konsep dasar kimia modern

Agus Rochmat, S.SiJurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Sultan Ageng TirtayasaBanten

2009

BIOLOGI FISIKA

KedokteranFisiologi Neorologi

Toksikologi Psikologi

Farmakologi Paleontologi

Biokimia Geologi

BotaniAstronomi

PertanianMeteorologi

Ekologi Elektronika

Arkeologi MetalurgiTeknik

KIMIA

agusrochmat_konsep_dasar_kimia 2

ILUSTRASI atom germanium yang diendapkan pada suatu permukaan silikon yang bersih dengan spontan membentuk struktur piramida .


BAB 1.

KONSEP KIMIA MODERN

1. Sifat Kimia modern

3. Metode dan Pendekatan Makroskopik

5. Hukum Dasar Kimia

6. Struktur Fisik Atom

7. Tabel Berkala

8. Konsep Mol

9. Konsep Energiagusrochmat_konsep_dasar_kimia 4

Kimia mengkaji sifat zat, dan secara khusus, reaksi yang mentransformasi satu zat menjadi zat lain termasuk perubahan energinya.

Sistem kimia sistem kimia △energi

Contoh produk kimia : garam → pemucat pakaian pasir → transistor, chip komputer karbon → nanotubes crude oil → plastik, pestisida, detergen


Berpikir: Mikroskopik (atom & molekul)Bekerja: Makroskopik


Konsep kimia bertumpu pada dua asas dasar:

Kekekalan materi Kekekalan energi

Jumlah materi dan jumlah total energi yang terlibat dalam reaksi kimiaselalu kekal


2. METODE DAN PENDEKATAN MAKROSKOPIK Transformasi

Analisis (pembongkaran) Sintesis (penyatuan)

Zat dan CampuranUnsur dan Senyawa

Kenyataannya tidak ada satu materipun yang mutlak murniPaling murni: Si & Ge ( zat pengotor < 1 ppb)


MATERI

HOMOGEN HETEROGEN(dua fasa atau lebih)

CAMPURAN HOMOGEN

SENYAWAUNSUR

ZAT

Seragam ?

Dapatkah dipisahkan?

Fasa-fasa terpisah

Dapatkah diuraikan?

YA TIDAK

YA

YA

TIDAK

TIDAK

Garis besar langkah-langkah dalam analisis materiagusrochmat_konsep_dasar_kimia 9

(A)(B)

(C)

(A) Kristal Cu(NO3)2·6H2O biru dan CdS kuning dimasukkan ke dalam air.

(B) Cu(NO3)2·6H2O larut dan CdS tidak larut dalam air.

(C) Terbentuk kristal Cu(NO3)2·6H2O murni apabila diuapkan. agusrochmat_konsep_dasar_kimia 10

3. HUKUM DASAR KIMIA

Hukum Kekekalan Massa Lavoisier 2HgO2Hg+O2

Hukum Proporsi Tetap Teori Atom Dalton Hukum Proporsi Ganda Hukum Penggabungan Volume Hipotesis Avogadroagusrochmat_konsep_dasar_kimia 11

Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier) Dalam setiap reaksi kimia, jumlah massa

sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.

Hukum Proporsi Tetap (Proust) Dalam suatu senyawa kimia, proporsi berdasar

massa dari unsur-unsur penyusunnya adalah tetap, tidak bergantung pada asal usul senyawa tersebut atau cara pembuatannya.

Hukum Proporsi Ganda (Dalton) Bila dua unsur membentuk sederet senyawa,

massa dari satu unsur yang bergabung dengan massa yang tertentu dari unsur lainnya merupakan nisbah bilangan bulat.


Materi terdiri atas atom yang tak dapat dibagi lagi.

Semua atom dari unsur kimia tertentu mempunyai massa yang sama begitu pula semua sifat lainnya.

Unsur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda; terutama, massa atomnya yang berbeda.

Atom tak dapat dihancurkan dan identitasnya selalu tetap selama reaksi kimia.

Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya melalui penggabungan atom yang tak sejenis dengan nisbah jumlah keseluruhan yang kecil.


Senyawa Massa O yang bergabung dengan 1,0000 g Cl

ABCD

0,22564 g0,90255 g1,3539 g1,5795 g

Contoh 1.1Klorin (Cl) dan oksigen membentuk empat senyawa biner yang berbeda. Analisis menghasilkan data berikut :

• Tunjukkan bahwa hukum proporsi ganda berlaku untuk semua senyawa tersebut.

• Jika rumus senyawa A adalah kelipatan Cl2O, tentukan rumus senyawa B, C, dan D.


• Tentukan nisbah dengan membagi setiap massa oksigen dengan bilangan yang terkecil, yaitu 0,22564 g:

0,22564 g: 0,22564 g = 1,0000 untuk senyawa A0,90255 g: 0,22564 g = 4,0000 untuk senyawa B 1,3539 g: 0,22564 g = 6,0003 untuk senyawa C 1,5795 g: 0,22564 g = 7,0001 untuk senyawa D

• Jika senyawa A mempunyai rumus kelipatan Cl2O, maka senyawa B adalah Cl2O4 senyawa C adalah Cl2O6, dan senyawa D adalah Cl2O7 atau kelipatannya

PENYELESAIAN

Nisbah-nisbah tersebut merupakan bilangan bulat, dengan demikian hukum proporsi ganda berlaku


Hukum Penggabungan Volume (Gay-Lussac)

Volume dua gas yang bereaksi (T & P sama), merupakan nisbah dari bilangan-bilangan bulat sederhana. Demikian pula, nisbah volume dari setiap produk gas terhadap volume dari masing-masing volume gas yang bereaksi.

Hipotesis AvogadroPada volume yang sama, gas-gas yang berbeda (T & P sama) mengandung partikel yang jumlahnya sama.


Setiap kubus merupakan wadah dengan volume yang sama di bawah kondisi yang sama. Hipotesis AvogadroHukum Penggabungan Volume (Gay-Lussac)


4. STRUKTUR FISIK ATOM

Elektron Sinar katoda (beta) Thomson : = 1,7588196 x 1012 C kg-1

Millikan : = 1,6021773 x 10-19 C (1,59 X 10-19 C)

Inti Partikel bermuatan positif: sinar kanal Rutherford : partikel α-foil emas

Proton, Neutron, dan Isotop

eme

A

Zagusrochmat_konsep_dasar_kimia 18

Radas Thomson untuk mengukur muatan listrik-terhadap-massa, e / me. agusrochmat_konsep_dasar_kimia 19

Radas Millikan untuk mengukur muatan satu elektron, e. agusrochmat_konsep_dasar_kimia 20

Percobaan Rutherford, Kilatan cahaya menandai datangnya partikel alfa pada layar detektor. agusrochmat_konsep_dasar_kimia 21

5. TABEL BERKALA

Golongan Unsur utama (8)Logam transisi (10)

Unsur utama :Logam, non-logam, metaloid

Unsur lantanida (57-71) Unsur aktinida (89-103)


Tabel Berkala : Charles Janet, 1928


6. KONSEP MOL Bilangan Avogadro No = 6,022137 x 1023

Metode paling akurat untuk menentukan massa atom relatif dan massa molekul relatif secara langsung adalah spektrometri massa (alat : SPEKTROMETER MASSA)

Massa molekul relatif H2O = 2 x massa atom relatif H + 1 x massa atom relatif O = 2 (1,0079) + 1 (15,9994) = 18,0152


Gambar sederhana spektrometer massa modern. agusrochmat_konsep_dasar_kimia 27

Contoh 1.2Hitunglah massa atom relatif kimia dari karbon, dengan menggunakan massa atom relatif 13C sebesar 13,003354 pada skala 12C.

PenyelesaianBuatlah tabel berikut :

Isotop Massa Isotop x Kelimpahan12C13C

12,000000 x 0,98892 = 11,86713,003354 x 0,01108 = 0,144Massa atom relatif kimia = 12,011


Mol (Latin: mole, artinya tumpukan)

Satu mol zat ialah banyaknya atom, molekul, atau entitas lain yang mengandung sejumlah bilangan Avogadro (No)

1 mol O = No atom oksigen1 mol O2 = No molekul oksigen

Massa satu mol atom suatu unsur disebut massa molar dengan satuan gram per mol

Massa molar H2O = 18,0152 g mol-1agusrochmat_konsep_dasar_kimia 29

Kuantitas satu mol: grafit (C), kalium permanganat (KMnO4), tembaga sulfat pentahidrat (CuSO4·5H2O), tembaga (Cu), natrium klorida (NaCl), dan kalium bikromat (K2Cr2O7). Antimoni (Sb) terletak di tengah.


Contoh 1.3Nitrogen dioksida (N2O) ialah komponen utama pencemar udara kota. Dalam sampel yang mengandung 4,000 g NO2, hitunglah (a) jumlah mol NO2 dan (b) jumlah molekul NO2.

Penyelesaian• Dari tabel massa molar nitrogen (14,007 g mol-1) dan oksigen

(15,999 g mol-1), massa molar NO2 ialah :

• Untuk mengkonversi mol menjadi banyaknya molekul, kalikan dengan bilangan Avogadro :

14,007 g mol-1 + (2 x 15,999 g mol-1) = 46,005 g mol-1

4,000 g NO2

Σ mol NO2 = -------------------- = 0,8695 mol NO2

46,005 g mol-1

Σ molekul NO2 = (0,8695 mol NO2) x 6,0221 x 1023 mol-1

= 5,236 x 1022 molekul NO2


7. KONSEP ENERGI

Bentuk Energi Energi kimia : Fotosintesis

Energi kinetikKE = ½ mv2 (J = kg m2 s-2)

Energi potensial△PE = gaya . pergeseran

= m g h

Satuan energi dalam joule (J)agusrochmat_konsep_dasar_kimia 32

Latihan Soal

1. Vanadium dan oksigen membentuk sederet senyawa dengan komposisi berikut :

Massa % V76,1067,9861,4256,02

Massa % O23,9032,0238,5843,98

Bagaimana jumlah relatif atom oksigen dalam senyawa untuk massa tertentu atom vanadium?


• Isotop plutonium yang digunakan untuk fisi nuklir ialah 239Pu. Tentukan (a) nisbah jumlah neutron dalam satu inti 239Pu terhadap jumlah proton dan (b) jumlah elektron dalam satu atom Pu.

• Kelimpahan alami dan massa isotop unsur silikon (Si) relatif terhadap 12C = 12,00000 ialah :

% Kelimpahan92,214,703,09

Massa Isotop27,9769328,9764929,97376

Isotop28Si29Si30Si

Hitunglah massa atom silikon alami agusrochmat_konsep_dasar_kimia 34

• Hitunglah massa, dalam gram, satu atom iodin jika massa atom relatif iodin ialah 126,90447 berdasarkan skala massa atom yang diterima (didasarkan pada 12 sebagai massa atom relatif 12C).

• Molekul vitamin A mempunyai rumus C20H30O, dan satu molekul vitamin A2 rumusnya C20H28O. Tentukan berapa mol vitamin A2 mengandung jumlah atom yang sama dengan 1,000 mol vitamin A.


6. Hanya dua isotop boron (B) yang ada dialam, massa atom dan kelimpahannya diberikan pada tabel berikut. Lengkapi tabel dengan menghitung massa atom relatif 11B sampai empat angka signifikan, bila massa atom relatif boron menurut tabel berkala adalah 10,811 Isotop %

Kelimpahan Massa Atom

10B 19,61 10,0131

11B 80,39 ?


konsep dasar kimia modern

Documents