Hal 25

BAB 5HUKUM DASAR KIMIA DAN HITUNGAN KIMIA

A. HUKUM DASAR KIMIA

1. Hukum Kekekalan Massa (Lavisier) Jumlah massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

2. Hukum Perbandingan Tetap (Proust)Menurut Proust, perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap senyawa adalah tertentu dan tetap. Dalam 1 molekul air selalu mengandung 2 atom H dan 1 atom O, sehingga perbandingan massa atom H dan O sudah tertentu dan tetap, yakni 1 : 8. Demikian juga perbandingan massa unsur-unsur penyusun senyawa yang lain, selalu mengikuti hukum Proust.

Tabel Perbandingan Massa Unsur-Unsur Penyusun Senyawa

Senyawa Perbandingan massaH2OAl2O3

SO2

SO3

H : O = 1 : 8Al : O = 9 : 8S : O = 1 : 1S : O = 2 : 3

3. Hukum Perbandingan Berganda (Dalton)Bila dua unsur membentuk dua/lebih senyawa, untuk massa salah satu unsur yang sama, maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawanya merupakan bilangan bulat dan sederhana.

Contoh :Unsur nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa :

NO N : O = 14 : 16NO2 N : O = 14 : 32

Untuk massa unsur N tetap, maka perbandingan massa unsur O pada senyawa 1 dan 2 adalah

O ke-1 : O ke-2 = 1 : 2 (bulat & sederhana)

4. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac)Pada suhu dan tekanan sama, perbandingan volum gas-gas dalam reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana.

Untuk memperjelas arti eksperimen Gay-Lussac, eksperimennya akan digambarkan dalam bentuk struktur berikut ini :

dan

Kesimpulan Gay-Lussac dapat diartikan : Perbandingan volum gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing zat

Rumus :Perbandingan volume = perbandingan koefisien

Hal 26

Contoh 1). Reaksi 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) Perbandingan Volume H2 : O2 : H2O = 2 : 1 : 2

2). Diketahui reaksi pembakaran butadiena,2C4H6(g) + 11O2(g) 8CO2(g) + 6H2O(g)

Jika volum butadiena yang dibakar sebanyak 10 liter, tentukanlah volum gas oksigen yang diperlukan !Jawab Perbandingan koefisien = Perbandingan Volume C4H6 : O2

VC4H6 : VO2 = 2 : 11 = 10 L : 55 L

5. Hukum Perbandingan Volume dengan Jumlah Molekul (Avogadro)Pada suhu dan tekanan sama, semua gas yang volumnya sama mengandung jumlah molekul yang sama.

PT sama jumlah molekul samaVRumus

Perbandingan volume = Perbandingan Jumlah Molekul Gas atau

V1 : V2 = JM1 : JM2

B. HITUNGAN KIMIA

1. Massa Atom relative (Ar) & Massa Molekul Relatif (Mr) Massa satu atom atau molekul dinyatakan dengan satuan sma (satuan massa atom). Menurut IUPAC,

1 sma = massa 1 atom C -12

ataumassa 1 atom C - 12 = 12 sma Bila dinyatakan dalam gram, 1 sma = 1,66.10-24 gram

Massa atom relatif, Ar didefinisikan sebagai perbandingan massa satu atom itu terhadap massa satu atom C -12, sebagai atom standar.

Ar unsur =

Tabel 5.1. Massa Atom Relatif Beberapa Unsur

Unsur Ar Unsur ArHHeLiBeBCNOF

1,007974,002606,939009,0122010,1100012,0111514,0067015,9994018,98980

NeNaMgAlSiPSClAr

20,1830022,9898024,3120026,9815028,0860030,9738032,0640035,4530039,94800

Hal 27

Massa molekul relatif, Mr didefinisikan sebagai perbandingan massa satu molekul itu terhadap massa satu atom 12C, sebagai atom standar.

Mr =

Kesimpulan massa molekul relatif suatu molekul unsur atau senyawa merupakan jumlah massa atom relatif unsur penyusun molekul unsur atau senyawa itu.Contoh : Molekul H2SO4 memiliki massa molekul relatif sebesar Mr H2SO4 = 2. Ar H + Ar S + 4. Ar O = (2x1) + 32 + (4x16) = 98

2. Hubungan Mol dengan Jumlah partikel Mol merupakan satuan banyaknya zat/ materi, 1 mol zat/materi didefinisikan sebagai banyaknya partikel zat/materi sebanyak 6,023.1023 partikel. Partikel materi dapat berupa atom, molekul, atau ion. JP = mol x 6,02 x 1023 partikel JP = jumlah partikel

Contoh :

1 mol karbon = 6,02 x 1023 partikel karbon.

1 mol suatu materi = 6,02 x 1023 partikel.1 mol Ar = 6,023.1023 atom Ar1 mol NaCl = 6,023.1023 ion Na+ + 6,023.1023 ion Cl-

1 mol air (H2O) = 6,02 x 1023 molekul H2O1 mol gas hidrogen = 6,02 x 1023 molekul H2

2 mol gas hidrogen = 12,04 x 1023 molekul H2

4 mol gas hidrogen = 24,08 x 1023 molekul H2

½ mol gas hidrogen = 3,01 x 1023 molekul H2.

3. Hubungan mol dengan massa molarSatu mol zat/materi didefinisikan juga sebagai banyaknya gram zat/materi yang sesuai dengan massa atom atau massa molekul realtif. Massa satu mol zat sering dikenal dengan massa molar.

Contoh :

1 mol Ar = 40 gram sehingga massa molar Ar = 40 1 mol H2 = 2 gram sehingga massa molar H2 = 21 mol NaCl = 58,5 gram sehingga massa molar NaCl = 58,5

4. Hubungan mol dengan Ar atau Mr dan Massa

Jika zatnya molekul maka :

Hal 28

Contoh :

Tentukan mol H2O yang massanya 36 Gram ! (Jika Ar H = 1 dan Ar O = 16) Jawab :

Mr H2O = (2 x Ar H) + Ar OMr H2O = (2 x 1) + Ar 16Mr H2O = 18

Jadi 36 gram H2O sama dengan 2 mol H2O.

5. Hubungan mol dengan volume molarVolum Molar suatu gas adalah volum 1 mol gas pada keadaan standar. Kondisi standar yang ditetapkan adalah pada tekanan 1 atm dan suhu 0oC. Volum molar gas = volum 1 mol gas (0oC, 1atm) = 22,4 liter (berdasarkan percobaan).

Contoh :

Berapakah volume gas Nitrogen sebanyak 2 mol ? (STP)Jawab :

Jadi 2 mol gas Nitrogen pada STP volumnya 44,8 liter

6. Hubungan Mol dengan Volume

a. Keadaan Standar (STP = Standar Temperature Pressure) yaitu T = 0oC dan P = 76 cmHg = 1 atmosfer V gas (STP) = Mol gas x 22,4 liter Volume molar gas = Volume dari 1 mol gas pada keadaan standar.

b. Keadaan tidak Standar, menggunakan rumus gas ideal PV = n R T P = Tekanan (atm) (1 atm = 76 cmHg =760 mmHg)

V = Volume gas ( liter) n = mol gas R = Tetapan gas ideal = 0,082 L atm / mol K T = suhu (kelvin)

1 mol ( STP, 0oC dan 1 atm ) = 22,4 liter

Hal 29

c. Konversi dengan gas lain Rumus

V = volume gas n = Mol gas

7. Massa unsur dalam senyawa (persen massa unsur dalam senyawa) Misal senyawa AxBy selalu berlaku

8. Konsep Mol dalam reaksi kimia (Hitungan kimia/ stoikiometri) Langkah penyelesaian: 1. Satuan massa diubah ke mol 2. Reaksi disetarakan 3. Tentukan mol (zat) pembatas jika ada dua zat yangdiketahui molnya. mol (zat) pembatas adalah zat yang habis. Cara menentukan mol pembatas adalah

mol mula-mula dibagi koefisien pilih yang terkecil. 4. Perbandingan koefisien = perbandingan mol pada bagian bereaksi

SOAL ESAI

MOL VOLUME MASSA

PARTIKEL

Ar atau Mr x X 22,4 L (STP)

X 6,02 . 1023

(Bil. Avogadro)Volume Gas tidak standarPV = nRTn1/V1 = n2/V2

Massa A = X.Ar A Massa B y. Ar B

Massa A = X. Ar AMassa AxBy Mr AxBy

Massa A = X. Ar A x 100% Mr AxBy

Hal 30

Diketahui Ar H= 1 N = 14 O = 16 S = 32

1. Hitung jumlah partikel yang terdapat dalamA. 21 gram atom nitrogenB. 28 gram gas nitrogenC. 16 gram gas SO2

2. Hitung massa dari A. 12,04 x 1020 molekul air

B. 3,01 x 1012 atom Fe

3. Hitung volume dari 68 gram gas NH3 pada keadaan:A. standar (STP)B. suhu 27 oC dan tekanan 380 mmHgC. keadaan 22 gram gas CO2 bervolume 40 liter

4. Hitung jumlah molekul dari 10 liter uap air pada keadaan: A. standar B. Suhu 27 oC dan tekanan 152 cmHg C. keadaan 12,8 gram gas SO2 bervolume 50 liter

5. Diketahui 2 mol gas nitrogen. Tentukan jumlah molekulnya !

6. Diketahui 6 mol karbon. Tentukan jumlah partikelnya !

7. Diketahui gas amoniak memiliki jumlah molekul 30,1 x 1023 molekul. Tentukan jumlah molnya!

8. Diketahui 1 liter gas H2 pada T, P tertentu mengandung sejumlah 1 x 1023 molekul maka pada T, P yang sama :A. 10 liter gas H2 mengandung …………molekulB. 15 liter gas SO3 mengandung …………molekulC. ………… liter gas N2 mengandung 1 x 1024 molekul

9. Sebanyak 15 gram C2H6 bereaksi dengan oksigen C2H6 + O2 CO2 + H2O Hitung a. Massa O2 yang diperlukan

b. Massa CO2 yang dihasilkan

10. Jika 13,5 gram Al bereaksi dengan 16 gram oksigen Al + O2 Al2O3

Hitung a. Massa Al2O3 yang dihasilkan b. volume gas oksigen pada keadaan STP

Hal 31

SOAL PILIHAN GANDA

1. Reaksi antara cream of tartar dan soda dalam air panas adalah :NaHCO3 + KHC4H6O6 NaKC4H4O6 + H2O+CO2 (g). Volum gas CO2 (STP) yang dihasilkan dari 12,6 gram NaHCO3

(Mr = 84) adalah … liter. A. 22,40B. 12,60C. 3,36 D. 6,72 E. 2,24

2. Jika pada pemanasan 2,1 gram kristal MgSO4XH2O sampai kondisi stabil

diperoleh padatan 1,2 gram, maka harga x adalah … (Ar H = 1, O = 16, Mg = 24, S = 32).A. 1B. 3C. 5D. 7E. 9

3. Suatu oksida unsur logam bervalensi dua mengandung 80% massa unsur logam itu. Jika massa atom relatif oksigen = 16, maka massa atom relatif unsur logam itu adalah …A. 32B. 40C. 56D. 64E. 80

4. Pada pembakaran 10 dm3 gas metana dan butana diperoleh 28 dm3 gas karbon dioksida pada kondisi tekanan dan volum yang sama. Volum gas butana dan metana masing-masing adalah ….A. 6 & 4 dm3

B. 4 & 6 dm3

C. 2 & 8 dm3

D. 8 & 2 dm3

E. 3 & 7 dm3

5. Jika diketahui hemoglobin (Mr=68.000) mengandung 0,33% berat besi, maka jumlah atom Fe (Ar=56) dalam hemoglobin adalah:A. 3B. 4C. 5D. 6

E. 7

6. Pembakaran sempurna 32 gram cuplikan belerang menghasilkan 48 gram belerang trioksida (Ar S = 32, O = 16).

Kadar belerang dalam cuplikan tersebut adalah … %.A. 30B. 45C. 60D. 74E. 96

7. Pada pembakaran sempurna gas asetilen, diperlukan udara (mengandung 20% volum oksigen) yang diukur pada (T, P) sama sebanyak … liter.A. 2,5B. 5,0C. 7,5D. 10,0E. 12,5

8. Pada suhu dan tekanan yang sama 40 cm3 N2 tepat bereaksi dengan 100 cm3 O2 menghasilkan 40 cm3 NxOy. Harga x dan y adalah …A. 2 & 3B. 3 & 2C. 2 & 5D. 5 & 2E. 1 & 3

9. Suatu senyawa gula dengan rumus C12H22O11 mengadung 72 gram karbon dan oksigen sebanyak …. gram (Ar H=1, O=16, C=12)A. 20B. 30C. 66D. 72E. 88

10. Suatu basa L(OH)3 sebanyak 15,6 gram tepat habis bereaksi dengan 29,4 gram asam H2A. Jika Ar L=27, H=1, O=16, maka massa molekul relatif H2A adalah.A. 114 gramB. 106 gramC. 98 gramD. 90 gramE. 82 gram

Hal 32

11. Pupuk urea, CO(NH2)2 mengandung nitrogen 42%. Jika Mr urea = 60 dan Ar N = 14, maka kemurnian pupuk urea dalam % adalah:A. 45B. 60C. 75D. 90E. 98

12. Sejumlah 3,2 gram gas metana dibakar dengan 16 gram oksigen. Massa gas karbon dioksida yang terbentuk adalah …gram (Ar C = 12, H = 1, O = 16).A. 2,2B. 4,4C. 7,7D. 8,8E. 9,9

13. Sebanyak 3,2 g belerang dapat bereaksi dengan oksigen membentuk belerang trioksida sebanyak … g (diketahui perbandingan massa S dan O dalam senyawa SO3 adalah 2 : 3)A. 2B. 4C. 8D. 12E. 14

14. Massa 5 liter nitrogen pada T dan P tertentu 5,6 gram. Jumlah atom He yang terdapat dalam 10 liter gas He pada T dan P yang sama adalah … (Ar N = 14, tetapan Avogadro = 6 x 1023)A. 1,2 x 1023 atomB. 2,4 x 1023 atomC. 2,7 x 1023 atom D. 4,8 x 1023 atomE. 5,4 x 1023 atom

15. Harga perbandingan antara massa 1 atom suatu unsur dengan 1/12 x massa 1 atom 12C disebut …. A. bilangan AvogadroB. massa rumus relatifC. satuan massa atomD. massa molekul relatifE. massa atom relatif

16. Jika massa 1 atom unsur X sama dengan 3,99 x 10-23 gram, maka massa atom relatif (Ar) unsur tersebut adalah …… (massa 1 atom C-12 = 1,99 x 10-23 gram)A. 3

B. 6C. 10D. 15E. 24

17. Gas X sebanyak 0,20 gram menempati volum 440 cm3. Jika 0,1 gram gas CO2 pada T dan P yang sama, menempati volum 320 ml, maka gas X tersebut adalah …. (Ar C = 12, O = 16, N = 14, S = 32)A. O2

B. SO2

C. SO3

D. NO2

E. NO

18. Pada keadaan standar, gas etena (C2H4) mempunyai massa jenis sebesar … g/dm3 (ArC = 12, H = 1).A. 0,625 g/lB. 1,250 g/lC. 2,500 g/lD. 5,000 g/lE. 10,000 g/l

19. Suatu campuran gas terdiri atas 2 mol N2O3 dan 4 mol NO. Jika campuran ini diuraikan secara sempurna menjadi gas-gas nitrogen dan oksigen, maka perbandingan volum gas nitrogen dan oksigen adalah A. 2 : 3B. 3 : 4C. 4 : 5D. 3 : 2E. 4 : 3

20. Perhatikan reaksi : Fe(s) + H2SO4(aq) FeSO4(aq) + H2(g),

bila besi yang direaksikan sebanyak 5,6 g, maka garam yang terbentuk sebanyak … g. (jika perbandingan massa Fe dan FeSO4 = 7:19)A. 2,6B. 4,1C. 8,5D. 12,2E. 15,2

21. Massa nitrogen yang terdapat dalam 200 gram amonium sulfat {(NH4)2

SO4}, adalah..(Ar H = 1, N = 14, O = 16, S = 32 )A. 21,21 gramB. 42,42 gramC. 49,12 gram

Hal 33

D. 714,29 gramE. 942,86 gram

22. Kadar Fe2O3 dalam suatu bijih besi adalah 80%. Banyaknya besi yang terdapat dalam 1 ton bijih tersebut adalah....(Ar O = 16, Fe = 56 )A. 800 kgB. 560 kgC. 280 kgD. 112 kgE. 56 kg

23. Bila 100 kg pupuk urea, CO(NH2)2,

disebar secara merata pada 1 hektar (10.000 m2) tanah, maka tiap m2 akan mendapat nitrogen sebanyak....( Ar H = 1, C = 12, N = 14, O = 16 )A. 28 gramB. 14 gramC. 10 gramD. 4,67 gramE. 2,33 gram

24. Massa asam sulfat (H2SO4) yang dapat dibuat dari 16 gram belerang adalah....(Ar H = 1, O = 16, S = 32 )A. 5,22 grB. 8 grC. 32 grD. 42 grE. 49 gr

25. Sebanyak 3,5 gr nitrogen tepat bereaksi dengan 6 gram oksigen membentuk suatu oksida. Bila diketahui massa atom relatif N = 14 dan O = 16 maka rumus empiris oksida itu adalah....A. N7O12

B. N12O7

C. N2O3

D. N3O2

E. N4O3

26. Suatu senyawa terdiri dari 75% C, sisanya hidrogen. Jika diketahui massa atom relatif H = 1, dan C = 12 maka rumus empiris senyawa itu adalah....A. ChB. CH2

C. CH3

D. CH4

E. C2H3

27. Pada pembakaran sempurna 1,6 gram suatu senyawa karbon dihasilkan 2,2 gram CO2 dan 1,8 gram H2O. Rumus

empiris senyawa itu adalah....( Ar H = 1, C = 12, O = 16 )A. CHOB. CH2OC. CH3OD. CH4OE. C2H3O

28. Suatu senyawa mempunyai rumus empiris CH2O dan massa molekul relatif 60. Jika diketahui massa relatif atom H = 1, C = 12 dan O = 16 maka rumus molekul senyawa itu adalah....A. HCHOB. CH3COOHC. CH3CH2OD. C2H6O2

E. CH3CH2OH

29. Suatu senyawa karbon yang berupa gas mempunyai rumus empiris CH2. Massa 4 liter gas tersebut ( T, P ) = 7 gram. Pada suhu dan tekanan sama, 11 gram CO2 mempunyai volum 6 liter. Rumus molekul senyawa itu adalah.....(Ar H = 1, C = 12, O = 16 )A. CH2

B. C2H2

C. C2H4

D. C3H6

E. C4H8

30. Pada pembakaran sempurna suatu senyawa hidrokarbon yang berupa gas (senyawa yang terdiri dari unsur hidrogen dan karbon) terbentuk 4,4 gram CO2 dan 2,7 gram H2O. Masa 1 liter gas itu ( T,P ) = 1,5 gram. Pada T,P yang sama 7,5 gram NO = 5 liter (Ar H = 1, C = 12, N =14, O = 16 ). Rumus molekul senyawa itu adalah.....A. CHB. CH2

C. CH3

D. C3H8

E. C2H6