HUKUM DASAR KIMIA DAN PERHITUNGAN PERHITU NGAN KIMIA
Mata Pelajaran : Kimia Kelas : X (Sepuluh) Nomor Mo Modul : Kim.X.06
Pen enul ulis is : Do Dorth rthyy Har Haria iand ndja ja,, S.P S.Pd. d. Pen enyu yunt ntin ing g Ma Mate teri ri : Dr Drs. s. Da Dars rsef ef,, M.S M.Sii Pen enyu yunt ntin ing g Me Medi diaa : Dr Drs. s. Pu Purwa rwant nto, o, M. M.Pd Pd..
DAFTAR ISI
IDENTITAS DAFTAR ISI PENDAHULUAN
Kegiatan Belajar 1:
HUKUM DASAR ILMU KIMIA .. .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .. 5 Tujuan Tuj uan Pembe Pembela lajar jaran an Khusus Khusus ...... ......... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... 5 Uraian Ura ian Mat Materi eri ... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ..... 5 1. Hu Huku kum m Keke Kekeka kala lan n Mass Massaa .. .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... 5 2. Hu Hukum kum Per Perban bandin dingan gan Tet Tetap ap (H (Huku ukum m Lav Lavois oisie ier) r) ... ...... ...... ...... ...... ..... .. 7 3. Huku Hukum m Perb Perbandin andingan gan Berga Berganda nda (Huku (Hukum m Dalt Dalton) on) ..... ........... ......... ... 10 4. Huku Hukum m Perba Perbanding ndingan an Volu Volum m (Huku (Hukum m Gay Lussa Lussac) c) ...... .......... .... 10 TUGAS TUG AS KE KEGIA GIATAN TAN 1 ... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ... 14
Kegiatan Belajar 2:
PERHITUNGAN KIMIA (STOIKIOMETRI) .. .... ...... .... .... .... .... .... .... .... Tujuan Tujua n Pembel Pembelajara ajaran n Khusus Khusus ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... ........ ... Uraian Urai an Mate Materi ri ...... ........... .......... ........... ........... ........... ............ ........... .......... ........... ........... ........... ............ .......... .... 1. Penentu Penentuan an Volum Volum Gas Gas Pereaks Pereaksii dan Hasi Hasill Reaksi....... Reaksi............ .......... ..... 2. Mas Massa sa Atom Atom Rel Relati atiff dan dan Massa Massa Mol Moleku ekull Relat Relatif if ... ...... ...... ...... ...... ..... .. 3. Konsep Mol dan Tatapan Avogadro................... Avogadro....................................... .................... TUGAS TUG AS KE KEGIA GIATAN TAN 2 ... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...... ...
17 17 17 17 20 22 45
........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ......... .... 49 PENUTUP ..... KUNCI TUGAS ...... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... ....... .. 50 DAFTAR PUSTAKA ..... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ........... .......... ........... ............ ........... .......... ........... ........... .......... ........... ......... ... 52
PENDAHULUAN
Selamat… Anda telah mencapai modul yang ke-enam. Pada modul ini Anda akan mempelajari tentang t entang “ Hukum Dasar Kimia dan Perhitungan Perhit ungan Kimia “. Namun sebelum mempelajari modul ini, Anda sebaiknya mengingat kembali modul kelima, karena modul ini, erat hubungannya dengan modul tersebut. Materi yang akan dibahas dalam modul ini adalah, Hukum Lavoisier, Hukum Proust, Proust , Hukum Dalton, Hukum Gay Lussac, Hukum Avogadro dan Perhitungan Kimia. Karena materi yang ada pada modul ini sangat banyak, maka modul ini dibagi atas dua kegiatan. Kegiatan ke-1 membahas tentang tent ang Hukun Dasar Kimia dan kegiatan ke2 membahas tentang Perhitungan Kimia. Untuk memudahkan Anda memahami modul ini, bacalah setiap kegiatan baik-baik, dan jika ada tugas latihan dan tes, harus Anda kerjakan seluruhnya. Modul ini sangat sarat dengan perhitungan ( angka-angka ). Jadi Anda perlu memperhatika memperhatikan n contohcontoh soal dengan teliti. Dan hitungan-hitungan yang ada dalam modul ini merupakan dasar dari hitungan kimia di modul-modul berikutnya. Untuk mempelajari modul ini dibutuhkan waktu 26 x 45 menit. Mudah-mudahan dengan mengikuti semua petunjuk dalam modul ini, Anda dapat memahaminya dengan baik, dan jangan lupa, jika Anda mendapatkan kesulitan, coba tanyakan pada Guru Bina. Selamat belajar, Semoga Anda sukses…
Kegiatan Belajar 1
HUKUM DASAR ILMU KIMIA Setelah mempelajari modul ini, Anda diharapkan dapat: 1. Membu Membuktikan ktikan berda berdasarak sarakan an percobaa percobaan, n, bahwa bahwa massa massa zat, zat, sebelum sebelum dan dan sesudah reaksi, tetap (hukum kekekalan massa atau (Hukum Lavoisier). Lavoisier) . 2. Memb Membuktik uktikan an berdasa berdasarkan rkan percob percobaan aan dan dan menafsirka menafsirkan n data tentan tentang g massa dua unsur yang bersenyawa (Hukum Proust). 3. Memb Membuktik uktikan an berlakunya berlakunya hukum hukum kelipatan kelipatan perband perbandinga ingan n (Hukum Dalton), Dalton), pada pada beberapa senyawa. 4. Meng Mengguna gunakan kan data percob percobaan aan untuk untuk membuktika membuktikan n hukum perband perbandinga ingan n volume (Hukum Gay Lussac).
1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) Pernahkah Anda memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udara terbuka, terbu ka, dan dan pada suatu suatu waktu waktu kita kita akan akan menemuka menemukan, n, bahw ba hwaa be besi si it u telah berubah menjadi karat besi. Jika kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan, ternyata massa karat besi lebih besar . Benarkah demikian? Anda yang sering melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalah sejumlah sisa pembakaran berupa berup a abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, maka massa abu akan lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian? Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam suatu reaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi. Pada pelajaran /modul yang lalu, Anda telah t elah menerapkan Hukum kekkalan massa, dalam menyetarakan persamaan reaksi, artinya massa zat sebelum reaksi sama dengan massa sesudah reaksi. Untuk memahami hukum kekekalan massa, Anda dapat melakukan percobaan perorangan, atau kelompok di rumah atau di sekolah induk (jika memungkinka memungkinkan). n).
5
UJI KOMPETENSI Massa Zat Sebelum Dan Sesudah Pembakaran TUJUAN: Membuktikan hubungan massa zat-zat, sebelum dan sesudah reaksi. Alat dan bahan yang dibutuhkan: - Botol transparan dengan tutupnya 1 buah - Kaca pembesar 1 buah - Neraca 1 buah - Ke Kert rtas as seh sehel elai ai (dik (diker erin ingk gkan an leb lebih ih dah dahul ulu) u).. CARA KERJA: 1. Masu Masukkan kkan secar secarik ik kertas kertas putih ke dalam dalam botol botol bersih bersih dan kering, kering, lalu lalu tutuplah tutuplah dengan rapat. 2. Timba Timbangla nglah h botol yang yang berisi berisi kertas putih putih itu dengan dengan neraca, neraca, kemudia kemudian n catat massanya. 3. Bawa botol botol yang yang berisi berisi kertas kertas putih putih tersebut tersebut ke terik terik matahari matahari dan dan fokuskan fokuskan sinar matahari pada kertas dalam botol, dengan menggunakan kaca pembesar, sehingga kertas dalam botol terbakar. 4. Anda catat catat apa apa yang terjadi terjadi,, setelah setelah kertas kertas putih putih dalam dalam botol botol terbakar, terbakar, dan timbang kembali, setelah kertas putih terbakar. 5. Band Bandingk ingkan an massany massanyaa sebelum sebelum dan dan sesudah sesudah pemba pembakara karan.. n.. LEMBAR PENGAMATAN
PEREAKSI / SEBELUM TERBAKAR Zat
Warna
Wujud
Massa sebelum reaksi
Kertas Udara HASIL REAKSI / SETELAH TERBAKAR Zat Arang
6
Warna
Wujud
Massa sesudah reaksi
PERSAMAAN REAKSI: C6 H12 O6 + ................... kertas gas oksigen
→
..................... arang / karbon
+
.................... uap air
KESIMPULAN: Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah ......(sama/tidak ...... (sama/tidak sama).
2. Hukum Perba Perbandinga ndingan n Tetap Tetap (Hukum (Hukum Proust) Proust) Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa. Dan Anda telah mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih sebagai contoh, air (H 2O). Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan Oksigen. Seperti Anda ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Bagaimana kita mengetahui massa unsur hidrogen dan oksigen yang terdapat dalam air? Pada tahun 1799, seorang ahli kimia Perancis, yang bernama Joseph Louis Proust (1754–1826), mencoba menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk membentuk membent uk air. Tabel 06.1 Hasil Eksperimen Proust Massa hidrogen yang direaksikan (g r am )
Massa oksigen yang direaksikan (gram)
Massa air yang terbentuk (g ram )
Sisa hidrogen atau oksigen (g ra m)
1
8
9
–
2
8
9
1 gram hidrogen
1
9
9
1 gram oksigen
2
16
18
–
Dari tabel di atas terlihat, bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8 gram oksigen, menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya banyaknya air yang terbentuk. Dari percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan, Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi: “Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa selalu tetap” 7
Pahamkah Anda? Anda perhatikan contoh di bawah ini! Contoh: Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk? Jawab: Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8. Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40. Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yang diperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram. Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak ( 40 – 32 ) gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gram oksigen? Tentu saja 36 gram. H2 Ditulis sebagai Perbandingan Massa 1 gram : Jika awal reaksi 4 gram Yang bereaksi 4 gram Oksigen bersisa = 8 gram.
+
O2 8 gram 40 gram 32 gram
H2O 9 gram ….. gram? 36 gram
Bagaimana pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!
LATIHAN Bila logam magnesium dibakar dengan gas oksigen akan diperoleh senyawa Magnesium oksida. Hasil percobaan tertera pada tabel berikut. Tabel 06.2 Reaksi Magnesium dengan Oksigen.
8
Massa Magnesium (gram)
Massa oksigen ( g ram )
Massa Magnesium oksida (gram)
Unsur yang bersisa
45 12 6 45
8 40 20 16
20 20 10 40
33 gram Mg 12 gram O 36 gram O 21 gram Mg
1 Apakah Apakah data di atas atas menu menunjuk njukkan kan berla berlakuny kunyaa hukum hukum perb perbandi andingan ngan tetap (Proust)? Jika berlaku, berapa perbandingan massa magnesium dan oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida? 2 Dala Dalam m senya senyawa wa AB dike diketahu tahuii perba perbandin ndingan gan mass massaa A : mass massaa B = 2 : 1. Jika terdapat 60 gram senyawa AB, tentukan massa masing-masing unsur dalam senyawa tersebut! 3 Perb Perbandin andingnan gnan,, massa massa Fe : massa massa S = 7 : 4, 4, untuk untuk memb membentu entuk k seny senyawa awa besi sulfida. Bila 30 gram besi (Fe) dan 4 gram belerang (S) dibentuk menjadi senyawa besi sulfida, berapa gram massa besi sulfida (FeS) yang dapat terjadi?
Jika Anda sudah mengerjakannya, cocokanlah dengan jawaban berikut.
1. Data di atas sesuai sesuai dengan dengan Hukum Hukum perbandinga perbandingan n tetap karena dari data 1, 2, 3, 3, 4, perbandingan massa Magnesium : massa Oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida selalu 12 : 8 atau 3 : 2 2. Pe Perba rband nding ingan an mas massa sa A : mas massa sa B = 2 : 1
→ 2
3
jumlah perbandinga perbandingan n = 3. Untuk membentuk senyawa AB
Jumlah senyawa AB = 60 gram Maka Ma ka,, ma massa ssa A dala dalam m senya senyawa wa terse tersebut but = massa B dalam senyawa tersebut =
x 60 = 40 gram 1 3
x 60 = 20 gram
3. Pe Perba rband nding ingan an mass massaa Fe : mas massa sa S = 7 : 4 Bila semua unsur Fe habis, maka S diperlukan =
4 7
x 30 = 17,1 gram
Hal ini tidak mungkin, sebab hanya tersedia 4 gram S. Jadi yang habis membentuk senyawa adalah unsur S, seberat 4 gram. Maka Ma ka,, Fe yan yang g dipe diperl rluk ukan an =
7 4
x 4 gram = 7 gram
Massaa FeS yan Mass yang g terjadi terjadi = 7 gram + 4 gram = 11 gram Besi (Fe) yang tersisa = ( 30 – 7 ) gram = 23 gram Bagaimana jawaban Anda? Mudah-mudahan benar ya…
9
3. Hukum Perb Perbanding andingan an Bergan Berganda da (Hukum (Hukum Dalton Dalton)) Komposisi kimia ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air, dua unsur bergabung masing-masing menyumbangkan sejumlah atom tertentu untuk membentuk suatu senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan berbeda-beda. MIsalnya, belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO 2 dan SO3. Dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2. Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum Perbandingan Berganda yang bunyinya: “Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan merupaka n bilangan bulat dan sederhana”
Contoh:
Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N 2O, NO, N2O3, dan N2O4 dengan komposisi massa terlihat pada tabel berikut.
Tabel 06.3 Perbandingan Nitrogen dan oksigen dalam senyawanya. Senyawa
Massa Nitrogen ( g r am )
Massa Oksigen (gram)
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 bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7 gram, maka perbandingan massa oksigen dalam: N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau 1 : 2 : 3 : 4 Pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!
10
LATIHAN
1. Komposisi Komposisi dua dua sample sample A dan B setelah setelah dianalisa dianalisa ternyata hanya mengandung atom karbon dan oksigen. Hasil analisa dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 06.4. Perbandingan massa karbon : oksigen.
Unsur
Massa da dala lam m sa sampel A (gram)
Massa da dalam sa sampel B (gram)
Karbon Oksigen
16,56 44,18
6,63 8,84
a. Apakah Apakah kedua kedua sampe sampell merupaka merupakan n senyawa senyawa yang sama sama?? Atau keduanya berbeda? b. Apak Apakah ah data terse tersebut but menduk mendukung ung hukum hukum perban perbandinga dingan n tetap tetap atau hukum perbandingan berganda?
Cocokkan dengan jawaban berikuit!
a. Tidak sama b. Ya, menduku mendukung ng hukum hukum perbanding perbandingan an berganda berganda karena karena perban perbanding dingan an massa massa : Karbon : Oksigen , pada senyawa I = 4 : 11 Karbon : Oksigen , pada senyawa II = 4 : 6 Bagaiman jawaban Anda? Tentunya benar bukan? Semoga Anda telah paham akan materi tersebut.
4. Hukum Perban Perbandinga dingan n Volume Volume (Gay (Gay Lusssa Lusssac) c) Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksi dengan gas Oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen dan Oksigen dalam reaksi tersebut tersebut adalah adalah tetap, yakni yakni 2 : 1. Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.
11
Berikut adalah contoh dari percobaan yang dilakukan
H H
+
H H H H
2H2(g)
+
O2(g)
2H2O(g)
2 mol H2
+
1 mol O2
2 mol H2O
2 vol H2
+
2 vol O2
2 vol H2O
Gambar 06.1 Percobaan Gay Lussac
Menurut Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas Oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen diperlukan 1 volume gas Oksigen, menghasilkan 2 volume uap air. “ Semua gas yang direaksik direaksikan an dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan rekanan yang sama atau (T.P) sama.” Untuk lebih memahami Hukum perbandingan volume, Anda perhatikan, data hasil percobaan berkenaan dengan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama. Data hasil percobaan adalah sebagai berikut : Tabel 06.5 Data Percobaan reaksi gas
No.
1. 2. 3. 4.
12
Volume gas yang bereaksi
Hasil Reaksi
Perbandingan Volume
Hidrogen + Oksigen 1L + 0,5 L Nitrogen + Hidrogen 2L + 6L Hidrogen + Kl Klor 1L + 1L Etilena + Hidrogen 1L + 1L
Uap air 1L Amonia 4L Hidrogen Klorida 2L Etana 1L
2 : 1 : 2 1 : 3 : 2 1 : 1 : 2 1 : 1 : 1
Berdasarkan data percobaan pada tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Data percobaan tersebut sesuai dengan Hukum perbandingan volume atau dikenal dengan Hukum Gay Lussac bahwa : “ Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume volu me gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat “ Nah… sekarang Anda telah selesai membahas Hukum-hukum Dasar Kimia yang meliputi Hukum kekalan massa, Hukum perbandingan tetap, Hukum kelipatan perbandingan dan Hukum perbandingan volume. Hukum Dasar Kimia ini akan diterapkan pada perhitungan kimia, oleh karena itu pahamilah dengan baik, materi ini untuk memudahk memudahkan an Anda dalam mempelajari topik berikutnya.
RANGKUMAN
Hukum Konservasi Massa “Massa zat sebelum reaksi adalah sama dengan massa zat hasil reaksi”
Hukum Perbandingan Tetap “Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa adalah tetap tidak tergantung pada asal usul senyawa tersebut”
Hukum Perbandingan Berganda “Bila dua unsur membentuk senyawa, massa-massa dari satu unsur yang bergabung dengan massa dari unsur lainnya merupakan perbandingan bilangan bulat terhadap satu dengan yang lainnya”
Hukum Perbandingan Volum “Pada suhu dan tekanan sama, volum gas yang bereaksi dan volum gas hasil reaksi merupakan perbandingan bilanganbilangan bulat”
Untuk mengukur apakah Anda benar-benar paham akan materi kegiatan belajar 1, Anda kerjakan tugas mandiri berikut! 13
TUGAS KEGIATAN 1 I. PILIHAN GANDA Petunjuk:: Pilihlah jawaban Petunjuk jawaban yang benar! 1. Massa Massa atom sebelu sebelum m dan sesudah sesudah reaksi reaksi adala adalah h sama, sama, dinyataka dinyatakan n oleh ….. a. Lavoisier b. Proust c. Avogadro d. Dalton e. Gay Lussac 2. Suatu contoh contoh hukum hukum perban perbandinga dingan n berganda berganda Dalton Dalton adalah adalah pembentu pembentukan kan pasangan senyawa … a. H2O dan HCl b. CH4 dan CCl4 c. SO2 dan SO3 d. CO2 dan NO2 e. NH3 dan PH3 3. Perbandi Perbandingan ngan massa massa atom atom dalam suatu suatu senyawa senyawa adalah adalah tetap. tetap. Pernyataa Pernyataan n ini dikemukakan oleh… a. Lavoisier b. Avogadro c. Proust d. Dalton e. Gay Lussac 4. Unsur Unsur N dan dan O dapat dapat membe membentuk ntuk sen senyawa yawa NO dan dan NO 2. Pada massa Oksigen yang sama, maka perbandingan massa unsur N pada kedua senyawa tersebut memiliki perbanding perbandingan an … ( Ar N = 4 : O = 16 ) a. 1 : 2 b. 2 : 3 c. 3 : 2 d. 2 : 1 e. 1 : 3
14
5. Di Dike keta tahu huii re reak aksi si : 2 C (s) + O2 (g)
→
2 CO (g)
Massa atom C
Massa atom O
6 gram 10,5 gram 15 gram
8 gram 14 gram 20 gram
Perbandingan massa unsur C dan massa unsur O dalam senyawa CO adalah … a. 2 : 3 b. 3 : 2 c. 2 : 4 d. 3 : 4 e. 4 : 3
→
6. Jika 35 35 gram besi besi bereaksi bereaksi dengan dengan Belera Belerang ng menghas menghasilkan ilkan 55 55 gram besi besi (II) Belerang, menurut menurut Hukum Hukum Proust, berat belerang belerang ( Fe : S = 7 : 4 ) sebanyak…. sebanyak…. a. 20 gram b. 35 gram c. 55 gram d. 75 gram e. 90 gram 7. Volume Volume gas-gas gas-gas yang yang bereaksi bereaksi dengan dengan volume volume gas-ga gas-gass hasil reaksi, reaksi, jika jika diukur diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Pernyataan tersebut dikemukakan oleh… a. Avogadro b. Lavoisier c. Proust d. Gay Lussac e. Dalton 8. Pers Persam amaa aan n re reak aksi si : a C2H6 (g) + b O2 (g) 14 c CO2 (g) + d H2O (g) akan memenuhi Hukum Lavoisier, Lavoisier, jika a, b, c, dan d berturut-turut…. a. 2, 4, 7, 6 b. 2, 7, 4, 6 c. 2, 6, 7, 4 d. 2, 4, 6, 7 e. 2, 6, 4, 7 15
9. Perbandi Perbandingan ngan H : O = 1 : 8 , dala dalam m sen senyawa yawa air. Jika H 2O sebanyak 45 gram, maka gram Hidrogen dan gram Oksigen adalah sebanyak…. a. 45 dan 5 b. 40 dan 5 c. 5 dan 8 d. 5 dan 9 e. 5 dan 40 10. Berdasarkan Berdasarkan persamaam persamaam reaksi reaksi ( pada t,p ) sama : MnO2 + HCl 14 MnCl2 + H2O + Cl2 Maka perbandingan volumenya adalah…. a. 1, 2, 1, 4, 1 b. 1, 4, 1, 2, 1 c. 2, 1, 4, 1, 1 d. 1, 4, 1, 1, 2 e. 2, 1, 1, 4, 1
II. ESSAY 1. a. Bagaiman Bagaimanaa bunyi bunyi Huku Hukum m perba perbandin ndingan gan berg berganda anda dari Dalto Dalton n b. Baga Bagaimana imana perb perbandi andingan ngan mass massaa O dalam dalam senyawa senyawa CO CO dan CO CO 2. (dengan massa C yang sama atau tetap) 2. Diketa Diketahui hui pe persa rsamaa maan n rea reaksi ksi N2 (g) + H2 (g) NH3 (g) Jika volume gas H 2 sebanyak 60 ml, pada (t,p) sama, tentukan t entukan : a. Volume ga gas N2 dan NH3 b. Per Perban bandin dinga gan n volu volume me ant antara ara N 2 : H2 : NH3 c. Ap Apaka akah h berl berlak aku u Huku Hukum m Gay Gay Luss Lussac ac?? Jika Anda telah menyelesaikan soal-soal tersebut, coba Anda cocokkan dengan kunci jawaban yang ada pada akhir modul ini. Jangan lupa hitung skor yang Anda dapatkan. Mudah-mudahan skor Anda e” 7,5 , sehingga Anda boleh melanjutkan ke kegiatan 2.
16
Kegiatan Belajar 2
PERHITUNGAN KIMIA (STOIKIOMETRI)
3. 4. 5. 6.
Setelah mempelajari modul ini, Anda diharapkan dapat : 1. Menghitung volume gas pereaksi pereaksi atau atau hasil hasil reaksi berdasarka berdasarkan n hukum hukum Gay Lussac. 2. Mene Menemuka mukan n hubungan hubungan antara antara volum volumee gas dengan dengan jumlah jumlah moleku molekulnya lnya yang dukur pada suhu dan tekanan yang sama. (Hukum Avogadro). Menjelas Menj elaskan kan penge pengertian rtian mol sebag sebagai ai satuan satuan jumla jumlah h zat. zat. Mengkonv Meng konversik ersikan an jumlah jumlah mol dengan dengan jumlah jumlah partike partikel, l, massa, massa, dan volume volume zat. zat. Menentuk Mene ntukan an rumus rumus empiris, empiris, rumus rumus molekul, molekul, dan air air kristal kristal serta kadar kadar zat. menentuka mene ntukan n pereaksi pereaksi pembatas pembatas dalam dalam suatu reaksi reaksi yang didasa didasarkan rkan pada pada langkahlangkahlangkah perhitungan kimia sederhana sederhana..
Hukum-hukum Dasar Kimia, yang baru saja Anda pelajari akan Anda terapkan dalam perhitungan kimia. Melalui perhitungan kimia, Anda dapat menghitung jumlah zat-zat yang bereaksi dan hasil reaksi.
1. Pene Penentuan ntuan Volume Volume Gas Gas Pereaks Pereaksii dan Hasil Hasil Reaksi Reaksi Sebagaimana telah Anda pelajari, pada bahasan mengenai Hukum perbandingan volume, yang menyatakan bahwa : volume gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sam (t,p), merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana (Hukum Gay Lussac). Penemuan ini digunakan oleh Amadeo Avogadro untuk mengajukan hipotesisnya yang terkenal dan disebut hipotesis Avogadro. Menurut Avogadro: “Gas-gas yang volumenya sama, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan memiliki jumlah molekul yang sama pula”
17
Gambar 06.2
Ilustrasi percobaan Avogadro
Ternyata perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi gas-gas tersebut. Hal ini berarti bahwa, jika volume salah satu gas diketahui, maka volume gas yang lain dapat ditentukan dengan cara membandingkan koefisien reaksinya. Contohnya:
Pada reaksi pembentukkan uap air. 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)
Jika volume gas H 2 yang diukur pada suhu 25 o C dan tekanan 1 atm adalah 10 liter, maka volume gas O 2 dan H2O pada tekanan dan suhu yang sama dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut : Volume H2 : Volume O2 = Koefisien H2 : Koefisien O2
Volume O2 =
Volume O2 =
1 2
x 10 L = 5 Liter
Coba Anda tentukan volume H 2O Jawab :
Volume H2O =
18
2 2
x 10 L = 10 Liter
x volume H2
LATIHAN
1. Tuliskan Tuliskan persamaan persamaan reaksi yang menunju menunjukkan kkan bahwa perban perbandingan dingan volume gas Nitrogen (N 2), gas Hidrogen (H 2) yang bereaksi dengan Amonia (NH 3) yang dihasilkan adalah : 1 : 3 : 2 2. Gas Met Metaana (C (CH4) terbakar di udara menurut reaksi : CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) Jika gas Metana yang terbakar (pada suhu dan tekanan yang sama) sebanyak 1 liter : a. Berapa liter O2 yang diperlukan? b. Berapa liter uap air dan dan gas CO CO2 yang dihasilkan?
Coba cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut.
1. Perb Perban andi ding ngan an vo volu lume me : gas N2 : gas H2 : gas NH3 = 1 : 3 : 2 → 2
1
Persamaan reaksinya : N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) 2. Pers Persam amaa aan n rea reaks ksii : CH4 (g) + 2 O2 (g) Volume CH4 = 1 liter
CO2 (g) + 2 H2O (g)
Maka : a. Volume O2
=
x 1 L = 2 L
b. Volume H2O =
2 1
x1L = 2L
c. Volume CO2 =
1 1
x1L = 1L
19
2. Mass Massa a Atom Atom Relatif Relatif dan dan Massa Massa Moleku Molekull Relatif Relatif Dalam struktur atom, Anda telah mempelajari bahwa atom, sangatlah kecil, oleh karena itu tak mungkin kita menimbang atom dengan menggunakan menggunakan neraca.
“ Berdasarkan perhitungan para ahli, satu atom Hidrogen memiliki massa 1,67 x 10 -27 Kg “
Untuk membandingkan massa atom yang berbeda-beda, para ahli menggunakan skala massa atom relatif dengan lambang “ Ar “ Para ahli juga menggunakan isotop karbon C-12, sebagai standar dengan massa atom relatif sebesar 12. Contohnya : Massa atom rata-rata Oksigen 1,33 kali lebih besar dari pada massa atom karbon - 12. Maka : Ar O = 1,33 x Ar C-12 = 1,33 x 12 = 15,96
Dengan ditetapkannya massa atom relatif karbon – 12 sebesar 12,000 , maka satuan massa atom relatif adalah :
1 12
x massa atom C-12
Massa atom relatif suatu unsur menunjukkan berapa kali lebih besar massa atom unsur itu dibandingkan terhadap
Ar X
=
1 12
x massa atom C-12 atau ….
massa atom rata - rata unsur X 1 x massa atom karbon - 12 12
Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massa molekul relatif relati f adalah perbandingan massa molekul unsur atau senyawa terhadap 1 12
x massa atom C-12. Mr (unsur)
=
massa molekul unsur 1 x massa atom karbon - 12 12
massa molekul senyawa
Mr (senyawa)
20
=
1 x massa atom karbon - 12 12
Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan Ar dari atomatom pembentuk molekul tersebut.
Mr = ∑ Ar
Contoh Soal : Diketahui massa atom relatif (Ar) beberapa unsur sebagai sebagai berikut : Ca = 40 O = 16 H = 1 Tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa Ca(OH)2 Penyelesaian : Satu molekul Ca(OH) 2 mengandung 1 atom Ca, 2 atom O, dan 2 atom H Mr Ca(OH)2 = Ar Ca + ( 2 Ar O ) + ( 2 Ar H ) = 40 + ( 2 x 16 ) + ( 2 x 1 ) = 40 + 32 + 2 = 74
Jika Anda telah paham, coba kerjakan latihan berikut.
LATIHAN
1. Dike Diketa tahu huii Ar Ar Al Al = 27 27 S = 32 O = 16 Tentukan massa molekul molekul relatif (Mr) senyawa senyawa Al 2(SO4)3 2. Dike Diketa tahu huii Ar Ar Cu Cu = 63 63,5 ,5 S = 32 O = 16 H = 1 Tentukan massa molekul CuSO 4 . 5 H2O
21
Jika Anda telah menyelesaikan soal tersebut, cocokkan dengan jawaban berikut.
1. Sat atu u mole lek kul Al2(SO4)3 mengandung 2 atom Al 3 atom S dan 12 atom O Mr Al2(SO4)3 = ( 2 x Ar Al ) + ( 3 x Ar S ) + ( 12 x Ar O ) = ( 2 x 27 ) + ( 3 x 32 ) + ( 12 x 16 ) = 342 2. Sa Satu tu mo mole leku kull CuS CuSO O4 . 5 H2O me men ngan and dung ng::
Mr CuSO4. 5 H2O = = = =
1 ato tom m Cu 1 atom S 10 atom H 9 atom O ( 1 x Ar Cu ) + ( 1 x Ar S ) + ( 10 x Ar H ) + (9 x Ar O) ( 1 x 63,5 ) + ( 1 x 32 ) + ( 10 x 1 ) + ( 9 x 16 ) 63,5 + 32 + 10 + 144 249,5
Benarkah jawaban Anda? Semoga ya….
3. Konse Konsep p Mol Mol dan dan Tetapa Tetapan n Avoga Avogadro dro Apabila kita mereaksikan satu atom Karbon (C) dengan satu molekul Oksigen (O2), maka akan terbentuk satu molekul CO 2. Tetapi sebenarnya yang kita reaksikan bukan satu atom Karbon dengan satu molekul Oksigen, Oksi gen, melainkan sejumlah besar atom Karbon dan sejumlah besar molekul Oksigen. Oleh karena itu jumlah atom atau jumlah molekul yamg bereaksi begitu besarnya, maka untuk menyatakannya, para ahli kimia menggunakan “ mol “ sebagai satuan jumlah partikel (molekul, atom, atau ion). Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak atom yang terdapat dalam 12,000 gram atom Karbon - 12. Jadi dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 10 23 partikel. Nilai 6,022 x 10 23 partikel/mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N. Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat kita analogikan sebagai “ lusin “. Jika lusin menyatakan jumlah 12 buah, maka mol menyatakan jumlah 6,022 x 10 23 partikel zat.
22
Kata partikel pada NaCl, H 2O, N2 dapat dinyatakan dengan ion dan molekul, sedangkan pada unsur seperti Zn, C, Al dapat dinyatakan dengan atom. Perhatikan tabel berikut. Tabel 06.6 Jumlah partikel dalam beberapa zat.
Nama
Rumus
Jumlah
Jenis Partikel
Jumlah Partikel
Seng Aluminium Natrium Klorida Air
Zn Al NaCl H2O
1 mol 1 mol 1 mol 1 mol
atom atom ion molekul
1 x (6,022x10 23) atom 1 x (6,022x1023) atom 1 x (6,022x10 23) molekul 1 x (6,022x1023) molekul
Rumus kimia suatu senyawa menunjukkan perbandingan jumlah atom yang ada dalam senyawa tersebut. Tabel 06.7 Perbandinga Perbandingan n atom-atom dalam H 2SO4
Jumlah H2SO4
Jumlah atom H
Jumlah atom S
Jumlah atom O
1
2
1
4
1 mol
2 mol
1 mol
4 mol
1 x (6,022x1023)
2 x (6,022x1023)
1 x (6,022x1023)
4 x (6,022x1023)
6,022 x 10 23
1,204 x 10 24
11 mol6,022 x 10
23
44 mol2,408 x 10 24
1 mol zat mengandung 6,022 x 10 23 partikel
Pahamkah Anda? Anda perhatikan contoh berikut. Contoh: Satu molekul air (H2O) terdapat 6,022 x 10 23 molekul H2O. Ada berapa atom dalam 1 mol air tersebut? Jawab : Satu molekul air (H2O) tersusun oleh 2 atom H dan 1 atom O. Jadi 1 molekul air tersusun oleh 3 atom. 1 mol H2O mengandung 6,022 x 10 23 molekul atau 3 x 6,022 x 10 23 atom = 1,806 x 10 24 atom 23
MASSA MOLAR (M) Massa satu mol zat dinamakan massa molar (lambang M). Besarnya massa molar zat adalah massa atom relatif atau massa molekul relatif zat yang dinyatakan dalam satuan gram.
Perhatikan contoh pada tabel berikut : Tabel 06.8 Massa molar beberapa zat
Nama Zat
Rumus
Ar atau Mr
Massa Molar
Besi Air Garam Dapur Karbon
Fe H2O NaCl C
Ar = 56 Mr = 18 Mr = 53,5 Ar = 12
56 g/mol 18 g/mol 53,5 g/mol 12 g/mol
Massa suatu zat merupakan perkalian massa molarnya (g/mol) dengan mol zat tersebut (n). Massa = M x n
Perhatikan contoh berikut. Contoh: 1. Jik Jikaa dike diketah tahui ui Ar Ar H = 1 ; Ar Ar O = 16 Berapa massa 2 mol H 2O?
Jawab : Mr H2O = ( 2 . Ar H ) + ( 1 . Ar O ) = ( 2 x 1 ) + ( 1 x 16 ) = 18 Massa molar H 2O = 18 g/mol Jadi massa 2 mol H 2O = 2 mol x 18 g/m g/mol ol = 36 gram
24
2. Jika Jika di dike keta tahu huii Ar Ar C = 12 ; Ar Ar O = 16 Berapakah jumlah mol dari 11 gram CO 2 Jawab : Mr CO2 = ( 1 x Ar C ) + ( 2 x Ar O ) = ( 1 x 12 ) + ( 2 x 16 ) = 44 Massa molar CO2 = 44 g/mol Massa
= M.n
n =
=
11 g 44 g/mol
= 0,25 mol
Apakah Anda telah paham? Coba kerjakan latihan berikut!
LATIHAN Jika diketahui:
Ar A All = 27 27 Ar S = 32 Ar O = 16
Ditanya : a. Be Bera rapa pa ma mass ssaa 0,5 0,5 mo moll Al Al 2(SO4)3? b. Be Berap rapaa jumla jumlah h mol mol dari dari 684 684 gram gram Al2(SO4)3? → massa
Sudah Anda kerjakan? Cocokkan dengan berikut!
M
Mr Al2(SO4)3 = ( 2 x 27 ) + ( 3 x 32 ) + ( 12 x 16 ) = 342 Massa molar Al2(SO4)3 = 342 g/mol a. Mass Massaa 0,5 mol = M x n = 342 g/mo g/moll x o,5 mol = 171 gram b. n =
massa M
=
648g 342 g/mol
= 2 mol
Jadi hubungan mol suatu zat dengan massanya dapat dinyatakan sebagai berikut.
Gambar Diagram mol – massa
25
VOLUME MOLAR ( Vm ) “ Volume satu mol zat dalam wujud gas dinamakan volume molar (dengan lambang, Vm) zat tersebut”.
Berapakah volume molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentu gas pada suhu dan tekanan tertentu? Dengan mengandaikan gas yang akan kita ukur bersifat ideal, maka persamaan yang menghubungkan jumlah mol (n) gas, tekanan, suhu dan volume, adalah: P.V = n . R . T Dimana:
P V n R T
= = = = =
tekana teka nan n (s (sat atua uan n at atmo mosf sfir ir,, at atm) m) volu vo lume me (s (sat atua uan n lit liter er,, L) jumlah mol gas tetap tet apan an gas ( 0,0 0,0820 8205 5 L atm atm/mo /mol. l. K ) suhu mutlak ( oC + 273,15K ) suh
P.V = n . R . T Jika
Vm =
n R P T
= = = =
→
V =
1 mol 0,08205 L atm/mol. oK 1 atm, dan 273 oK
1 mol x 0,08205 L atm/mol k x 273 K 1 atm
Vm = 22,4 L Menurut hukum Avogadro: “ Setiap gas yang volumenya sama, bila bi la diukur pada suhu dan tekanan sama akan mengandung jumlah partikel yang sama”. Hal ini juga berarti bahwa: “ Setiap gas yang mengandung jumlah pertikel yang sama, pada suhu dan tekanan yang sama akan memiliki volume yang sama pula”.
26
Pada keadaan standar (STP atau Standard, Temperatur and Pressure yaitu suhu 0oC, Tekanan 1 atm); volume sejumlah gas tertentu dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: V = n x 22,4 L Anda perhatikan contoh soal berikut! Contoh: 1. Hit Hitung ung vol volume ume mo molek lekul ul ga gass CH CH 4 pada keadaan STP! Jawab: 23
3,01 x 10 molekul gas CH 4 =
3,01 x 10
23
6,02 x 10 23
= 0,5 mol
0,5 0, 5 mol gas
= 0,5 0,5 mol x 22,4 22,4 L/m L/mol ol = 11,2 L Jadi volume gas CH 4 tersebut = 11,2 L 2. Berap Berapaa Lite Literr volum volumee 17 gra gram m gas gas H2S pada keadaan STP? Diketahui Ar H = 1 ; S = 32 Jawab: Mr H2S = ( 2 x 1 ) + ( 1 x 32 ) = 34 Mol H2S =
gram Mr
=
17 34
= 0,5 mol
Volume H2S = n x Vm = 0,5 mol x 22,4 L/mol = 11,2 L 3. Bera Berapa pa mo moll gas gas met metan anaa (CH (CH4) pada keadaan standar, jika volumenya = 5,6 Liter? Jawab: Mol CH4 =
gram Vm
=
5,6 L 22,4 L/mol
= 0,25 mol
4. Berap Berapaa liter liter volum volumen en 6 gram gram gas gas NO NO (Mr = 30) 30),, jika diukur pada suhu 27 oC dan tekanan 1 atm? Jawab: Mol NO =
gram Mr
=
6 30
= 0,2 → n = 0,2
P = 1 atm R = 0.082 T = 27 + 273 oK = 300 oK 27
P.V 1.V V V
= = = =
n . R .T 0,2 . 0,082 . 300 164 x 3 x 10-2 4,92 liter
GAS-GAS PADA SUHU, TEKANAN SAMA Menurut Avogadro: “ Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan volume sama, mengandung jumlah molekul yang sama, karena jumlah molekul sama, maka jumlah molnya pasti sama “. Jadi, “Pada suhu dan tekanan yang sama (TP sama), maka perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas”
Pada (TP)
Dimana:
n1 n2 V1 V2
= = = =
mol gas 1 mol gas 2 volume gas 1 volume gas 2
Contoh: Tentukan volume 22 gram gas CO 2, jika pada suhu dan tekanan yang sama, 8 gram gas SO 3 volumenya = 10 liter. Mr CO2 = 44, Mr SO3 = 80.
Jawab: Mol gas CO2 = Mol gas SO3 = Jadi,
28
22 44 8 80
= 0,5 = 0,1
n1 = 0,5, n2 = 0,1 V1 = ? V2 = 10 L
Karena suhu dan tekanan sama, perbandingan mol menunjukkan perbandingan volume gas. n n
1 2
=
V
1
V
→
2
Jadi V1 atau volume gas CO 2 =
0,5 x 10 L 0,1
= 50 L
Pahamkah Anda akan uraian di atas? Jika belum, ulangi kembali mempelajarinya….!
RUMUS MOLEKUL DAN KADAR UNSUR DALAM SENYAWA Perbandingan massa dan kadar unsur dalam suatu senyawa dapat ditentukan dari rumus molekulnya. Dimana,
% Unsur =
Jumlah atom x Ar unsur Mr
x100 %
Contoh : Berapakah kadar C dan N dalam urea (CO(NH 2)2)? Dimana, Ar C = 12 ; N = 4 ; O = 16 ; dan H = 1. 0,5 0,1
=
V
1
10 L
Jawab: 1 mol urea mengandung 1 atom C, 1 atom O, 2 atom N dan 4 atom H. Mr urea = 12 + 16 + 28 2 8 + 4 = 60 Kadar C = Kadar N =
12 60 28 60
x 100 % = 20 % x 100 % = 46,66 %
Pahamkah Anda? Coba kerjakan latihan beikut!
LATIHAN
1. Berapa persenkah kadar N dan S dalam senyawa ZA atau (NH 4)2SO4. Dimana Ar N = 14 ; S = 32 ; H = 1 dan O = 16.
29
Cocokkanlah dengan jawaban berikut ini! Dalam (NH4)2SO4 terdapat 2 atom N, 8 atom H, 1 atom S, dan 4 atom O. Mr (NH4)2SO4 = 28 + 8 + 32 + 64 = 132 %N = %S =
28 132 32 132
x 100 % = 20 % x 100 % = 20 %
Benarkah jawaban yang Anda kerjakan? Semoga ya. PENENTUAN 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 molekul.
“Rumus empiris, rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atomatom dari unsur-unsur yang menyusun senyawa”
Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun satu molekul senyawa. Contoh : Anda perhatikan pada tabel berikut. Tabel 06.9 Rumus molekul dan rumus empiris beberapa senyawa
30
Nama Senyawa
Rumus Molekul
Rumus Empiris
Air Glukosa Benzena Etilena Asetilena
H2O C6H12O6 C6H6 C2H4 C2H2
H2O C2H2O CH CH2 CH
Rumus Molekul = (Rumus Empiris)n Mr Rumus Molekul = n x (Mr Rumus Empiris)
n = bilangan bulat Untuk menentukan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa, dapat ditempuh dengan langkah berikut : 1. Cari massa massa (pers (persenta entase) se) tiap tiap unsur unsur peny penyusun usun seny senyawa awa 2. Ub Ubah ah ke sa satu tuan an mo moll 3. Perb Perbandi andingan ngan mol tiap tiap unsur unsur merup merupakan akan rumu rumuss empiris empiris 4. Un Untuk tuk menc mencari ari rumu rumuss moleku molekull denga dengan n cara cara : ( Rumus Empiris ) n = Mr → n dapat dihitung 5. Kemudian kalikan n yang diperoleh diperoleh dari dari hitungan, dengan rumus empiris. empiris. Contoh : 1. Sua Suatu tu senyaw senyawaa terdiri terdiri dari 43,7 43,7% % P dan dan 56,3% 56,3% O. Tentukan rumus empirisnya! (Ar P = 3 dan O = 16) Jawab : Misal massa senyawa = 100 gram Maka massa P dan O masing-masing 43,7 g dan 56,3 g
Perbandi Perb andingan ngan mol P : mol O =
:
56,3 16
= 1,41 : 3,52 = 1 : 2,5 = 2 : 5
80 43,7 40 31
Jadi rumus empirisnya P 2O5 2. Suatu Suatu senyawa senyawa terdiri terdiri dari dari 60% Karbon, Karbon, 5% Hidroge Hidrogen, n, dan sisany sisanyaa Nitrogen. Nitrogen. Jika Mr senyawa itu = 80 (Ar C = 12 ; H = 1 ; N = 14). Tentukan rumus empiris dan rumus molekul senyawa itu! Jawab : Persentase Nitrogen = 100% - ( 60% + 5% ) = 35% Misal massa senyawa = 100 gram Maka massa C : N : H = 60 : 35 : 5 Perbandingan mol C : mol H : mol N =
60 12
:
5 1
:
35 14
= 5 : 5 : 2,5 = 2 : 2 :1 Maka rumus empiris = C2H2N ( C2H2N )n = 80 ( 24 + 2 + 14 ) n = 80 ( 40 )n = 80 →
n =
= 2
Jadi rumus rumus molekul molekul senyawa senyawa tersebut = ( C 2H2N ) 2 = C4H4N2 31
Pahamkah Anda? Coba kerjakan latihan berikut. LATIHAN
1. Stirena adala adalah h komponen komponen penyu penyusun sun Polistiren Polistirena, a, mempuny mempunyai ai massa massa molekul relatif (Mr) sebesar 104. Jika diketahui rumus empirisnya (CH), maka tentukan rumus molekul Stirena! (Ar C = 12 ; H = 1) 2. Massa Massa molekul molekul relatif relatif suatu senya senyawa wa yang diana dianalisis lisis 58. 58. Jika senyawa senyawa itu terdiri dari 82,8% Karbon dan 17,2% Hidrogen, tentukan rumus molekulnya!
Jika Anda telah menyelesaikan soal tersebut, cocokkan cocokka n jawaban Anda dengan berikut!
1. Ja Jawa wab b:
Rumu Ru muss St Stir iren enaa Mr Sti Stiren renaa 104 10 4 104
= ( Ru Rumu muss em empi piri riss St Stire irena na ) n = n x (Mr CH CH)) = n x {( 1 x 12 ) + ( 1 x 1 )} = n x 13
n =
104 13
= 8
Jadi rumus molekul Stirena adalah ( CH ) 8 atau C8H8 2. Jawab :
Dalam 100 gram senyawa Perbandingan massa C : massa H = 82,8 g : 17,2 g Perbandingan Perbanding an mol C : mol H = = = =
82,8 12
:
17,7 1
6,9 : 17,2 1 : 2,5 2 : 5
Rumus empiris adalah C 2H5 ( C2H5 ) n = 58 ( 24 + 5 ) n = 58 → n =
= 2
Jadi rumus molekul senyawa ( C 2H5 ) 2 atau C4H10
32
MENENTUKAN RUMUS KIMIA HIDRA HIDR AT (AIR KRISTAL) Hidrat adalah senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H ( H 2O). Rumus kimia senyawa kristal padat sudah diketahui. Jadi pada dasarnya penentuan rumus hidrat adalah penentuan jumlah molekul molekul air kristal (H 2O) atau nilai x. Secara umum, rumus hidrat dapat ditulis sebagai : Rumus kimia senyawa kristal padat : x.H 2O Sebagai contoh garam Kalsium Sulfat, memiliki rumus kimia CaSO 4 . 2 H2O, artinya dalam setiap mol CaSO 4 terdapat 2 mol H 2O. Beberapa senyawa berhidrat/ berair kristal dapat Anda lihat pada tabel berikut. Tabel 06.10 Beberapa senyawa berhidrat
Nama Senyawa
3, 2 g 159,5 g / mol
Kalsium Sulfat Asam Oksalat Tembaga (II) Sulfat Natrium Sulfat Magnesium Sulfat 1,8 g : 18 g / mol Natrium Karbonat
Jumlah Molekul Air Kristal 2 2 5 5 7 10
Rumus Kimia CaSO4 . 2 H2O H2C2O4 . 2 H2O CuSO4 . 5 H2O Na2SO4 . 5 H2O MgSO 4 . 7H2O Na2CO3 . 10 H2O
Untuk jelasnya Anda simak contoh berikut! Contoh: 1. 5,0 gram gram hidrat hidrat dari Tembaga Tembaga (II) Sulfat Sulfat dipanaska dipanaskan n sampai sampai semua semua air kristalny kristalnyaa menguap. Jika massa Tembaga (II) Sulfat padat yang terbentuk 3,20 gram. Tentukan rumus hidrat tersebut! (Ar Cu = 63,5 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1)
Jawab : Langkah-langkah penentuan rumus hidrat : - Mi Misa salk lkan an rum rumus us hi hidr drat at ada adala lah h CuS CuSO O 4 . x H2O - Tuli liss pe pers rsam amaaan re reaaksi sin nya - Te Tent ntuk ukan an mol mol zat zat seb sebel elum um dan dan ses sesud udah ah rea reaks ksii - Hit Hitung ung nil nilai ai x, x, dengan dengan men menggu gguna nakan kan per perba bandi ndinga ngan n mol mol CuSO CuSO 4 : mol H2O CuSO4 . x H2O (s) → CuSO4 (s) + x H2O 5 gram 3,2 gram 1,8 gram
Perbandingan, mol CuSO 4 : mol H2O =
= 0.02 : 0,10 33
Perbandingan, mol CuSO 4 : mol H2O = 1 : 5 Jadi Rumus hidrat dari tembaga (II) sulfat adalah CuSO 4 . 5 H2O. 2. Bagaimana Bagaimanakah kah Rumus Rumus kimia kimia garam garam Barium Barium Klorida Klorida Berh Berhidrat idrat (BaCl (BaCl 2.x H2O) bila 12,2 gram garam tersebut dipanaskan menghasilakan zat yang tersisa sebanyak 10,4 gram. Ar Ba = 137 ; Cl = 35,5 ; O = 16 ; H = 1 Jawab Jaw ab:: Ba BaCl Cl2 . x H2O 12,2 gram
→
BaCl2
+
10,4 gram
x H2O (12,2 - 10,4) = 1,8 gram
Perbandingan, Perbandinga n, mol BaCl2 : mol H2O =
1,04
1,8 : 208 18
= 0,05 : 0,1 = 1 : 2 Jadi rumus kimia garam tersebut BaCl 2 . 2 H2O Pahamkah Anda? Coba Anda kerjakan latihan berikut. LATIHAN
Kadar air kristal dalam suatu hidrat dari Na 2CO3 adalah 14,5%. Tentukan rumus hidratnya! (Ar Na = 23 ; C = 12 ; O = 16 ; H = 1) Jika anda telah selesai membahasnya, cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut ini!
Misal: senyawa hidrat = 100 gram Na2CO3 . x H2O → Na2CO3 100% 85,5% = 100 gram = 85,5 gram
+
x H 2O 14,5% = 14,5 gram
Perbandingan, Perbandinga n, mol Na2CO3 : mol H2O = = 0,8 : 0,8 = 1 : 1 Jadi Rumus Rumus hidrat hidrat terse tersebut but Na2CO3 . H2O
34
HITUNGAN KIMIA Penentuan jumlah pereaksi dan hasil reaksi yang terlibat dalam reaksi harus diperhitungkan dalam satuan mol. Artinya, satuan-satuan yang diketahui harus diubah kedalam bentuk mol. Metode ini disebut metode pendekatan mol. Adapun langkah-langkah metode pendekatan mol tersebut dapat Anda simak dalam bagan berikut : 1. Tuliskan persamaan reaksi dari soal yang ditanyakan dan setarakan
2. Ubahlah semua satuan yang diketahui dari tiap-tiap zat ke dalam mol
3. Gunakanlah koefisien koefisien reaksi untuk menyeimbangkan banyaknya banyaknya mol zat reaktan dan produk
4. Ubahlah satuan mol dari zat yang ditanyakan ke dalam satuan yang ditanya (L atau gram atau partikel, dll)
Contoh: 1. Be Bera rapa pa gr gram am ai airr (H (H2O) yang dihasilkan dari reaksi pembakaran 4 gram H 2 dengan O2? Ar H = 1 ; O = 16.
Penyelesaian: Setarakan reaksinya: 2 H 2 + O2 → 2H2O Agar penyelesain lebih mudah gunakan alur berikut: g H2 H2 = H2O =
ubah ke 4 2
mol H2
mol H2O
cari
ubah ke
g H2O
mol = 2 mol Koefisien H2O Koefisien H2
x mol H2 =
2 2
x 2 mol = 2 mol
g H2O = 2 x Mr H2O = 2 x 18 = 36 g
35
2. Satu mol mol logam Alumin Aluminium ium direaksi direaksikan kan denga dengan n asam klorida klorida secuk secukupny upnyaa menurut reaksi: Al (s) + HCl (aq) AlCl3 (aq) + H2 (g) Ditanya: a. Bera rapa pa gra ram m AlC AlCll3 yang terbentuk? b. Berapa L gas H2 (STP)? c. Bera rap pa pe pert rtik ikeel H2 yang terjadi? Ar Al = 27 ; Cl = 35,5 Peny Pe nyel eles esai aian an:: 2 Al (s) + 6 HCl (aq) Al = 1 mol a. AlCl3
=
g AlCl3 = = = = b.
H2 = =
Koefisien AlCl3 Koefisien Al
2 2
= x 1 mol = 1 mol
1 x Mr AlCl3 1 x { (27) + (3 x 35,5) } 1 x 133,5 133,5 g
Koefisien H 2 Koefisien Al 3 2
x mol Al =
2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)
x mol H2
x 1 mol
= 1,5 mol L 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 . 1023 = 1,5 x 6,02 . 1023 = 9,03 x 1023 partikel 3. 13 gram Seng Seng tepat tepat habis bereak bereaksi si dengan dengan sejumlah sejumlah HCl HCl menurut menurut reaksi: reaksi: Zn (s) + HCl (aq) ZnCl2 (aq) + H2 (g) Bila 1 mol gas oksigen pada tekanan dan suhu tersebut bervolume 20 liter, berapa literkah volume gas Hidrogen yang dihasilkan pada reaksi tersebut? Ar Zn = 65.
36
Penyelesaian: Zn (s) + 2 HCl (aq) mol Zn = mol H2 = =
13 65
ZnCl2 (aq) + H2 (g) = 0,2 mol
Koefisien H 2 Koefisien Znl 1 1
x mol Zn
x 0,2 mol = 0,2 mol
L H2 = mol H2 x 20 L (T.P) (T.P) tersebut tersebut = 0,2 x 20 L = 4 L 4. Untu Untuk k memb membak akar ar gas gas eta etana na (C (C 2H6) diperlukan oksigen 4,48 L (STP), menurut reaksi: C2H6 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (g) a. Bera Berapa pa gram etan etanaa ters tersebut ebut ( Ar C + 12 ; H = 1 ; O = 16 ) b. Bera rap pa gra gram m CO CO 2 yang dihasilkan? Penyelesaia ian n: 2 C 2H6 (g) + 7O2 (g) mol O2 = a. mol C2H6
=
2 7
4, 48 22, 4
4 CO2 (g) + 6 H2O (g)
= 0,2 mol
x 0,2 mol = 0,057 mol
gram C2H6 = 0,057 x 30 = 1,71 gram b. mol CO2
=
4 7
x 0,2 mol = 0,114 mol
gram CO2 = 0,114 x 44 = 5,02 gram Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut! LATIHAN
1. 7 gra gram m Nit Nitro roge gen n (N (N2) tepat bereaksi dengan Hidrogen membentuk Amoniak (NH3) a. Tu Tuli liss rea reaks ksii set setar aran anya ya!! b. bera berapa pa liter Amon Amoniak iak diha dihasilka silkan n (stp) (stp)?? (Ar N = 14) 2. Sejumlah Sejumlah Karbo Karbon n direaksi direaksikan kan denga dengan n Oksigen Oksigen membe membentuk ntuk Karbon dioksida (CO 2). Jika CO2 dihasilkan 11,2 L (STP), berapa gram Karbon yang bereaksi? (Ar C = 12)
37
Coba cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut!
1. Jawab : N2 + 3 H2
2 NH3
Mol N2 = Mol NH3 =
7 28 2 1
= 0,25 mol x 0,25 mol = 0,5 mol
L NH3 (s (stp tp)) = 0,5 x 22 22,4 ,4 L = 11 11,2 ,2 L 2. Jawab : C + O2
CO2
Mol CO2 = Mol C =
11, 2 22, 4 1 1
= 0,5 mol
x 0,5 mol = 0,5 mol
Gram Gr am C = 0,5 x 12 = 6 gr gram am Benarkah jawaban yang Anda kerjakan? Semoga ya, jika Anda belum paham, ulangi kembali memperhatikan contoh soal tersebut.
PEREAKSI PEMBATAS Di dalam suatu reaksi kimia, perbandingan mol zat-zat pereaksi yang dicampurkan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Hal ini berarti ber arti bahwa ada zat pereaksi yang akan habis bereaksi lebih dahulu. Pereaksi demikian disebut pereaksi pembatas. Bagaimana hal ini dapat terjadi? Anda perhatikan gambar di bawah ini! X + 2Y
XY2
= molekul zat X +
+
= molekul zat Y = molekul zat XY2
Gambar : Pereaksi Pembatas
38
Reaksi di atas memperlihatkan bahwa menurut koefisien reaksi, 1 mol zat X membutuhkan membutuhk an 2 mol zat Y. Gambar di atas menunjukkan bahwa 3 molekul zat X direaksikan dengan 4 molekul zat Y. Setelah reaksi berlangsung, banyaknya molekul zat X yang bereaksi hanya 2 molekul dan 1 molekul yang tersisa, sedangkan 4 molekul zat Y habis bereaksi. Maka zat Y ini disebut pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas merupakan reaktan yang habis bereaksi dan tidak bersisa di akhir reaksi. Dalam hitungan kimia, pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan cara membagi semua mol reaktan dengan koefisiennya, lalu pereaksi yang mempunyaii nilai hasil bagi terkecil, merupakan pereaksi pembatas. mempunya pembatas.
Untuk lebih jelasnya, Anda simak contoh berikut ini! Contoh : 1. Dik Diketa etahui hui rea reaks ksii sebag sebagai ai beri berikut kut S (s) + 3 F2 (g) SF6 (g) Jika direaksikan 2 mol S dengan 10 mol F 2 a. Ber eraapa mol mol ka kah h SF SF 6 yang terbentuk? b. Za Zatt mana mana dan dan berap berapaa mol mol zat yang yang ters tersisa isa??
Penyelesaian : S + 3 F2 SF6 Dari koefisien reaksi menunjukka menunjukkan n bahwa: 1 mol S membutuhkan 3 mol F 2 Kemungkinan yang terjadi: Kemungkinan – JI JIka ka se semu muaa S be bere reak aksi si ma maka ka F 2 yang dibutuhkan mol F2 = =
Koefisien F2 Koefisien S 3 1
x 2 mol S
x 2 mol
= 6 mol Hal ini memungkinkan karena F 2 tersedia 10 mol.
39
-
Jika semua F2 habis bereaksi, maka S yang dibutuhkan mol S = =
Koefisien S Koefisien F2 1 3
x 10 mol F2
x 10 mol
= 3,33 mol Hal ini tidak mungkin terjadi, karena S yang tersedia hanya 2 mol. Jadi yang bertindak sebagai pereaksi pembatas adalah S! Banyaknya mol SF 6 yang terbentuk = a. mol SF6 =
1 1
Koefisien SF2 Koefisien S
x mol S
x 2 mol = 2 mol
b. za zatt yang yang te ters rsis isaa ada adala lah h F2, sebanyak = 10 mol – 6 mol = 4 mol F2 Soal di atas dapat juga diselesaikan dengan: - setarakan re reaaksin iny ya - se semu muaa per perea eaks ksii diub diubah ah me menj njad adii mol mol - bag bagika ikan n masing masing-ma -masin sing g mol zat denga dengan n masing masing-ma -masin sing g koefis koefisien iennya nya.. - Nilai hasi hasill bagi bagi terke terkecil cil dise disebut but pere pereaks aksii pemba pembatas tas (dibe (diberi ri tanda tanda atau lingkari) - car arii mol mol za zatt ya yang dit itan any ya. - Uba Ubah h mol terse tersebu butt menjad menjadii gram/l gram/lite iter/p r/part artike ikell sesua sesuaii pertan pertanyaa yaan. n. Peny Pe nyel eles esai aian an:: S
+
3 F2
↓ 2 mol
↓ 10 mol
↓ 1 2
SF6
↓ 10 3
=2
= 3,33
(Nilai 2 < 3,33)
Berarti zat pereaksi pembatas : S Sehingga ditulis:
S
+
↓ 2 mol
a. mol SF6 =
SF6
↓ 10 mol
Koefisien SF2 Koefisien pereaksi pembatas
= x 2 mol = 2 mol 40
3 F2
x 2 mol S
b. mol F2 yang be bereaksi
=
Koefisien F2 Koefisien S
=
3 1
x 2 mol S
x 2 mol = 6 mol
mol F2 sisa = mol terse tersedia dia - mol yang bere bereaksi aksi = 10 mol - 6 mol = 4 mol Bagaimana?? Mudah bukan? Coba perhatikan lagi contoh berikut ini! Bagaimana 2. 10 gram Fe Fe dipanaska dipanaskan n dengan dengan 3,2 gram gram S membentuk membentuk besi besi sulfida, sulfida, menurut menurut persamaan: Fe (s) + S (s) FeS (s) a. te tent ntuk ukan an per perea eaks ksii pemba pembata tass b. gr gram am Fe FeS S yan yang g ter terbe bent ntuk uk c. mas massa sa za zatt ya yang ng ter tersis sisaa ( Ar Fe = 56 ; S = 32 ) Penyele lessaia ian n: Fe (s)
+
S (s)
↓
↓
10 gram =
3,2 32
3,2 gram
mol
=
= 0,178 mol
mol
↓
= 0,178 Fe (s)
3,2 32
= 0,1 mol
↓
Sehingga:
FeS (s)
= 0,1 +
(Nilai 0,1 < 0,178)
S (s)
↓
FeS (s)
↓
,178
0,1 mol
a. Pe Pere reak aksi si pe pemb mbat atas as S b. Fe FeS S ya yang ng te terj rjad adii = g FeS
1 1
x 0,1 mol
= 0,1 mol = 0 0,1 ,1 x Mr Mr Fe FeS = 0 0,1 ,1 x 88 88 = 8,8 gram
c. Fe ya yang ng be bere reak aksi si =
1 1
x 0,1 = 0,1 x 56
= 5,6 gram Fe sisa = 10 – 5,6 gram = 4,4 gram Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut! 41
LATIHAN
1. 0,5 mol N2 direaksikan dengan 3 mol H 2 menurut reaksi: N2 + H2 NH3 a. Te Tent ntuk ukan an per perea eaks ksii pemb pembat atas as b. Be Bera rap pa lit liteer NH NH3 (STP) dihasilkan? c. Be Bera rapa pa mo moll zat zat si sisa sa?? 2. 22,4 L gas SO2 direaksikan deangan 33,6 L gas O 2 (STP) membentuk gas SO3. Berapa gram SO3 yang terjadi? ( Ar S = 32 ; O = 16 )
Cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut!
1. Reaksi:
N2 (g)
+
3 H2 (g)
↓
↓
0,5 mol
3 mol
↓
↓
0,5 1
3 3
= 0,5
=1
2 NH3 (g)
(Nilai 0, 5 < 1)
Maka pereaksi pembatas adalah N 2, sehingga: N2 (g)
+
3 H2 (g)
2 NH3 (g)
↓ 0,5 mol a. Pe Pere reak aksi si pe pemb mbat atas as za zatt : N2 b. NH3 =
2 1
x 0,5 mol = 1 mol
L NH3 = 1 x 22,4 L c. H2 yang bereaksi =
3 1
= 22,4 L x 0,5 0, 5 mol = 1,5 1, 5 mol
H2 sisa = yang terse tersedia dia - yang bereaks bereaksii = ( 3 – 1,5 ) mol = 1,5 mol
42
2. Reaksi:
2 SO2 (g)
+
O2 (g)
↓
↓
22,4 L =
33,6 22,4
33,6 L
mol
=
= 1 mol
33,6 22,4
mol
= 1,5 mol
↓ 1 2
2 SO3 (s)
↓ 1,5 1
= 0,5
= 1,5
(Nilai 0,5 < 1,5)
Maka pereaksi pembatas adalah SO 2, sehingga: 2 SO2 (g)
+
O2 (g)
2 SO3 (s)
↓ 1 mol 2 2
SO3 =
x 1 mol = 1 mol
g SO3 = 1 x Mr = 1 x 80 = 80 gram.
Sekarang Anda telah selesai mempelajari semua kegiatan 2. Dan untuk memudahkan Anda mempelajarinya. Anda perhatikan rangkuman materi berikut. 1. Hitungan Hitungan kimia kimia menggamb menggambarka arkan n hubungan hubungan kuantita kuantitatif tif antar atom-ato atom-atom m dari unsur dalam zat-zat dan hubungan kuantitatif antar zat dalam suatu reaksi kimia. 2. Mass Massaa moleku molekull relatif relatif atau atau massa massa rumus relat relatif if (Mr)
Mr = ∑ (angka indeks unsur x Ar unsur) 3. Hip Hipote otesis sis Av Avoga ogadro dro:: Pada Pada suh suhu u dan dan tek tekan anan an yan yang g sama sama,, semua semua gas den dengan gan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula. V
1
V
2
=
n
1
n
2
4. Konsep Konsep mol mengga menggambark mbarkan an keterkait keterkaitan an antara antara mol (jumlah (jumlah partikel partikel dalam dalam zat) dengan massa molar atau volume molar. 5. Koefisien Koefisienss reaksi reaksi dapat juga menyat menyatakan akan perban perbanding dingan an mol zat-zat zat-zat pereaksi pereaksi dan hasil reaksi. 43
6. Hidra Hidratt : senyawa senyawa kristal kristal pada padatt yang meng mengandu andung ng air krist kristal al (H 2O) 7. Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis bereaksi lebih dahulu dahulu dalam dalam reaksi reaksi kimia Untuk mengetahui apakah Anda benar-benar telah paham akan materi kegiatan belajar 2, Anda kerjakan tugas mandiri II dan jika telah selesai Anda jawab, cocokkan dengan kuncinya yang ada pada akhir modul ini. Selamat Bekerja…..!
44
TUGAS TUG AS KEGIATAN KEGIATAN 2
I. PILIHAN GANDA Petunjuk: Pilihlah jawaban jawaban yang benar
1. Jika Jika dik diketa etahu huii Ar Al = 27 ; S = 32 ; dan O = 16 Berapakah Mr Al2(SO4)3? a. 123 b. 150 c. 214 d. 310 e. 342 2. Setenga Setengah h mol unsur unsur Karbon Karbon (C) mengan mengandung dung atom atom C sebany sebanyak…. ak…. a. 3,01 x 1023 b. 6,02 x 1023 c. 12 x 1023 d. 12,04 x 10 23 e. 6,02 x 1022 3. Pada suhu suhu dan dan tekanan tekanan yang yang sama, sama, semua semua gas dengan volume yang sama sama akan akan mengandung jumlah molekul yang sama pula. Pernyataan ini dikemukakan oleh… a. Proust b. Lavoisier c. Avogadro d. Dalton e. Gay Lussac 4. Satu mol mol zat menyatak menyatakan an banyakny banyaknyaa zat yang mengan mengandung dung jumlah jumlah partike partikell sama dengan jumlah partikel dalam… a. 14 gram C-18 b. 14 gram C-17 c. 14 gram C-14 d. 12 gram C-12 e. 12 gram C-13
45
5. Perha Perhatik tikan an rea reaksi ksi be berik rikut ut A + B C + D Gas A bereaksi dengan gas B, membentuk gas C dan D. Jika dalam reaksi tersebut masih tersisa gas, maka yang disebut pereaksi pembatas adalah gas….. a. A b. B c. C d. D e. A dan B 6. Jika krist kristal al Bariu Barium m Klorid Kloridaa (Mr (Mr = 208) meng mengandu andung ng 14,7 14,75% 5% air krist kristal al (Mr air = 18), maka maka rumus kristal Barium Barium Klorida Klorida adalah…. adalah…. a. BaCl2 . H2O b. BaCl2 . 2 H2O c. BaCl2 . 3 H2O d. BaCl2 . 4 H2O e. BaCl2 . 5 H2O 7. Jika pada pada keadaa keadaan n (STP) volume volume dari dari 4,25 gram gram gas sebesa sebesarr 2,8 liter, maka maka massa molekul relatif gas tersebut adalah…. a. 26 b. 28 c. 30 d. 32 e. 34 8. Jika dike diketahu tahuii mas massa sa atom relat relatif if Fe = 56 ; S = 32 ; dan O = 16, maka mass massaa besi yang terdapat dalam 4 gram Fe 2(SO4)3 adalah…. a. 4,00 gram b. 1,12 gram c. 0,56 gram d. 0,28 gram e. 0,01 gram 9. Pengolah Pengolahan an besi besi dari dari bijinya bijinya dilakuk dilakukan an menuru menurutt reaksi reaksi : Fe2O3 + CO 2 FeO + CO2 Jumlah partikel CO yang diperlukan pada reaksi, agar dihasilkan 0,224 liter gas CO2 (STP) adalah…. a. 0,06 x 10 23 b. 0,12 x 10 23 c. 0,72 x 10 23 d. 12,00 x 10 23 e. 60,00 x 10 23 46
10. Diketahui reaksi : Fe + S FeS Jika 10 gram besi dicampur dengan 3,2 gram S, maka massa FeS yang dihasilkan (Ar = 56 ; S = 32) adalah…. a. 13,2 gram b. 8,8 gram c. 5,6 gram d. 3,2 gram e. 2,8 gram
II. ESSAY Petunjuk: Jawablah pertanyaan berikut dengan benar!
1. Jika Jika di dike keta tahu huii Ar C = 12 H = 1 N = 14 Berapa mol kah zat-zat di bawah ini? a. 3,2 gram CH4 b. 170 gr gram NH NH3 c. 5,6 L gas NH3 (STP) 2. Dike Diketa tahu huii reak reaksi si Al Al (s) + H2SO4 (aq) Al2(SO4)3 (aq) + H2 (g) Jika pada reaksi tersebut 8,1 gram Al direaksikan dengan 29,4 gram H 2SO4 (Ar Al = 27 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1) a. Se Seta tara raka kan n reak reaksi si ter terse sebu butt b. Te Tentu ntukan kan pe perea reaksi ksi pe pemba mbatas tasnya nya c. Be Bera rapa pa li lite terr ga gass H2 (STP) dihasilkan?
Selamat Bekerja…..!
47
48
PENUTUP Akhirnya Anda berhasil mempelajari modul ini dengan baik. Sekarang Anda telah dapat menerapkan pengetahuan pengetahuan Anda tentang modul ini, terhadap proses-proses kimia yang berhubungan hukum dasar Ilmu kimia dan perhitungan kimia kimi a di dalam kehidupan sehari-hari. Dalam modul ini Anda telah mempelajari hukum kekekalan massa (Lavoisier), hukum perbandingan tetap (Proust), hukum perbandingan ganda (Dalton), hukum perbandingan volume (Gay Lussac) dan perhitungan kimia. Sekarang Anda paham akan aplikasi hukum dasar kimia tersebut dalam persamaan reaksi. Bahkan Anda dapat membuat korelasi antara volume gas dengan jumlah partikelnya dalam reaksi reak si homogen pada suhu dan tekanan yang sama. Di samping itu Anda juga telah paham akan konsep mol, rumus empiris, rumus molekul, dan menyelesaikan hitungan kimia sederhana. Semoga apa yang telah Anda pelajari bermanfaat bagi Anda, dan utnuk memperkaya khasanah ilmu pengetahuan Anda, perbanyak membaca buku kimia yang lain. Akhir kata, selamat mengikuti Tes Akhir Modul, semoga Anda berhasil.
49
KUNCI TUGAS TUGAS 1 I. Pilihan Ganda 1. 2. 3. 4. 5.
A C C D D
6. 7. 8. 9. 10.
A D B E B
II. Essay 1. a. Hukum Hukum perb perbandi andingan ngan berg berganda anda (Dalt (Dalton) on) berb berbuny unyii : Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan merupak an bilangan bulat dan sederhana. b. Perb Perbandi andingan ngan mass massaa O dalam dalam seny senyawa awa CO dan dan CO 2 adalah 16 : 32 atau 1 : 2 2. Reaksi : N2 + 3 H2 Volume H2 = 60 ml
2 NH3
a. Maka volume N2 = Volume NH3 =
2 3
1 3
x 60 ml = 20 ml
x 60 ml = 40 ml
b. Perb Perban andi ding ngan an vo volu lume me N 2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2 c. Ya, k karen arenaa berban berbanding ding seb sebagai agai bilan bilangan gan bula bulatt sederha sederhana na
PETUNJUK I. Untu Untuk k Pi Pili liha han n Ga Gand nda a Setiap soal, jika benar, nilainya = 0,7 Jika semua benar, nilainya = 10 x 0,7 = 7 II.. Un II Untu tuk k Es Essa say y Setiap soal, jika benar, nilainya = 1,5 Jika semua benar, nilainya = 2 x 1,5 = 3
Sekarang Anda jumlahkan score pilihan ganda + essay yang Anda dapat - Jika score Anda ≥ 7,5 Anda lanjutkan ke kegiatan 2 - Ji Jika ka sc scor oree An Anda da < 7, 7,5 5 Ulan Ul ang g ke kemb mbal alii ke kegi giat atan an1. 1. 50
TUGAS 2 I. Pilihan Ganda 1. 2. 3. 4. 5.
E A C D A
6. 7. 8. 9. 10.
B E B A B
II. Essay 1. a. Mol CH4
=
b. Mol NH3 = c. 2.
+
8,1 mol 27
= 0,3 mol
↓ 0,3 2
5,6 L 22,4 L/mol
= 0.25 mol Al2(SO4)3 (aq)
+
3 H2 (g)
↓
8,1 gram =
= 10 mol
17 g/mol
3 H2SO4 (aq)
↓
16 g/mol
170 g
Mol NH3 (stp) = 2 Al (s)
3,2 g
= 0,2 mol
29,4 gram =
29,9 98
mol
= 0,3 mol
↓ = 0,15
0,3 3
Sehingga :
2 Al
= 0,1 +
(Nilai 0,1 < 0,15) → pereaksi pembatas : H 2SO4 3 H 2SO4
Al2(SO4)3
+
3 H2
↓ 0,3 mol Gas H2 =
x 0,3 mol = 0,3 mol = 0,3 x 22,4 = 6,72 L
51
PETUNJUK I. Untu Untuk k Pi Pili liha han n Ga Gand nda a Setiap soal, jika benar, nilainya = 0,7 Jika semua benar, nilainya = 10 x 0,7 = 7 II.. Un II Untu tuk k Es Essa say y Setiap soal, jika benar, nilainya = 1,5 Jika semua benar, nilainya = 2 x 1,5 = 3
Anda jumlahkan semua score yang Anda dapatkan Jika score Anda ≥ 7,5 Anda berhasil Selamat mengikuti Tes Akhir Modul….
DAFTAR PUSTAKA Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Kurikulum 1994 SMU, GBPP Mata Pelajaran Kimia, Kimia , Jakarta ; 1988 Michael Purba, Kimia Purba, Kimia 1A, untuk SMA kelas X , Jakarta ; Erlangga, 2002 Nana Sutresna, dkk, Panduan dkk, Panduan Menguasai Kimia 1, 1, Jakarta ; Ganeca Exact, 2002 Pustekkom, PDKBM, SMA Terbuka, 2004 Ramlah Rasyid, dkk, Reaktor Kimia Kelas 1, 1, Bandung ; Sinergi, Pustaka Indonesia, 2004 1, Bandung ; Regina, 2004 Sumarna Omay, dkk, Kimia 1, Ucu Cahyana, dkk, Kimia dkk, Kimia 1A, 1A , Jakarta ; Piranti Darma Kalokatama, 2004.
52
