda dengan benar menggunakan konsep mol, dan mengetahui ikatan kimia yang terbentuk dari gaya tarik menarik oleh atom-atom penyusun suatu molekul.
TUJUAN
Memahami model atom, struktur molekul dan senyawa kimia
Memahami ikatan kimia dan jenis-jenis ikatan kimia
Memahami konsep Mol
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. TEORI ATOM
Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang masih mempunyai sifat-sifat sama dengan unsur tersebut. Struktur atom terdiri dari elektron yang bermuatan negatif, proton yang bermuatan positif dan neutron yang bersifat netral.(Rufiati Etna, 2011) .
Ada dua tokoh yang mengemukakan teorinya tentang atom, antara lain :
Teori Atom Democritus (460 SM &370 SM)
Democritus mengembangkan teori tentang penyusun suatu materi. Menurut Democritus jika suatu materi dibelah terus-menerus suatu ketika akan diperoleh suatu partikel fundamental yang disebut sebagai atom (Yunani: atomos = tidak terbagi).
Menurut John Dalton (1808) :
Atom tidak bisa dibagi lagi.
Atom tidak bisa diciptakan ataupun dimusnahkan.
Atom pada suatu unsur memiliki kesamaan dalam berbagai hal (massa, ukuran, dan bentuk). (Qimiya Farid, 2011)
2.2. KONSEP MOL
Molekul adalah partikel terkecil dari suatu unsur atau senyawa. Molekul unsur terdiri atas dua atau lebih atom unsur yang sama. (Rufiati Etna, 2011). Sedangkan, Massa molekul berat dari suatu molekul zat yang tersusun dari atom-atom yang memiliki massa. (Ulya Minhatul). Untuk menyatakan jumlah penyusun suatu molekul/zat, dipergunakan suatu satuan jumlah zat yaitu mol. Satu mol ialah sejumlah zat yang mengandung 6,0225x1023 butir partikel (sejumlah Bilangan Avogadro).( Elida Tety, 1992).
2.3. STRUKTUR ATOM
Dalam perkembangannya ada 3 tokoh mengemukakan pendapatnya tentang model atom :
Model Atom Thomson (1987)
Atom merupakan bola bermuatan positif dan di dalamnya ada tempat tertentu terdapat elektron, sehingga atom secara keseluruhan bermuatan netral.
Model Atom Rutherford
Atom terdiri dari inti atom yang bermuatan positif dan dikelilingi oleh elektron-elektron yang bermuatan negatif yang bergerak mengelilingi inti atom dengan lintasan yang berbentuk elips.
Model Atom Bohr
Elektron bergerak mengelilingi inti dengan lintasan tertentu sehingga elektron berada pada tingkat energi tertentu sesuai dengan lintasannya, dan dapat berpindah dari lintasan yang satu ke lintasan lain dengan memancarkan atau menyerap energi. Selama elektron berada dalam lintasannya, tidak dapat terjadi penyerapan atau pemancaran energi. (Elida Tety, 1992)
2.4. GAYA DAN IKATAN ATOM
Ikatan kimia adalah gaya tarik menarik antara atom-atom sehingga atom-atom tersebut tetap berada bersama-sama dan terkombinasi dalam senyawaan.Reaksi Kimia adalah suatu proses dimana zat-zat baru yaitu hasil reaksi, terbentuk dari beberapas zat aslinya yang disebut pereaksi. Persamaan Kimia adalah lambang-lambang yang menyatakan suatu reaksi kimia.
Gaya tarik antar molekul ada 2 yaitu :
Gaya London
Gaya London adalah gaya yang terjadi pada atom atau molekul, baik polar maupun nonpolar. Gaya London atau disebut juga gaya dispersi, yaitu gaya yang timbul akibat dari pergeseran sementara (dipol sementara) muatan elektron dalam molekul homogen.
Gaya Dipol-dipol
Gaya dipol-dipol adalah gaya yang terjadi di antara molekul-molekul yang memiliki sebaran muatan tidak homogen, yakni molekul-molekul dipol atau molekul polar. (Wahyunigtyas Elok,2010).
Ikatan Atom dalam Molekul ada 3 yaitu :
Ikatan Ion
Ikatan ion dapat terbentuk jika electron-elektron pindah dari atom yang satu ke atom yang lain. Atom yang kehilangan elektronnya akan menjadi ion positif (unsur logam), sedangkan atom yang menerima elektron akan menjadi ion negatif (unsur non logam). Selanjutnya, kedua atom tarik menarik dengan gaya elektrostatik yang kuat karena perbedaan muatan.
Ikatan Kovalen
Ikatan kovalen terjadi bila terdapat pemakaian bersama sepasang atau lebih elektron yang menyebabkan atom-atom yang berikatan memperoleh susunan oktet. Ikatan kovalen umumnya terjadi antara unsur-unsur nonlogam.
Ikatan Logam
Ikatan logam terjadi bila terdapat penggunan bersama elektron-elektron valensi antar atom-atom logam. Senyawa yang terbentuk hasil dari ikatan logam dari atom yang sama dinamakan logam, sedangkan dari atom yang berbeda dinamakan baja. (Elida Tety, 1992).
Ikatan antar molekul yaitu Ikatan hidrogen, yang terbentuk dari atom Hidrogen dan hanya dapat terjadi pada unsur yang paling elektronegatif (N,O,F). (Elida Tety, 1992).
BAB III
METODOLOGI
ALAT
Satu set model molekul
Timbangan analitik
BAHAN
1 kantong : biji Kedelai, biji Kacang Hijau dan biji Jagung
NaOH Pallet dan larutan HCl pekat
H2Odest
CARA KERJA
Dibuat dan digambar model molekul yang menunjukkan terjadinya ikatan ionik disertai dengan 3 contoh molekulnya.
Dibuat model molekul CCl4 dan CH4 .
Digambarkan model molekul air dan ammonia serta dijelaskan bentuk molekul dan jenis ikatan yang terbentuk. Berapakah sudut ikatan yang terjadi dalam molekul air dan ammonia ?
Digambarkan model molekul yang berbentuk linier, segitiga datar, tetrahedral, segiempat datar, segitiga bipiramida dan oktahedral disertai dengan contoh rumus kimia masing-masing bentuk molekul di atas.
Diambil masing-masing sebanyak 100 biji/butir jagung, kedelai dan kacang hijau.
Kemudian ditimbang dengan menggunakan neraca analitik.
Dicatat hasil (berat) masing-masing biji / butir jagung, kacang hijau dan kedelai.
Dihitung berat dari 2 x 1023 dari atom uranium, helium, karbon dan kalsium (Ar U=238; He =4; C = 12; Ca = 40).
Ditimbang masing-masing biji/butir jagung, kedelai dan kacang hijau sebanyak 10 gr dengan menggunakan neraca analitik.
Dihitung jumlah biji/butir pada masing-masing 10 gr biji/butir jagung, kedelai dan kacang hijau.
Dicatat jumlah dari masing-masing biji/butir jagung, kacang hijau dan kedelai.
Dihitung jumlah atom kalsium yang terdapat pada 16,2 gr kalsium (Ar Ca = 40)
dengan menggunakan rumus perhitungan konsep mol.
Dihitung nilai massa molar dari senyawa benzena, chloroform, asam sulfat, sodium bikarbonat, natrium karbonat dan asam laktat (Ar H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; S = 32; Cl = 35,5) dengan menggunakan rumus perhitungan konsep mol.
Dibuat larutan HCl 0,2 M dan larutan NaOH 0,1 M masing-masing sebanyak 50 ml dengan mengencerkan larutan HCl 5 M dan melarutkan NaOH pallet.
Dihitung jumlah gram masing-masing pallet yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan NaCl 0,125 M sebanyak 500 ml, larutan C6H12O6 0,1 M sebanyak 250 ml dan larutan HNO3 0,125 M sebanyak 250 ml dengan menggunakan rumus perhitungan konsep mol.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
HASIL
Gambar model dan contoh molekul yang menunjukkan ikatan ionik (Lampiran 4.1.1)
Model molekul CCl4 dan CH4. (Lampiran 4.1.2)
Gambar model molekul air dan ammonia dan dijelaskan jenis ikatan molekul, bentuk molekul serta sudut ikatan yang terbentuk. (Lampiran 4.1.3)
Gambar model molekul yang linear, segitiga datar, tetrahedral, segiempat datar, segitiga bipiramida, oktahedral, disertai dengan contoh rumus dan contoh molekul atau senyawa dari masing-masing rumus. (Lampiran 4.1.4)
Berat 100 biji/butir :
Jenis biji/butir
Jumlah
Berat (gr)
Jagung
100
11,221
Kedelai
100
16,652
Kacang Hijau
100
5,899
Perhitungan berat (gr) 2 x 1023 dari atom uranium, helium, karbon dan kalsium:
2 x 1023 Uranium (U), (Mr U = 238)
Jawab : Jumlah AtomJumlah Mol=2 x 10236,023 x 1023
= 0,332 x 238 (Mr U)
= 79,03 gr
2 x 1023 atom Helium (He), (Mr He = 4)
Jawab : Jumlah AtomJumlah Mol=2 x 10236,023 x 1023
= 0,332 x 4 (Mr He)
= 1,328 gr
2 x 1023 atom Karbon (C), (Mr C = 12)
Jawab : Jumlah AtomJumlah Mol=2 x 10236,023 x 1023
= 0,332 x 12 (Mr C)
= 3,984 gr
2 x 1023 atom Kalsium (Ca), (Mr Ca = 40)
Jawab : Jumlah AtomJumlah Mol=2 x 10236,023 x 1023
= 0,332 x 40 (Mr Ca)
= 13,28 gr
Jumlah 10 gram biji/butir :
Jenis biji/butir
Berat (gr)
Jumlah
Jagung
10
Kedelai
10
Kacang hijau
10
Perhitungan jumlah atom kalsium yang terdapat pada 16,2 gr kalsium :
Massa AtomMr =16,2 gr40
= 0,405 x 6,023.1023 (Bilangan Avogadro)
Jumlah Atom Ca = 2,43 x 1023
Perhitungan massa molar dari senyawa benzena, chloroform, asam sulfat, sodium bikarbonat, natrium karbonat dan asam laktat :
Massa molar dari Benzena (C6H6) = (Mr C x 6) + (Mr H x 6)
= (12 x 6) + (1 x 6)
= 72 + 6
= 78 gr/mol
Massa molar dari Chloroform (CHCl3) = (Mr C) + (Mr H) + (Mr Cl x 3)
= (12) + (1) + (35,5 x 3)
= 12 + 1 + 106,5
=119,5 gr/mol
Massa molar dari Asam Sulfat (H2SO4) =(Mr H x 2) + (Mr S) + (Mr O x 4)
= (1 x 2) + (32) + (16 x 4)
= 2 + 32 +64
= 98 gr/mol
Massa molar dari Sodium Bikarbonat = (Mr Na) + (Mr H) + (Mr C) +
(NaHCO3) (Mr Ox3)
= (23) + (1) + (12) + (16 x 3)
= 23 + 1 + 12 + 48
= 84 gr/mol
Massa molar dari Natrium Karbonat =(Mr Na x2) + (Mr C) + (Mr x 3) (Na2CO3) = (23 x 2) + (12) + (16 x 3)
= 46 + 12 + 48
= 106 gr/mol
Massa molar dari Asam Laktat = (Mr C x 3) + (Mr H x 6) + (Mr
(CH3CHOHCOOH) O x 3)
= (12 x 3) + (1 x 6) + (16 x 3)
= 36 + 6 + 48
= 90 gr/mol
Perhitungan jumlah larutan HCl 5 M + volume (ml) akuades yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan HCl 0,2 M sebanyak 50 ml dan berat (gram) pallet + volume (ml) akuades untuk menghasilkan larutan NaOH 0,1 M sebanyak 0,5 ml.
50 mL larutan 0,2 M HCl
Jawab : M1 . V1 = M2 . V2
5 . V1 = 0,2 . 50
5V1 = 10
V1 = 2 mL
2 mL HCl
50 mL
L Aquades
Perhitungan jumlah gram masing-masing pallet yang dibutuhkan untuk menghasilkan larutan NaCl 0,125 M sebanyak 500 ml larutan C6H12O6 0,1 M sebanyak 250 ml dan larutan HNO3 0,125 M sebanyak 250 ml
500 mL larutan 0,125 M NaCl
Mr NaCl = 23 + 35,5 = 58,5
Jawab : M = grMr x 1000V
0,125 = gr58,5 x 1000500
0,125 = 10gr292,5
36,5 = 10gr
gr = 3,65
250 mL larutan 0,1 M C6H12O6
Mr C6H12O6 = 12 (6) + 1 (12) + 16 (6)
= 180
Jawab : M = grMr x 1000V
0,1 = gr180 x 1000250
0,1 = 10gr450
gr = 4,5
250 mL larutan 0,125 M HNO3
Mr HNO3 = 1 + 4 +16 (3)
= 63
Jawab : M = grMr x 1000V
0,125 = gr63 x 1000250
0,125 = 100gr1575
196,87 = 100gr
1,96 = gr
50 mL larutan 0,1 M NaOH
Jawab : M = grMr x 1000V
0,1 = gr40 x 100050
0,1 = 10gr20
0,2 = gr
PEMBAHASAN
Jenis-jenis ikatan kimia ada tiga, jika diurutkan dari yang paling kuat, maka yang pertama adalah ikatan ion, kemudian ikatan kovalen, dan yang terlemah adalah ikatan hidrogen.
Ikatan ion menjadi ikatan kimia terkuat karena terbentuk dari 2 unsur yang berbeda, yaitu unsur logam dan unsur non logam. Dimana unsur logam bermuatan positif dan unsur non logam bermuatan negatif yang membuat unsur tersebut saling melengkapi untuk melengkapi jumlah elektron agar menjadi stabil, dan tersebut juga menyebabkan adanya gaya tarik listrik (gaya Coulomb).
Ikatan kovalen lebih lemah dari ikatan ion karena terebentuk dari 2 unsur yang sama yaitu unsur non logam, dimana unsur logam bermuatan negatif dan masing-masing masih kekurangan elektron, sehingga ikatan kovalen menerapkan cara pemakaian pasangan elektron untuk menjadi setimbang/stabil.
Ikatan hidrogen terbentuk dari atom Hidrogen yang membuat ikatan hidrogen relatif lebih stabil sehingga tidak begitu perlu berikatan dengan atom lain lagi, karena tidak berikatan dengan atom lain, sehingga membuat ikatan hidrogen lebih lemah dari ikatan ion dan ikatan kovalen. Selain atom hidrogen, ikatan hidrogen juga dapat terjadi pada unsur yang paling elektronegatif saja seperti N, O, F membentuk H2O, NH3 dan HF.
Molekul air merupakan jenis ikatan hidrogen karena terbentuk dari atom hidrogen. Bentuk dari molekul air Planar bengkok, bentuk molekul air diketahui berdasarkan jenis molekulnya yaitu AX2E2 dan sudut ikatan yang terbentuk dari molekul air adalah 104,5o. Sedangkan molekul amonia, merupakan jenis ikatan kovalen, karena terbentuk dari unsur yang sama yaitu unsur non logam (NH3). Bentuk dari molekul amonia adala Piramida trigonal, bentuk molekul amonia diketahui berdasarkan jenis molekulnya yaitu AX3E1 dan sudut ikatan yang terbentuk adalah 107o.
Mengapa biji kedelai, kacang hijau dan jagung memiliki berat yang berbeda padahal memiliki jumlah yang sama ? Atau, mengapa berat biji kedelai, kacang hijau dan jagung memiliki berat yang sama tapi jumlah bijinya berbeda ? Hal itu disebabkan karena perbedaan jumlah partikel penyusun dari setiap biji-bijian tersebut, dimana kita tahu bahwa atom adalah bagian dari partikel, jadi bisa disimpulkan bahwa jumlah atom yang menyusun biji-bijian tersebut berbeda jumlahnya, sehingga meskipun jumlahnya sama maka beratnya akan berbeda, maupun sebaliknya, meskipun beratnya sama makan jumlah bijinya akan berbeda. Begitu pula dengan massa dari larutan yang telah diuji coba, memiliki massa yang berbeda, akibat perbedaan jumlah atom penyusun larutan-larutan tersebut. Dari praktikum tersebut, kita dapat membuktikkan bahwa massa atom setiap benda itu berbeda-beda.
Selain menimbang berat dari biji-bijian, kita juga menghitung massa dari beberapa atom dengan menggunakan konsep mol, misalnya kita ingin mengetahui massa dari 2 x 1023 atom Uranium (U). Caranya, kita harus mengetahui berapa Jumlah atom Uranium yang akan kita ukur, yaitu sebanyak 2 x 1023 dan kita bagi dengan bilangan avogadro, hasil dari pembagian itu merupakan Jumlah mol dari atom Uranium. Kemudian, jumlah atom Uranium tersebut kita kalikan dengan Mr dari atom Uranium yang dapat kita pada tabel periodik yaitu sebesar 238, dan hasil dari perkalian tersebut itulah massa dari 2 x 1023 Uranium yaitu 79,03 gr. Cara itu juga yang digunakan untuk menghitung 2 x 1023 atom Helium (He), atom Karbon (C) dan atom Kalsium (Ca).
Melalui praktikum, kita juga dapat mengetahui cara menghitung massa molar dari beberapa senyawa kimia, yang pertama senyawa Benzena (C6H6), jika kita memperhatikan tabel periodik, maka nilai Mr dari atom Karbon (C) adalah 12 dan atom Hidrogen (H) adalah 1. Jika Mr 1 atom C = 12 dan Mr dari 1 atom H = 1, maka pada senyawa Benzena yang memiliki 6 atom C, maka Mr-nya dikali 6 dan begitupun untuk atom H, Mr-nya dikali 6, sehingga kita memperoleh hasil massa molar dari Benzena sebesar 78gr/mol. Yang kedua senyawa Chloroform (CHCl3), tersusun dari 1 atom Karbon (C), satu atom Hidrogen (H) dan 3 atom Klor (Cl) maka massa molarnya adalah 119,5 gr/mol. Yang ketiga, senyawa Asam Sulfat (H2SO4), tersusun atas 2 atom Hidrogen (H), 1 atom Belerang (S), 4 atom Oksigen (O) maka massa molarnya adalah 98gr/mol.Yang keempat, senyawa Sodium bikarbonat (NaHCO3), tersusun atas 1 atom Natrium (Na), 1 atom Hidrogen (H), 1 atom Karbon (C) dan 3 atom Oksigen (O) maka massa molarnya adalah 84 gr/mol. Yang kelima, senyawa Na2CO3 yang tersusun atas 2 atom Natrium (Na), 1 atom Karbon (C) dan 3 atom Oksigen (O) maka massa molarnya adalah 106 gr/mol. Dan senyawa yang terakhir adalah Asam Laktat (CH3CHOHCOOH) yang tersusun dari 3 atom Karbon (C), 6 atom Hidrogen (H) dan 3 atom Oksigen (O) maka massa molarnya adalah 90 gr/mol.
Melalui praktikum ini juga, kita melakukan proses pengenceran pada NaOH pallet yang akan dijadikan larutan bersama 5 M larutan HCl pekat. Molaritas diperlukan untuk mengetahui massa NaOH yang dibutuhkan untuk membuat 50mL larutan NaOH dengan konsentrasi 0,1 M dan volume HCl dengan konsentrasi 5 M yang diperlukan untuk membuat 50 mL larutan 0,2 M HCl. Dengan melakukan perhitungan, diperoleh hasil yaitu dibutuhkan 0,2 gr NaOH pallet untuk membuat 50 mL larutan NaOH dengan konsentrasi 0,1 M dan untuk membuat 50 mL larutan 0,2 M HCl dibutuhkan HCl sebanyak 2mL. Selain menghitung NaOH pallet, kita juga dapat menghitung jumlah gram yang dibutuhkan untuk membuat 500 mL larutan NaCl dengan konsentrasi 0,125 M, yaitu sebanyak 3,65 gr. Jumlah gram yang dibutuhkan untuk 250mL larutan C6H12O6 adalah sebanyak 4,5 gr. Untuk 50 mL larutan HNO3 dengan konsentrasi 0,125 dibutuhkan jumlah gram sebesar 1,96 gr. Dan dibutuhkan 0,2 gr untuk membuat 50 mL larutan NaOH dengan konsentrasi 0,1 M.
BAB V
KESIMPULAN
Kesimpulan yang diperoleh setelah melakukan praktikum, yaitu :
Kita dapat memahami model atom menurut 3 tokoh yaitu, J.J. Thomson, Rutherford dan Bohr. Kita juga dapat memahami struktur dari molekul-molekul yang ada disekitar kita, contohnya molekul air yang berbentuk planar bengkok atau Huruf V dan molekul amonia yang berbentuk piramida segitiga. Kita juga dapat mengetahui senyawa-senyawa kimia apa saja yang ada disekitar kita dan apa kegunaannya. Contohnya, air berfungsi sebagai pelarut dalam tubuh kita dan amonia sebagai permbesih yang sering kita gunakan sehari-hari.
Kita mampu memahami apa itu ikatan kimia dan jenis-jenisnya. Dimana kita telah mengetahui bahwa ada 3 jenis ikatan kimia, yaitu : Ikatan ion, ikatan kovalen dan ikatan hidrogen. Kita juga telah mengetahui ikatan mana yang paling kuat dan yang paling lemah, dan yang menyebabkan kekuatan dari ikatan-ikatan itu berbeda karena adanya perbedaan unsur atau atom yang menyusun ikatan tersebut.
Kita juga mampu memahami dan mengetahui penggunaan dari konsep mol, yaitu untuk menghitung massa suatu zat, jumlah mol, jumlah atom, volume zat dan jumlah molekul/partikel dari suatu zat. Setelah memahami penggunaan konsep mol, kita juga menjadi tahu bahwa konsep mol tidak dapat dipisahkan dengan penggunaan bilangan Avogadro yang sekiranya sama dengan jumlah 1 mol.
DAFTAR PUSTAKA
Elida Tety, 1992. Pengantar Kimia . Pondokcina : Gunadarma.
Qimiya Farid, 2011. Teori Atom. Surabaya, Jawa Timur.
Rufiati Etna, 2011. Perbedaan antara atom, molekul, dan ion.Surabaya, Jawa Timur.
Ulya Minhatul, 2012. UNESA Journal of Chemistry Vol. 1, No. 1, May 2012. Surabaya.
Wahyunigtyas Elok, 2010. Journal Aplikasi Flash Lite Untuk Pembelajaran Kimia (Materi :
Ikatan Kimia & Struktur Atom). Surabaya.
