BAB I

STOIKIOMETRI

STOIKIOMETRI adalah cabang ilmu kimia yang mempelajarihubungan kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reaksinya.

HUKUM-HUKUM DASAR ILMU KIMIA

1. HUKUM KEKEKALAN MASSA = HUKUM LAVOISIER

"Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap".

Contoh:hidrogen + oksigen hidrogen oksida(4g) (32g) (36g)

2. HUKUM PERBANDINGAN TETAP = HUKUM PROUST

"Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap-tiap senyawaadalah tetap"

Contoh:

a. Pada senyawa NH3 : massa N : massa H= 1 Ar . N : 3 Ar . H= 1 (14) : 3 (1) = 14 : 3

b. Pada senyawa SO3 : massa S : massa 0= 1 Ar . S : 3 Ar . O= 1 (32) : 3 (16) = 32 : 48 = 2 : 3

Keuntungan dari hukum Proust:bila diketahui massa suatu senyawa atau massa salah satu unsur yang membentuk senyawa tersebut make massa unsur lainnya dapat diketahui.

Contoh:Berapa kadar C dalam 50 gram CaCO3 ? (Ar: C = 12; 0 = 16; Ca=40)Massa C = (Ar C / Mr CaCO3) x massa CaCO3

= 12/100 x 50 gram = 6 gramKadar C = massa C / massa CaCO3 x 100%

= 6/50 x 100 % = 12%

3. HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA = HUKUM DALTON"Bila dua buah unsur dapat membentuk dua atau lebih senyawa untuk massa salah satu unsur yang sama banyaknya maka perbandingan massa unsur kedua akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana".

Contoh:

Bila unsur Nitrogen den oksigen disenyawakan dapat terbentuk,NO dimana massa N : 0 = 14 : 16 = 7 : 8NO2 dimana massa N : 0 = 14 : 32 = 7 : 16Untuk massa Nitrogen yang same banyaknya maka perbandingan massa Oksigen pada senyawa NO : NO2 = 8 :16 = 1 : 2

4. HUKUM-HUKUM GASUntuk gas ideal berlaku persamaan : PV = nRT

dimana:P = tekanan gas (atmosfir)V = volume gas (liter)n = mol gasR = tetapan gas universal = 0.082 lt.atm/mol KelvinT = suhu mutlak (Kelvin)

Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:

a. HUKUM BOYLEHukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengann1 = n2 dan T1 = T2 ; sehingga diperoleh : P1 V1 = P2 V2

Contoh:Berapa tekanan dari 0 5 mol O2 dengan volume 10 liter jika pada temperatur tersebut 0.5 mol NH3 mempunyai volume 5 liter den tekanan 2 atmosfir ?

Jawab:P1 V1 = P2 V22.5 = P2 . 10 P2 = 1 atmosfir

b. HUKUM GAY-LUSSAC"Volume gas-gas yang bereaksi den volume gas-gas hasil reaksi bile diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai bilangan bulat den sederhana".

Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku : V1 / V2 = n1 / n2

Contoh:Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H2) massanya 0.1 g.Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab: V1/V2 = n1/n2 10/1 = (x/28) / (0.1/2) x = 14 gramJadi massa gas nitrogen = 14 gram.

c. HUKUM BOYLE-GAY LUSSACHukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu den diturukan dengan keadaan harga n = n2 sehingga diperoleh persamaan:

P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2

d. HUKUM AVOGADRO"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0o C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas.

Contoh:Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27o C dan tekanan 1 atm ?(Ar: H = 1 ; N = 14)

Jawab:85 g amoniak = 17 mol = 0.5 molVolume amoniak (STP) = 0.5 x 22.4 = 11.2 literBerdasarkan persamaan Boyle-Gay Lussac:

P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T21 x 112.1 / 273 = 1 x V2 / (273 + 27) V2 = 12.31 liter

B. MASSA ATOM DAN MASSA RUMUS

1. Massa Atom Relatif (Ar)merupakan perbandingan antara massa 1 atom dengan 1/12 massa1 atom karbon 12

2. Massa Molekul Relatif (Mr)merupakan perbandingan antara massa 1 molekul senyawa

dengan1/12 massa 1 atom karbon 12.

Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa merupakanpenjumlahandari massa atom unsur-unsur penyusunnya.Contoh:Jika Ar untuk X = 10 dan Y = 50 berapakah Mr senyawa X2Y4 ?Jawab:Mr X2Y4 = 2 x Ar . X + 4 x Ar . Y = (2 x 10) + (4 x 50) = 220

C. KONSEP MOL

1 mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom-atomnya atau molekul-molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = Mr

senyawa itu.

Jika bilangan Avogadro = L maka :L = 6.023 x 1023

1 mol atom = L buah atom, massanya = Ar atom tersebut.1 mol molekul = L buah molekul massanya = Mr molekul tersehut.Massa 1 mol zat disebut sebagai massa molar zat

Contoh:Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ?

Jawab:Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 mol NaOH = massa / Mr = 20 / 40 = 0.5 mol Banyaknya molekul NaOH = 0.5 L

= 0.5 x 6.023 x 1023 = 3.01 x 1023 molekul.

D. PERSAMAAN REAKSI

PERSAMAAN REAKSI MEMPUNYAI SIFAT1. Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama2. Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi

selalu sama3. Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol

(khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama)

Contoh: Tentukanlah koefisien reaksi dariHNO3 (aq) + H2S (g) NO (g) + S (s) + H2O (l)

Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga:

a HNO3 + b H2S c NO + d S + e H2OBerdasarkan reaksi di atas makaatom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi)atom O : 3a = c + e 3a = a + e e = 2aatom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a ; 2b = 3a ; b = 3/2 aatom S : b = d = 3/2 aMaka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya :

2 HNO3 + 3 H2S 2 NO + 3 S + 4 H2O

BAB II

HITUNGAN KIMIA

Hitungan kimia adalah cara-cara perhitungan yang berorientasi padahukum-hukum dasar ilmu kimia.

Dalam hal ini akan diberikan bermacam-macam contoh soal hitungan kimia beserta pembahasanya.

Contoh-contoh soal :1. Berapa persen kadar kalsium (Ca) dalam kalsium karbonat ? (Ar: C

= 12 ; O= 16 ; Ca=40)Jawab :1 mol CaCO3, mengandung 1 mol Ca + 1 mol C + 3 mol OMr CaCO3 = 40 + 12 + 48 = 100Jadi kadar kalsium dalam CaCO3 = 40/100 x 100% = 40%

2. Sebanyak 5.4 gram logam alumunium (Ar = 27) direaksikan dengan asam klorida encer berlebih sesuai reaksi :

2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)Berapa gram aluminium klorida dan berapa liter gas hidrogen yang dihasilkan pada kondisi standar ?

Jawab:Dari persamaan reaksi dapat dinyatakan2 mol Al x 2 mol AlCl3 3 mol H25.4 gram Al = 5.4/27 = 0.2 molJadi:AlCl3 yang terbentuk = 0.2 x Mr AlCl3 = 0.2 x 133.5 = 26.7 gramVolume gas H2 yang dihasilkan (0o C, 1 atm) = 3/2 x 0.2 x 2 = 0,6 liter

3. Suatu bijih besi mengandung 80% Fe2O3 (Ar: Fe=56; O=16). Oksida ini direduksi dengan gas CO sehingga dihasilkan besi.Berapa ton bijih besi diperlukan untuk membuat 224 ton besi ?Jawab:1 mol Fe2O3 mengandung 2 mol Femaka : massa Fe2O3 = ( Mr Fe2O3/2 Ar Fe ) x massa Fe

= (160/112) x 224 = 320 tonJadi bijih besi yang diperlukan = (100 / 80) x 320 ton = 400 ton

4. Untuk menentukan air kristal tembaga sulfat 24.95 gram garam tersebut dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Setelah pemanasan massa garam tersebut menjadi 15.95 gram. Berapa banyak air kristal yang terkandung dalam garam tersebut ?

Jawab :misalkan rumus garamnya adalah CuSO4 . xH2OCuSO4 . xH2O CuSO4 + xH2O24.95 gram CuSO4 . xH2O = 15.95 + x mol15.95 gram CuSO4 = 15.95 mol = 1 molmenurut persamaan reaksi di atas dapat dinyatakan bahwa:banyaknya mol CuS04 . xH2O = mol CuSO4; sehingga persamaannya24.95/ (15.95 + x) = 1 x = 9Jadi rumus garamnya adalah CuS04 . 9H2O

Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus empiris adalah rumus yang paling sederhana dari suatu senyawa.Rumus ini hanya menyatakan perbandingan jumlah atom-atom yang terdapat dalam molekul.Rumus empiris suatu senyawa dapat ditentukan apabila diketahui salah satu:- massa dan Ar masing-masing unsurnya- % massa dan Ar masing-masing unsurnya- perbandingan massa dan Ar masing-masing unsurnya

Rumus molekul: bila rumus empirisnya sudah diketahui dan Mr juga diketahui maka rumus molekulnya dapat ditentukan

Contoh 1:Suatu senyawa C den H mengandung 6 gram C dan 1 gram H. Tentukanlah rumus empiris dan rumus molekul senyawa tersebut bila diketahui Mr nya = 28 !Jawab:mol C : mol H = 6/12 : 1/1 = 1/2 : 1 = 1 : 2Jadi rumus empirisnya: (CH2)nBila Mr senyawa tersebut = 28 maka: 12n + 2n = 28 14n = 28 n = 2Jadi rumus molekulnya : (CH2)2 = C2H4

Contoh 2:Untuk mengoksidasi 20 ml suatu hidrokarbon (CxHy) dalam keadaan gas diperlukan oksigen sebanyak 100 ml dan dihasilkan CO2 sebanyak 60 ml. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut !Jawab:Persamaan reaksi pembakaran hidrokarbon secara umumCxHy (g) + (x + 1/4 y) O2 (g) x CO2 (g) + 1/2 y H2O (l)Koefisien reaksi menunjukkan perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi.Menurut Gay Lussac gas-gas pada p, t yang sama, jumlah mol berbanding lurus dengan volumenya

Maka:

atau:

1 : 3 = 1 : x x = 31 : 5 = 1 : (x + 1/4y) y = 8Jadi rumus hidrokarbon tersebut adalah : C3H8

mol CxHy mol O2 : mol CO2 = 1 (x + 1/4y) : x

20 100 60 =1 (x + 1/4y) : x

1 5 3 =1 (x + 1/4y) : x

BAB III

TERMOKIMIA

A. Reaksi Eksoterm Dan Endoterm

1. Reaksi Eksoterm

Pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas.Pada reaksi eksoterm harga ΔH = ( - )

Contoh : C(s) + O2(g) CO2(g) + 393.5 kJ ; ΔH = -393.5 kJ

2. Reaksi Endoterm

Pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas.Pada reaksi endoterm harga ΔH = ( + )

Contoh : CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) - 178.5 kJ ; ΔH = +178.5 kJ

B. Perubahan EntalpiEntalpi = H = Kalor reaksi pada tekanan tetap = QpPerubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa perubahan kimia pada tekanan tetap.

a. Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm)Contoh: H2 2H - a kJ ; ∆H= +akJ

b. Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm)Contoh: 2H H2 + a kJ ; ∆H = -a kJ

Istilah yang digunakan pada perubahan entalpi :

1. Entalpi Pembentakan Standar (∆Hf ):∆H untak membentuk 1 mol persenyawaan langsung dari unsur-

unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.Contoh: H2(g) + 1/2 O2(g) H20 (l) ; ∆Hf = -285.85 kJ

2. Entalpi Penguraian:∆H dari penguraian 1 mol persenyawaan langsung menjadi unsur-

unsurnya (= Kebalikan dari ∆H pembentukan).Contoh: H2O (l) H2(g) + 1/2 O2(g) ; ∆H = +285.85 kJ

3. Entalpi Pembakaran Standar (∆Hc ):∆H untuk membakar 1 mol persenyawaan dengan O2 dari udara yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.

Contoh: CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ; ∆Hc = -802 kJ

4. Entalpi Reaksi:∆H dari suatu persamaan reaksi di mana zat-zat yang terdapat dalam persamaan reaksi dinyatakan dalam satuan mol dan koefisien-koefisien persamaan reaksi bulat sederhana.

Contoh: 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 ; ∆H = -1468 kJ

5. Entalpi Netralisasi:∆H yang dihasilkan (selalu eksoterm) pada reaksi penetralan asam atau basa.

Contoh: NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) ; ∆H = -890.4 kJ/mol

6. Hukum Lavoisier-Laplace"Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan 1 mol zat dari unsur-unsurya = jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan zat tersebut menjadi unsur-unsur pembentuknya."Artinya : Apabila reaksi dibalik maka tanda kalor yang terbentuk juga dibalik dari positif menjadi negatif atau sebaliknya

Contoh:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ; ∆H = - 112 kJ2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ; ∆H = + 112 kJ

C. Penentuan Perubahan Entalpi Dan Hukum Hess

1. Penentuan Perubahan EntalpiUntuk menentukan perubahan entalpi pada suatu reaksi kimia biasanya digunakan alat seperti kalorimeter, termometer dan sebagainya yang mungkin lebih sensitif.Perhitungan : ∆H reaksi = ∆ ; ∆Hfo produk - ∆ = ∆Hfo reaktan

2. Hukum Hess"Jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir."

Contoh:

+

Menurut Hukum Hess : x = y + z

D. Energi-Energi Dan Ikatan Kimia

Reaksi kimia merupakan proses pemutusan dan pembentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan energi. Energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan kimia, sehingga membentuk radikal-radikal bebas disebut energi ikatan. Untuk molekul kompleks, energi yang dibutuhkan untuk memecah molekul itu sehingga membentuk atom-atom bebas disebut energi atomisasi.

C(s) + O2(g)∆ CO2(g) ; ∆ H = x kJ ∆ 1 tahap

C(s) + 1/2 02(g)∆ CO(g) ; ∆ H = y kJ ∆ 2 tahap

CO(g) + 1/2 O2(g) ∆ CO2(g) ; ∆ H = z kJ ∆ 2 tahap

C(s) + O2(g) CO2(g) ; H = y + z kJ

Harga energi atomisasi ini merupakan jumlah energi ikatan atom-atom dalam molekul tersebut. Untuk molekul kovalen yang terdiri dari dua atom seperti H2, 02, N2 atau HI yang mempunyai satu ikatan maka energi atomisasi sama dengan energi ikatan Energi atomisasi suatu senyawa dapat ditentukan dengan cara pertolongan entalpi pembentukan senyawa tersebut. Secara matematis hal tersebut dapat dijabarkan dengan persamaan :

Contoh:Diketahui :energi ikatanC - H = 414,5 kJ/MolC = C = 612,4 kJ/molC - C = 346,9 kJ/molH - H = 436,8 kJ/mol

Ditanya:∆H reaksi = C2H4(g) + H2(g) C2H6(g)

∆H reaksi = ∆ energi pemutusan ikatan - ∆ energi pembentukan ikatan

= ∆ energi ikatan di kiri - ∆ energi ikatan di kanan

Jawab:

∆H reaksi = Jumlah energi pemutusan ikatan - Jumlah energi

pembentukan ikatan

= (4(C-H) + (C=C) + (H-H)) - (6(C-H) + (C-C))= ((C=C) + (H-H)) - (2(C-H) + (C-C))= (612.4 + 436.8) - (2 x 414.5 + 346.9)= - 126,7 kJ

BAB IV

SISTEM KOLOID

A. SISTEM DISPERS DAN SISTEM KOLOID

1. SISTEM DISPERSa. Dispersi kasar (suspensi) :

partikel zat yang didispersikan berukuran lebih besar dari 100 nm.b. Dispersi koloid: partikel zat yang didispersikan berukuran antara 1

nm - 100 nm.c. Dispersi molekuler (larutan sejati) :

partikel zat yang didispersikan berukuran lebih kecil dari 1 nm.Sistem koloid pada hakekatnya terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dan medium pendispersi.Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi.

2. JENIS KOLOIDSistem koloid digolongkan berdasarkan pada jenis fase terdispersi dan medium pendispersinya.- koloid yang mengandung fase terdispersi padat disebut sol.- koloid yang mengandung fase terdispersi cair disebut emulsi.- koloid yang mengandung fase terdispersi gas disebut buih.

B. SIFAT-SIFAT KOLOID

Sifat-sifat khas koloid meliputi :

1. Efek TyndallEfek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid. 2.

2. Gerak BrownGerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel koloid.

Koloid Fe(OH)3 bermuatan Koloid As2S3 bermuatan negatif positif karena permukaannya karena permukaannya menyerapmenyerap ion H+ ion S2-

3. AdsorbsiBeberapa partikel koloid mempunyai sifat adsorbsi (penyerapan) terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain.Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorbsi (harus dibedakan dari absorbsi yang artinya penyerapan sampai ke bawah permukaan).Contoh :(i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap

ion H+.(ii) Koloid As2S3 bermuatan negatit karena permukaannya menyerap

ion S2.

4. KoagulasiKoagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.

5. Koloid Liofil dan Koloid LiofobKoloid ini terjadi pada sol yaitu fase terdispersinya padatan dan medium pendispersinya cairan.

Koloid Liofil: sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya besar terhadap medium pendispersinya.Contoh: sol kanji, agar-agar, lem, cat

Koloid Liofob: sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya kecil terhadap medium pendispersinya.Contoh: sol belerang, sol emas.

C. ELEKTROFERISIS DAN DIALISIS

1. ELEKTROFERESISElektroferesis adalah peristiwa pergerakan partikel koloid yang bermuatan ke salah satu elektroda.Elektrotoresis dapat digunakan untuk mendeteksi muatan partikel koloid. Jika partikel koloid berkumpul di elektroda positif berarti koloid bermuatan negatif dan jika partikel koloid berkumpul di elektroda negatif berarti koloid bermuatan positif.Prinsip elektroforesis digunakan untuk membersihkan asap dalam suatu industri dengan alat Cottrell.

2. DIALISISDialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya.Pada proses dialisis ini digunakan selaput semipermeabel.

D. PEMBUATAN KOLOID

1. Cara KondensasiCara kondensasi termasuk cara kimia.

KondensasiPrinsip : Partikel Molekular --------------> Partikel Koloid

Reaksi kimia untuk menghasilkan koloid meliputi :

a. Reaksi Redoks2 H2S(g) + SO2(aq) 3 S(s) + 2 H2O(l)

b. Reaksi HidrolisisFeCl3(aq) + 3 H2O(l) Fe(OH)3(s) + 3 HCl(aq)

c. ReaksiSubstitusi2 H3AsO3(aq) + 3 H2S(g) As2S3(s) + 6 H2O(l)

d. Reaksi PenggaramanBeberapa sol garam yang sukar larut seperti AgCl, AgBr, PbI2, BaSO4 dapat membentuk partikel koloid dengan pereaksi yang encer.AgNO3(aq) (encer) + NaCl(aq) (encer) AgCl(s) + NaNO3(aq) (encer)

2. Cara Dispersi

Prinsip : Partikel Besar ----------------> Partikel Koloid

Cara dispersi dapat dilakukan dengan cara mekanik atau cara kimia:

a. Cara MekanikCara ini dilakukan dari gumpalan partikel yang besar kemudian dihaluskan dengan cara penggerusan atau penggilingan.

b. Cara Busur BredigCara ini digunakan untak membuat sol-sol logam.

c. Cara PeptisasiCara peptisasi adalah pembuatan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan suatu zat pemeptisasi (pemecah).Contoh:- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH)3 oleh

AlCl3

BAB V

KECEPATAN REAKSI

A. KONSENTRASI DAN KECEPATAN REAKSIKecepatan reaksi adalah banyaknya mol/liter suatu zat yang dapat berubah menjadi zat lain dalam setiap satuan waktu.

Untuk reaksi: aA + bB mM + nNmaka kecepatan reaksinya adalah:

1 (dA) 1 d(B) 1 d(M) 1 d(N)

V = - ------- - ------- = + -------- + ---------

a dt b dt m dt n dt

dimana:

-1/a . d(A) /dt= rA= kecepatan reaksi zat A = pengurangan konsentrasi zat A per satuan wakru.

-1/b . d(B) /dt= rB= kecepatan reaksi zat B = pengurangan konsentrasi zat B per satuan waktu.

-1/m . d(M) /dt= rM= kecepatan reaksi zat M = penambahan konsentrasi zat M per satuan waktu.

-1/n . d(N) /dt= rN= kecepatan reaksi zat N = penambahan konsentrasi zat N per satuan waktu.

Pada umumnya kecepatan reaksi akan besar bila konsentrasi pereaksi cukup besar. Dengan berkurangnya konsentrasi pereaksi sebagai akibat reaksi, maka akan berkurang pula kecepatannya. Secara umum kecepatan reaksi dapat dirumuskan sebagai berikut:

V = k(A) x (B) y

dimana:V = kecepatan reaksik = tetapan laju reaksix = orde reaksi terhadap zat Ay = orde reaksi terhadap zat B

(x + y) adalah orde reaksi keseluruhan(A) dan (B) adalah konsentrasi zat pereaksi.

B. Orde Reaksi

Orde reaksi adalah banyaknya faktor konsentrasi zat reaktan yang mempengaruhi kecepatan reaksi.Penentuan orde reaksi tidak dapat diturunkan dari persamaan reaksi tetapi hanya dapat ditentukan berdasarkan percobaan.Suatu reaksi yang diturunkan secara eksperimen dinyatakan dengan rumus kecepatan reaksi

v = k (A) (B) 2

Contoh soal:

Dari reaksi 2NO(g) + Br2(g) 2NOBr(g)dibuat percobaan dan diperoleh data sebagai berikut:

No. (NO) mol/l (Br2) mol/lKecepatan

Reaksimol / 1 / detik

1. 0.1 0.1 12

2. 0.1 0.2 24

3. 0.1 0.3 36

4. 0.2 0.1 48

5. 0.3 0.1 108

Pertanyaan:a. Tentukan orde reaksinya !b. Tentukan harga k (tetapan laju reaksi) !

Jawab:

a Pertama-tama kita misalkan rumus kecepatan reaksinya adalah V = k(NO)x(Br2)

y : jadi kita harus mencari nilai x den y.Untuk menentukan nilai x maka kita ambil data dimana konsentrasiterhadap Br2 tidak berubah, yaitu data (1) dan (4).Dari data ini terlihat konsentrasi NO naik 2 kali sedangkan kecepatanreaksinya naik 4 kali maka :2x = 4 x = 2 (reaksi orde 2 terhadap NO)

Untuk menentukan nilai y maka kita ambil data dimana konsentrasiterhadap NO tidak berubah yaitu data (1) dan (2). Dari data ini terlihatkonsentrasi Br2 naik 2 kali, sedangkan kecepatan reaksinya naik 2 kali, maka :2y = 2 y = 1 (reaksi orde 1 terhadap Br2)

Jadi rumus kecepatan reaksinya : V = k(NO)2(Br2) (reaksi orde 3)

b Untuk menentukan nilai k cukup kita ambil salah satu data percobaan saja misalnya data (1), maka:

V = k(NO)2(Br2)12 = k(0.1)2(0.1)k = 12 x 103 mol-212det-1

C. Teori Tumbukan Dan Teori Keadaan Transisi

Teori tumbukan didasarkan atas teori kinetik gas yang mengamati tentang bagaimana suatu reaksi kimia dapat terjadi. Menurut teori tersebut kecepatan reaksi antara dua jenis molekul A dan B sama dengan jumiah tumbukan yang terjadi per satuan waktu antara kedua jenis molekul tersebut. Jumlah tumbukan yang terjadi persatuan waktu sebanding dengan konsentrasi A dan konsentrasi B. Jadi makin besar konsentrasi A dan konsentrasi B akan semakin besar pula jumlah tumbukan yang terjadi.

TEORI TUMBUKAN INI TERNYATA MEMILIKI BEBERAPA KELEMAHAN, ANTARA LAIN :

- tidak semua tumbukan menghasilkan reaksi sebab ada energi tertentu yang harus dilewati (disebut energi aktivasi = energi pengaktifan) untak dapat menghasilkan reaksi. Reaksi hanya akan terjadi bila energi tumbukannya lebih besar atau sama dengan energi pengaktifan (Ea).

- molekul yang lebih rumit struktur ruangnya menghasilkan tumbukan yang tidak sama jumlahnya dibandingkan dengan molekul yang sederhana struktur ruangnya.

Teori tumbukan di atas diperbaiki oleh tcori keadaan transisi atau teori laju reaksi absolut. Dalam teori ini diandaikan bahwa ada suatu keadaan yang harus dilewati oleh molekul-molekul yang bereaksi dalam tujuannya menuju ke keadaan akhir (produk). Keadaan tersebut dinamakan keadaan transisi. Mekanisme reaksi keadaan transisi dapat ditulis sebagai berikut:

A + B ; T* --> C + Ddimana:

- A dan B adalah molekul-molekul pereaksi- T* adalah molekul dalam keadaan transisi- C dan D adalah molekul-molekul hasil reaksi

SECARA DIAGRAM KEADAAN TRANSISI INI DAPAT DINYATAKAN SESUAI KURVA BERIKUT

Dari diagram terlibat bahwa energi pengaktifan (Ea) merupakan energi keadaan awal sampai dengan energi keadaan transisi. Hal tersebut berarti bahwa molekul-molekul pereaksi harus memiliki energi paling sedikit sebesar energi pengaktifan (Ea) agar dapat mencapai keadaan transisi (T*) dan kemudian menjadi hasil reaksi (C + D).

Catatan :energi pengaktifan (= energi aktivasi) adalah jumlah energi minimum yang dibutuhkan oleh molekul-molekul pereaksi agar dapat melangsungkan reaksi.

D. Tahap Menuju Kecepatan ReaksiDalam suatu reaksi kimia berlangsungnya suatu reaksi dari keadaan

semula (awal) sampai keadaan akhir diperkirakan melalui beberapa tahap reaksi.

Contoh: 4 HBr(g) + O2(g) 2 H2O(g) + 2 Br2(g)

Dari persamaan reaksi di atas terlihat bahwa tiap 1 molekul O2 bereaksi dengan 4 molekul HBr. Suatu reaksi baru dapat berlangsung apabila ada tumbukan yang berhasil antara molekul-molekul yang bereaksi. Tumbukan sekaligus antara 4 molekul HBr dengan 1 molekul O2 kecil sekali kemungkinannya untuk berhasil. Tumbukan yang mungkin berhasil adalah tumbukan antara 2 molekul yaitu 1 molekul HBr dengan 1 molekul O2. Hal ini berarti reaksi di atas harus berlangsung dalam beberapa tahap dan diperkirakan tahap-tahapnya adalah :

Tahap 1: HBr + O2 HOOBr (lambat)

Tahap 2: HBr + HOOBr 2HOBr (cepat)

Tahap 3: (HBr + HOBr H2O + Br2) x 2 (cepat)

------------------------------------------------------ +

4 HBr + O2 --> 2H2O + 2 Br2

Dari contoh di atas ternyata secara eksperimen kecepatan berlangsungnya reaksi tersebut ditentukan oleh kecepatan reaksi pembentukan HOOBr yaitu reaksi yang berlangsungnya paling lambat.Rangkaian tahap-tahap reaksi dalam suatu reaksi disebut "mekanisme reaksi" dan kecepatan berlangsungnya reaksi keselurahan ditentukan oleh reaksi yang paling lambat dalam mekanisme reaksi. Oleh karena itu, tahap ini disebut tahap penentu kecepatan reaksi.

E. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KECEPATAN REAKSI

Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi antara lain konsentrasi, sifat zat yang bereaksi, suhu dan katalisator.

1. KONSENTRASIDari berbagai percobaan menunjukkan bahwa makin besar konsentrasi zat-zat yang bereaksi makin cepat reaksinya berlangsung. Makin besar konsentrasi makin banyak zat-zat yang bereaksi sehingga makinbesar kemungkinan terjadinya tumbukan dengan demikian makin besar pula kemungkinan terjadinya reaksi.

2. SIFAT ZAT YANG BEREAKSISifat mudah sukarnya suatu zat bereaksi akan menentukan kecepatan berlangsungnya reaksi.Secara umum dinyatakan bahwa:

- Reaksi antara senyawa ion umumnya berlangsung cepat.Hal ini disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara ion-ion yang muatannya berlawanan.Contoh: Ca2+(aq) + CO3

2+(aq) CaCO3(s)Reaksi ini berlangsung dengan cepat.

- Reaksi antara senyawa kovalen umumnya berlangsung lambat.Hal ini disebabkan karena untuk berlangsungnya reaksi tersebut dibutuhkan energi untuk memutuskan ikatan-ikatan kovalen yang terdapat dalam molekul zat yang bereaksi.Contoh: CH4(g) + Cl2(g) CH3Cl(g) + HCl(g)Reaksi ini berjalan lambat reaksinya dapat dipercepat apabila diberi energi misalnya cahaya matahari.

3. SUHUPada umumnya reaksi akan berlangsung lebih cepat bila suhu dinaikkan. Dengan menaikkan suhu maka energi kinetik molekul-molekul zat yang bereaksi akan bertambah sehingga akan lebih banyak molekul yang memiliki energi sama atau lebih besar dari Ea. Dengan demikian lebih banyak molekul yang dapat mencapai keadaan transisi atau dengan kata lain kecepatan reaksi menjadi lebih besar. Secara matematis hubungan antara nilai tetapan laju reaksi (k) terhadap suhu dinyatakan oleh formulasi ARRHENIUS:

k = A . e-E/RT

dimana:

k : tetapan laju reaksiA : tetapan Arrhenius yang harganya khas untuk setiap reaksiE : energi pengaktifanR : tetapan gas universal = 0.0821.atm/moloK = 8.314 joule/moloKT : suhu reaksi (oK)

4. KATALISATORKatalisator adalah zat yang ditambahkan ke dalam suatu reaksi dengan maksud memperbesar kecepatan reaksi. Katalis terkadang ikut terlibat dalam reaksi tetapi tidak mengalami perubahan kimiawi yang permanen, dengan kata lain pada akhir reaksi katalis akan dijumpai kembali dalam bentuk dan jumlah yang sama seperti sebelum reaksi.

Fungsi katalis adalah memperbesar kecepatan reaksinya (mempercepat reaksi) dengan jalan memperkecil energi pengaktifan suatu reaksi dan dibentuknya tahap-tahap reaksi yang baru. Dengan menurunnya energi pengaktifan maka pada suhu yang sama reaksi dapat berlangsung lebih cepat

BAB VI

KESETIMBANGAN KIMIA

A. Keadaan Kesetimbangan

Reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik. Apabila dalam suatu reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai:

A + B C + D

ADA DUA MACAM SISTEM KESETIMBANGAN, YAITU :

1. Kesetimbangan dalam sistem homogen

a. Kesetimbangan dalam sistem gas-gasContoh: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

b Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutanContoh: NH4OH(aq) NH4

+(aq) + OH- (aq)

2. Kesetimbangan dalam sistem heterogen

a. Kesetimbangan dalam sistem padat gasContoh: CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

b. Kesetimbangan sistem padat larutanContoh: BaSO4(s) Ba2

+(aq) + SO42- (aq)

c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gasContoh: Ca(HCO3)

2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

B. Hukum Kesetimbangan

Hukum Guldberg dan Wange:

Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisa dimana masing-masing konsentrasi itu dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap.

Pernyataan tersebut juga dikenal sebagai hukum kesetimbangan.Untuk reaksi kesetimbangan: a A + b B c C + d D maka:

Kc = (C)c x (D)d / (A)a x (B)b

Kc adalah konstanta kesetimbangan yang harganya tetap selama suhu tetap.

BEBERAPA HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN

- Jika zat-zat terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat dan gas yang dimasukkan dalam, persamaan kesetimbangan hanya zat-zat yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi zat padat adalah tetap dan nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu.

Contoh: C(s) + CO2(g) 2CO(g)Kc = (CO)2 / (CO2)

- Jika kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja.

Contoh: Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)Kc = (Zn2+) / (CO2+)

- Untuk kesetimbangan antara zat-zat dalam larutan jika pelarutnya tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka konsentrasi dari pelarut itu tidak dimasukkan dalam perhitungan Kc.

Contoh: CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq)Kc = (CH3COOH) x (OH-) / (CH3COO-)

Contoh soal:1. Satu mol AB direaksikan dengan satu mol CD menurut persamaan reaksi:

AB(g) + CD(g) AD(g) + BC(g)

Setelah kesetimbangan tercapai ternyata 3/4 mol senyawa CD berubah menjadi AD dan BC. Kalau volume ruangan 1 liter, tentukan tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini !

Jawab:Perhatikan reaksi kesetimbangan di atas jika ternyata CD berubah (bereaksi) sebanyak 3/4 mol maka AB yang bereaksi juga 3/4 mol (karena koefsiennya sama). Dalam keadaan kesetimbangan:(AD) = (BC) = 3/4 mol/l(AB) sisa = (CD) sisa = 1 - 3/4 = 1/4 n mol/l

Kc = [(AD) x (BC)]/[(AB) x (CD)] = [(3/4) x (3/4)]/[(1/4) x (1/4)] = 9

2. Jika tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

A(g) + 2B(g) 4C(g)

sama dengan 0.25, maka berapakah besarnya tetapan kesetimbangan bagi reaksi:2C(g) 1/2A(g) + B(g)

Jawab:- Untuk reaksi pertama: K1 = (C)4/[(A) x (B)2] = 0.25- Untuk reaksi kedua : K2 = [(A)1/2 x (B)]/(C)2

- Hubungan antara K1 dan K2 dapat dinyatakan sebagai:K1 = 1 / (K2)

2 K2 = 2

C. Pergeseran Kesetimbangan

Azas Le Chatelier menyatakan: Bila pada sistem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya.Perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan pergeseran kesetimbangan.Bagi reaksi:

A + B C + D

KEMUNGKINAN TERJADINYA PERGESERAN

a. Dari kiri ke kanan, berarti A bereaksi dengan B memhentuk C dan D, sehingga jumlah mol A dan Bherkurang, sedangkan C dan D bertambah.

b. Dari kanan ke kiri, berarti C dan D bereaksi membentuk A dan B. sehingga jumlah mol C dan Dherkurang, sedangkan A dan B bertambah.

FAKTOR-FAKTOR YANG DAPAT MENGGESER LETAK KESETIMBANGAN ADALAH :a. Perubahan konsentrasi salah satu zatb. Perubahan volume atau tekananc. Perubahan suhu

1. PERUBAHAN KONSENTRASI SALAH SATU ZATApabila dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu zat diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut.

Contoh: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)- Bila pada sistem kesetimbangan ini ditambahkan gas SO2, maka

kesetimbangan akan bergeser ke kanan.- Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O2, maka

kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

2. PERUBAHAN VOLUME ATAU TEKANANJika dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan berupa pergeseran kesetimbangan.

Jika tekanan diperbesar = volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien Reaksi Kecil.Jika tekanan diperkecil = volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien reaksi besar.Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka perubahan tekanan/volume tidak menggeser letak kesetimbangan.

Contoh:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Koefisien reaksi di kanan = 2Koefisien reaksi di kiri = 4

- Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperbesar (= volume diperkecil), maka kesetimbangan akanbergeser ke kanan.

- Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperkecil (= volume diperbesar), maka kesetimbangan akanbergeser ke kiri.

PERUBAHAN SUHU

Menurut Van't Hoff:

- Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).

- Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm).Contoh:

2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ; ΔH = -216 kJ

- Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

- Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.

D. Pengaruh Katalisator Terhadap Kesetimbangan Dan Hubungan Antara Harga Kc Dan Kp

PENGARUH KATALISATOR TERHADAP KESETIMBANGANFungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan Kc tetap), hal ini disebabkan katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.

HUBUNGAN ANTARA HARGA Kc DENGAN Kp

Untuk reaksi umum:

a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)

Harga tetapan kesetimbangan:Kc = [(C)c . (D)d] / [(A)a . (B)b]Kp = (PC

c x PDd) / (PA

a x PBb)

dimana: PA, PB, PC dan PD merupakan tekanan parsial masing-masing gas A, B. C dan D.Secara matematis, hubungan antara Kc dan Kp dapat diturunkan sebagai: Kp = Kc (RT) n

dimana n adalah selisih (jumlah koefisien gas kanan) dan (jumlah koefisien gas kiri).

Contoh:Jika diketahui reaksi kesetimbangan:

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Pada suhu 300o C, harga Kp= 16. Hitunglah tekanan parsial CO2, jika tekanan total dalaun ruang 5 atm!

Jawab:Misalkan tekanan parsial gas CO = x atm, maka tekanan parsial gas CO2 = (5 - x) atm.Kp = (PCO)2 / PCO2 = x2 / (5 - x) = 16 ; x = 4Jadi tekanan parsial gas CO2 = (5 - 4) = 1 atm

E. Kesetimbangan Disosiasi

Disosiasi adalah penguraian suatu zat menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana.

Derajat disosiasi adalah perbandingan antara jumlah mol yang terurai dengan jumlah mol mula-mula.

Contoh:

2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)besarnya nilai derajat disosiasi (µ):

µ = mol NH3 yang terurai / mol NH3 mula-mula

Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jika:a = 0 berarti tidak terjadi penguraiana = 1 berarti terjadi penguraian sempurna0 < µ < 1 berarti disosiasi pada reaksi setimbang (disosiasi sebagian).

Contoh:

Dalam reaksi disosiasi N2O4 berdasarkan persamaanN2O4(g) 2NO2(g)

banyaknya mol N2O4 dan NO2 pada keadaan setimbang adalah sama. Pada keadaan ini berapakah harga derajat disosiasinya ? Jawab:Misalkan mol N2O4 mula-mula = a molmol N2O4 yang terurai = a mol ; mol N2O4 sisa = a (1 - µ) molmol NO2 yang terbentuk = 2 x mol N2O4 yang terurai = 2 a molPada keadaan setimbang:mol N2O4 sisa = mol NO2 yang terbentuka(1 - µ) = 2a ; 1 - µ = 2 ; µ = 1/3

BAB VII

LARUTAN

A. Pendahuluan

LARUTAN adalah campuran homogen dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik.

Larutan terdiri atas zat terlarut dan pelarut.Berdasarkan daya hantar listriknya (daya ionisasinya), larutan dibedakan dalam dua macam, yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.

Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.

Larutan ini dibedakan atas :

1. ELEKTROLIT KUATLarutan elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar listrik yang kuat, karena zat terlarutnya didalam pelarut (umumnya air), seluruhnya berubah menjadi ion-ion (alpha = 1).

Yang tergolong elektrolit kuat adalah:

a. Asam-asam kuat, seperti : HCl, HCl03, H2SO4, HNO3 dan lain-lain.

b. Basa-basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, seperti: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain.

c. Garam-garam yang mudah larut, seperti: NaCl, KI, Al2(SO4)3

dan lain-lain

2. ELEKTROLIT LEMAH

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar: O < alpha < 1.Yang tergolong elektrolit lemah:a. Asam-asam lemah, seperti : CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan

lain-lainb. Basa-basa lemah seperti : NH4OH, Ni(OH)2 dan lain-lainc. Garam-garam yang sukar larut, seperti : AgCl, CaCrO4, PbI2 dan

lain-lain

Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion).

Tergolong ke dalam jenis ini misalnya:

- Larutan urea- Larutan sukrosa- Larutan glukosa- Larutan alkohol dan lain-lain

B. Konsentrasi Larutan

Konsentrasi merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut.Menyatakan konsentrasi larutan ada beberapa macam, di antaranya:

1. FRAKSI MOLFraksi mol adalah perbandingan antara jumiah mol suatu komponen dengan jumlah mol seluruh komponen yang terdapat dalam larutan.Fraksi mol dilambangkan dengan X.

Contoh:Suatu larutan terdiri dari 3 mol zat terlarut A den 7 mol zat terlarut B. maka:XA = nA / (nA + nB) = 3 / (3 + 7) = 0.3 XB = nB /(nA + nB) = 7 / (3 + 7) = 0.7* XA + XB = 1

2. PERSEN BERATPersen berat menyatakan gram berat zat terlarut dalam 100 gram larutan.

Contoh:Larutan gula 5% dalam air, artinya: dalam 100 gram larutan terdapat :- gula = 5/100 x 100 = 5 gram- air = 100 - 5 = 95 gram

3. MOLALITAS (m)Molalitas menyatakan mol zat terlarut dalam 1000 gram pelarut.

Contoh:Hitunglah molalitas 4 gram NaOH (Mr = 40) dalam 500 gram air !- molalitas NaOH = (4/40) / 500 gram air = (0.1 x 2 mol) / 1000

gram air = 0,2 m

4. MOLARITAS (M)Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutan.Contoh:Berapakah molaritas 9.8 gram H2SO4 (Mr= 98) dalam 250 ml larutan ?- molaritas H2SO4 = (9.8/98) mol / 0.25 liter = (0.1 x 4) mol / liter = 0.4 M

5. NORMALITAS (N)Normalitas menyatakan jumlah mol ekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan. Untuk asam, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion H+. Untuk basa, 1 mol ekivalennya sebanding dengan 1 mol ion OH-.Antara Normalitas dan Molaritas terdapat hubungan :N = M x valensi

BAB VIII

EKSPONEN HIDROGEN

A. Pendahuluan

Besarnya konsentrasi ion H+ dalam larutan disebut derajat

keasaman.

Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai

pengertian pH.

pH = - log [H+]

Untuk air murni (25oC): [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l

pH = - log 10-7 = 7

Atas dasar pengertian ini, ditentukan:

- Jika nilai pH = pOH = 7, maka larutan bersifat netral

- Jika nilai pH < 7, maka larutan bersifat asam

- Jika nilai pH > 7, maka larutan bersifat basa

- Pada suhu kamar: pKw = pH + pOH = 14

1. pH Asam Kuat

Bagi asam-asam kuat ( = 1), maka menyatakan nilai pH larutannya dapat

dihitung langsung dari konsentrasi asamnya (dengan melihat valensinya).

Contoh:

1. Hitunglah pH dari 100 ml larutan 0.01 M HCl !

Jawab:

HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

[H+] = [HCl] = 0.01 = 10-2 M

pH = - log 10-2 = 2

2. Hitunglah pH dari 2 liter larutan 0.1 mol asam sulfat !

Jawab:

H2SO4(aq) 2 H+(aq) + SO42-(aq)

[H+] = 2[H2SO4] = 2 x 0.1 mol/2.0 liter = 2 x 0.05 = 10-1 M

pH = - log 10-1 = 1

B. Menyatakan pH Larutan Asam

Untuk menyatakan nilai pH suatu larutan asam, maka yang paling

awal harus ditentukan (dibedakan) antara asam kuat dengan asam lemah.

2. pH Asam Lemah

Bagi asam-asam lemah, karena harga derajat ionisasinya 1 (0 < φ < 1)

maka besarnya konsentrasi ion H+ tidak dapat dinyatakan secara

langsung dari konsentrasi asamnya (seperti halnya asam kuat).

Langkah awal yang harus ditempuh adalah menghitung besarnya [H+]

dengan rumus

[H+] = Ca . Ka)

dimana:

Ca = konsentrasi asam lemah

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Contoh:

Hitunglah pH dari 0.025 mol CH3COOH dalam 250 ml larutannya, jika

diketahui Ka = 10-5

Jawab:

Ca = 0.025 mol/0.025 liter = 0.1 M = 10-1 M

[H+] = Ca . Ka) = 10-1 . 10-5 = 10-3 M

pH = -log 10-3 = 3

1. pH Basa Kuat

Untuk menentukan pH basa-basa kuat (= 1), maka terlebih dahulu dihitung nilai

pOH larutan dari konsentrasi basanya.

Contoh:

a. Tentukan pH dari 100 ml larutan KOH 0.1 M !

b. Hitunglah pH dari 500 ml larutan Ca(OH)2 0.01 M !

Jawab:

a. KOH(aq) K+(aq) + (aq)

[] = [KOH] = 0.1 = 10-1 M

pOH = - log 10-1 = 1

pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13

b. Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq) + 2 (aq)

[OH-1] = 2[Ca(OH)2] = 2 x 0.01 = 2.10-2 M

pOH = - log 2.10-2 = 2 - log 2

pH = 14 - pOH = 14 - (2 - log 2) = 12 + log 2

C. Menyatakan pH Larutan Basa

Prinsip penentuan pH suatu larutan basa sama dengan penentuan pH

larutam asam, yaitu dibedakan untuk basa kuat dan basa lemah.

[] = Cb . Kb)

2. pH Basa Lemah

Bagi basa-basa lemah, karena harga derajat ionisasinya 1, maka untuk

menyatakan konsentrasi ion OH- digunakan rumus:

[OH-] = Cb . Kb)

dimana:

Cb = konsentrasi basa lemah

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Contoh:

Hitunglah pH dari 100 ml 0.001 M larutan NH4OH, jika diketahui tetapan

ionisasinya = 10-5 !

Jawab:

[OH-] = Cb . Kb) = 10-3 . 10-5 = 10-4 M

pOH = - log 10-4 = 4

pH = 14 - pOH = 14 - 4 = 10

a. Campuran asam lemah dengan garam dari asam lemah tersebut.

Contoh:

- CH3COOH dengan CH3COONa

- H3PO4 dengan NaH2PO4

b. Campuran basa lemah dengan garam dari basa lemah tersebut.

Contoh:

- NH4OH dengan NH4Cl

D. Larutan Buffer

Larutan buffer adalah:

Sifat larutan buffer:

- pH larutan tidak berubah jika diencerkan.

- pH larutan tidak berubah jika ditambahkan ke dalamnya sedikit asam atau

basa.

1. Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran asam lemah dengan garamnya

(larutannya akan selalu mempunyai pH < 7) digunakan rumus:

[H+] = Ka. Ca/Cg

pH = pKa + log Ca/Cg

dimana:

Ca = konsentrasi asam lemah

Cg = konsentrasi garamnya

Ka = tetapan ionisasi asam lemah

Contoh:

Hitunglah pH larutan yang terdiri atas campuran 0.01 mol asam asetat dengan

0.1 mol natrium Asetat dalam 1 1iter larutan !

Ka bagi asam asetat = 10-5

Jawab:

Ca = 0.01 mol/liter = 10-2 M

Cg = 0.10 mol/liter = 10-1 M

pH= pKa + log Cg/Ca = -log 10-5 + log-1/log-2 = 5 + 1 = 6

CARA MENGHITUNG LARUTAN BUFFER

2. Untuk larutan buffer yang terdiri atas campuran basa lemah dengan garamnya

(larutannya akan selalu mempunyai pH > 7), digunakan rumus:

[OH-] = Kb . Cb/Cg

pOH = pKb + log Cg/Cb

dimana:

Cb = konsentrasi base lemah, Cg = konsentrasi garamnya

Kb = tetapan ionisasi basa lemah

Contoh:

Hitunglah pH campuran 1 liter larutan yang terdiri atas 0.2 mol NH4OH dengan 0.1

mol HCl ! (Kb= 10-5)

Jawab:

NH4OH(aq) + HCl(aq) NH4Cl(aq) + H2O(l)

mol NH4OH yang bereaksi = mol HCl yang tersedia = 0.1 mol

mol NH4OH sisa = 0.2 - 0.1 = 0.1 mol

mol NH4Cl yang terbentuk = mol NH40H yang bereaksi = 0.1 mol

Karena basa lemahnya bersisa dan terbentuk garam (NH4Cl) maka campurannya

akan membentuk larutan buffer.

Cb (sisa) = 0.1 mol/liter = 10-1 M, Cg (yang terbentuk) = 0.1 mol/liter = 10-1 M

pOH = pKb + log Cg/Cb = -log 10-5 + log 10-1/10-1 = 5 + log 1 = 5

pH = 14 - p0H = 14 - 5 = 9

1. Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa kuat (misalnya NaCl,

K2SO4 dan lain-lain) tidak mengalami hidrolisis. Untuk jenis garam yang

demikian nilai pH = 7 (bersifat netral).

2. Garam yang terbentuk dari reaksi asam kuat dengan basa lemah (misalnya

NH4Cl, AgNO3 dan lain-lain) hanya kationnya yang terhidrolisis (mengalami

hidrolisis parsial). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH < 7 (bersifat

asam).

3. Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa kuat (misalnya

CH3COOK, NaCN dan lain-lain) hanya anionnya yang terhidrolisis

(mengalami hidrolisis parsial). Untuk jenis garam yang demikian nilai pH > 7

(bersifat basa).

4. Garam yang terbentuk dari reaksi asam lemah dengan basa lemah (misalnya

CH3COONH4, Al2S3 dan lain-lain) mengalami hidrolisis total (sempurna).

Untuk jenis garam yang demikian nilai pH-nya tergantung harga Ka den Kb.

E. Hidrolisis

Hidrolisis adalah terurainya garam dalam air yang menghasilkan asam atau

basa.

ADA EMPAT JENIS GARAM, YAITU :

[H+] = Kh . Cg

Kh = Kw/Kb

pH = 1/2 (pKW - pKb - log Cg)

pH = 1/2 (pKw - pKb - log Cg)

= 1/2 (-log 10-14 + log 10-5 - log 10-1)

= 1/2 (14 - 5 + 1)

= 1/2 x 10

= 5

F. Garam Yang Terbentuk Dari Asam Kuat Dan Basa Lemah

Karena untuk jenis ini garamnya selalu bersifat asam (pH < 7) digunakan

persamaan:

dimana :

Kh = konstanta hidrolisis

Jika kita ingin mencari nilai pH-nya secara langsung, dipergunakan persamaan:

Contoh:

Hitunglah pH dari 100 ml larutan 0.1 M NH4Cl ! (Kb = 10-5)

Jawab:

NH4Cl adalah garam yang bersifat asam, sehingga pH-nya kita hitung secara

langsung.

G. Garam Yang Terbentuk Dari Asam Lemah Dan Basa Lemah

Untuk jenis garam ini larutannya selalu bersifat basa (pH > 7), dan dalam

perhitungan digunakan persamaan:

[OH-] = Kh . Cg

dimana:

Kh = Kw/Ka

Kh = konstanta hidrolisisJika kita ingin mencari nilai pH-nya secara langsung, dipergunakan persamaan:

pH = 1/2 (pKw + pKa + log Cg)

Contoh:

Hitunglah pH larutan dari 100 ml 0.02 M NaOH dengan 100 ml 0.02 M asam

asetat ! (Ka = 10-5).

Jawab:

NaOH + CH3COOH CH3COONa + H2O

- mol NaOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol

- mol CH3COOH = 100/1000 x 0.02 = 0.002 mol

Karena mol basa yang direaksikannya sama dengan mol asam yang direaksikan, maka tidak ada yang tersisa, yang ada hanya mol garam (CH3COONa) yang terbentuk.

-mol CH3COONa = 0.002 mol (lihat reaksi)- Cg = 0.002 mol/200 ml = 0.002 mol/0.2 liter = 0.01 M = 10-2 M- Nilai pH-nya akan bersifat basa (karena garamnya terbentuk dari

asam lemah dengan basa kuat), besarnya:

pH = 1/2 (pKw + pKa + log Cg)= 1/2 (14 + 5 + log 10-2)= 1/2 (19 - 2)= 8.5

BAB IX

TEORI ASAM BASA DAN STOKIOMETRI LARUTAN

A. Teori Asam Basa

1. MENURUT ARRHENIUS

Asam ialah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion H+.

Basa ialah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion OH-.

Contoh:

1) HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)

2) NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)

2. MENURUT BRONSTED-LOWRY

Asam ialah proton donor, sedangkan basa adalah proton akseptor.

Contoh:

1) HAc(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Ac-(aq)

asam-1 basa-2 asam-2 basa-1

HAc dengan Ac- merupakan pasangan asam-basa konyugasi.

H3O+ dengan H2O merupakan pasangan asam-basa konyugasi.

2) H2O(l) + NH3(aq) NH4+(aq) + OH-(aq)

asam-1 basa-2 asam-2 basa-1

H2O dengan OH- merupakan pasangan asam-basa konyugasi.

NH4+ dengan NH3 merupakan pasangan asam-basa konyugasi.

Pada contoh di atas terlihat bahwa air dapat bersifat sebagai asam (proton

donor) dan sebagai basa (proton akseptor). Zat atau ion atau spesi seperti

ini bersifat ampiprotik (amfoter).

B. Stokiometri Larutan

Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau

seluruhnya berada dalam bentuk larutan.

1. Stoikiometri dengan Hitungan Kimia Sederhana

Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara

hitungan kimia sederhana yang menyangkut hubungan kuantitas antara

suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi.

Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah:

a. menulis persamann reaksi

b. menyetarakan koefisien reaksi

c. memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan

perbandingan mol

Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentuk larutan, maka

mol larutan dapat dinyatakan sebagai:

n = V . M

dimana:

n = jumlah mol

V = volume (liter)

M = molaritas larutan

Contoh:

Hitunglah volume larutan 0.05 M HCl yang diperlukan untuk melarutkan 2.4

gram logam magnesium (Ar = 24).

Jawab:

Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)

24 gram Mg = 2.4/24 = 0.1 mol

mol HCl = 2 x mol Mg = 0.2 mol

volume HCl = n/M = 0.2/0.25 = 0.8 liter

2. Titrasi

Titrasi adalah cara penetapan kadar suatu larutan dengan menggunakan

larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya. Motode ini banyak

dilakukan di laboratorium. Beberapa jenis titrasi, yaitu:

a. titrasi asam-basa

b. titrasi redoks

c. titrasi pengendapan

Contoh:

1. Untuk menetralkan 50 mL larutan NaOH diperlukan 20 mL larutan 0.25 M

HCl. Tentukan kemolaran larutan NaOH !

Jawab:

NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

mol HCl = 20 x 0.25 = 5 m mol

Berdasarkan koefisien reaksi di atas.

mol NaOH = mol HCl = 5 m mol

M = n/V = 5 m mol/50mL = 0.1 M

2. Sebanyak 0.56 gram kalsium oksida tak murni dilarutkan ke dalam air.

Larutan ini tepat dapat dinetralkan dengan 20 mL larutan 0.30 M HCl.

Tentukan kemurnian kalsium oksida (Ar: O=16; Ca=56)!

Jawab:

CaO(s) + H2O(l) Ca(OH)2(aq)

Ca(OH)2(aq) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + 2 H2O(l)

mol HCl = 20 x 0.30 = 6 m mol

mol Ca(OH)2 = mol CaO = 1/2 x mol HCl = 1/2 x 6 = 3 m mol

massa CaO = 3 x 56 = 168 mg = 0.168 gram

Kadar kemurnian CaO = 0.168/0.56 x 100% = 30%

BAB X

ZAT RADIOAKTIF

A. Keradioaktifan Alam

Definisi : Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari unsur-unsur yang bersifat

radiokatif

MACAMNYA :

KERADIOAKTIFAN ALAM

- Terjadi secara spontan

Misalnya: 92238 U 90

224 Th + 24 He

1. Jenis peluruhan

a. Radiasi Alfa

- terdiri dari inti 24 He

- merupakan partikel yang massif

- kecepatan 0.1 C

- di udara hanya berjalan beberapa cm sebelum menumbuk

molekul udara

b. Radiasi Beta

- terdiri dari elektron -10 e atau -1

0 beta

- terjadi karena perubahan neutron 01 n 1

1 p + -10 e

- di udara kering bergerak sejauh 300 cm

c. Radiasi Gamma

- merupakan radiasi elektromagnetik yang berenergi tinggi

- berasal dari inti

- merupakan gejala spontan dari isotop radioaktif

d. Emisi Positron

- terdiri dari partikel yang bermuatan positif dan hampir sama

dengan elektron

- terjadi dari proton yang berubah menjadi neutron 11 p 0

1 n + +10 e

e. Emisi Neutron

- tidak menghasilkan isotop unsur lain

2. Kestabilan inti

-Pada umumnya unsur dengan nomor atom lebih besar dari 83

adalah radioaktif.

- Kestabilan inti dipengaruhi oleh perbandingan antara neutron

dan proton di dalam inti.

* isotop dengan n/p di atas pita kestabilan menjadi stabil

dengan memancarkan partikel beta.

* isotop dengan n/p di bawah pita kestabilan menjadi stabil

dengan menangkap elektron.

* emisi positron terjadi pada inti ringan.

* penangkapan elektron terjadi pada inti berat.

3. Deret keradioaktifan

Deret radioaktif ialah suatu kumpulan unsur-unsur hasil peluruhan

suatu radioaktif yang berakhir dengan terbentuknya unsur yang

stabil.

a. Deret Uranium-Radium

Dimulai dengan 92238 U dan berakhir dengan 82

206 Pb

b. Deret Thorium

Dimulai oleh peluruhan 90232 Th dan berakhir dengan 82

208 Pb

c. Deret Aktinium

Dimulai dengan peluruhan 92235 U dan berakhir dengan 82

207 Pb

d. Deret Neptunium

Dimulai dengan peluruhan 93237 Np dan berakhir

dengan 83209 Bi

B. Keradioaktifan Buatan, Rumus Dan Ringkasan

KERADIOAKTIFAN BUATAN

Perubahan inti yang terjadi karena ditembak oleh partikel.Prinsip penembakan:

• Jumlah nomor atom sebelum penembakan = jumlah nomor • atom setelah penembakan.• Jumlah nomor massa sebelum penembakan = jumlah nomor • massa setelah penembakan.

Misalnya: 714 N + 2

4 He 817 O + 1

1 p

k = (2.3/t) log (No/Nt)

k = 0.693/t1/2

t = 3.32 . t1/2 . log No/Nt

RUMUSk = tetapan laju peluruhant = waktu peluruhanNo = jumlah bahan radioaktif mula-

mulaNt = jumlah bahan radioaktif pada

saat tt1/2 = waktu paruh

RINGKASAN :

1. Kestabilan inti: umumnya suatuisotop dikatakan tidak stabilbila:

a. n/p > (1-1.6)b. e > 83e = elektronn = neutronp = proton

2. Peluruhan radioaktif:

a. Nt = No . e-1

b. 2.303 log No/Nt = k . t c. k . t1/2 = 0.693d. (1/2)n = Nt/No

e. t1/2 x n = t

No = jumiah zat radioaktif mula-mula (sebelum meluruh)

Nt = jumiah zat radioaktif sisa (setelah meluruh)

k = tetapan peluruhant = waktu peluruhant1/2 = waktu paruhn = faktor peluruhan

Contoh:1. Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paruh 4 jam. Dari

sejumlah No unsur tersebut setelah 1 hari berapa yang masihtersisa ?

Jawab:

t1/2 = 4 jam ; t = 1 hari = 24 jamt1/2 x n = t n = t/t1/2 = 24/4 = 6(1/2)n = Nt/No (1/2)6 = Nt/No Nt = 1/64 No

2. 400 gram suatu zat radioaktif setelah disimpan selama 72 tahun ternyata masih tersisa sebanyak 6.25 gram. Berapakah waktu paruh unsur radioaktif tersebut ?

Jawab:No = 400 gramNt = 6.25 gramt = 72 tahun(1/2)n = Nt/No = 6.25/400 = 1/64 = (1/2)6

n = 6 (n adalah faktor peluruhan)t = t1/2 x n t1/2 = t/n = 72/6 = 12 tahun

BAB XIKIMIA LINGKUNGAN

DEFINISI

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari pengaruh dari bahan kimia terhadap lingkungan.

KETENTUAN

Kimia lingkungan mempelajari zat-zat kimia yang penggunaannya dapat menguntungkan dibidang kemajuan teknologi tetapi hasil-hasil sampingannya merugikan, serta cara pencegahannya.

MACAMNYA

1. Pencemaran udara2. Pencemaran air3. Pencemaran tanah

1. Pencemaran udara

a. Karbon monoksida (CO)

- tidak berwarna dan tidak barbau

- bersifat racun karena dapat berikatan dengan hemoglobin CO + Hb COHb

- kemampuan Hb untuk mengikat CO jauh lebih besar dan O2,

akibatnya darah kurang berfungsi sebagai pengangkut 02

b. Belerangdioksida (SO2)

- berasal dari: gunung api, industri pulp dengan proses sulfit dan

hasil pembakaran bahan bakar yang mengandung belerang (S)

- warna gas : coklat

- bersifat racun bagi pernafasan karena dapat mengeringkan udara

c. Oksida nitrogen (NO dan NO2)

- pada pembakaran nitrogen, pembakaran bahan industri dan

kendaraan bermotor

- di lingkungan yang lembab, oksida nitrogen dapat membentuk

asam nitrat yang bersifat korosif

d. Senyawa karbon

- dengan adanya penggunaan dari beberapa senyawa karbon di bidang

pertanian, kesehatan dan peternakan, misalnya kelompok organoklor

- organoklor tersebut: insektisida, fungisida dan herbisida

2. Pencemaran air

a. Menurunnya pH air memperbesar sifat korosi air pada Fe dan dapat

mengakibatkan terganggunya

kehidupan organisme air.

b. Kenaikan suhu air mengakibatkan kelarutan O2 berkurang.

c. Adanya pembusukan zat-zat organik yang mengubah warna, bau dan rasa air.

Syarat air sehat:

- tidak berbau dan berasa

- harga DO tinggi dan BOD rendah

3. Pencemaran tanah

- Adanya bahan-bahan sintetik yang tidak dapat dihancurkan oleh

mikroorganisme seperti plastik.

- Adanya buangan kimia yang dapat merusak tanah.

4. Dampak polusi

JENIS

POLUTAN

D A M P A K

CO Racun sebab afinitasnya terhadap Hb besar

NO Peningkatan radiasi ultra violet sebab NO menurunkan

kadar O3 (filter ultra violet)

Freon s d a

NO2 Racun paru

Minyak Ikan mati sebab BOD naik

Limbah

industri

Ikan mati sebab BOD naik

Pestisida Racun sebab pestisida adalah organoklor

Pupuk Tumbuhan mati kering sebab terjadi plasmolisis cairan

sel

BAB XIIKIMIA TERAPAN DAN TERPAKAI

DEFINISI

Bagian dari ilmu kimia yang mempelajari reaksi-reaksi kimia yang dapat dimanfaatkan dalam proses industri untuk mengolah bahan asal menjadi bahan jadi atau bahan setengah jadi.

A. Sabun

1. PENGERTIANGaram dari asam lemak dengan KOH/NaOH

2. JENIS