PERHITUNGAN KIMIA

Hukum Dasar Kimia

A. Hukum Lavoiser

Dikemukakan oleh: Antonie Laurent Lavoisier (1743-1794) (baca: la-vwah-see-

yay). Lavoisier mengamati proses reaksi antara raksa (merkuri) dengan oksigen membentuk

merkuri oksida (waktu itu dikenal dengan merkuri calx) yang berwarna merah. Oleh karena

hasilnya ini, ia sering disebut sebagai bapak kimia modern. Sebelumnya, Mikhail Lomonosov

(1748) juga telah mengajukan ide yang serupa dan telah membuktikannya dalam eksperimen.

Sebelumnya, kekekalan massa sulit dimengerti karena adanya gaya buoyan atmosfer bumi.

Setelah gaya ini dapat dimengerti, hukum kekekalan massa menjadi kunci penting dalam

merubah alkemi menjadi kimia modern. Ketika ilmuwan memahami bahwa senyawa tidak

pernah hilang ketika diukur, mereka mulai melakukan studi kuantitatif transformasi senyawa.

Studi ini membawa kepada ide bahwa semua proses dan transformasi kimia berlangsung

dalam jumlah massa tiap elemen tetap.

Eksperimen Lavoisier

Lavoisier memanaskan 530 gram merkuri dalam wadah tertutup. Wadah itu terhubung

dengan udara dalam selinder ukur. Diakhir eksperimen, ternyata volum udara dalam selinder

telah berkurang sebanyak 1/5 bagian. Sedangkan merkuri berubah menjadi calx merkuri

dengan massa sebesar 572,4 gram atau terjadi penambahan massa merkuri sebanyak 42,4

gram. Besarnya penambahan ini ternyata sama dengan 1/5 bagian udara yang berkurang

dalam selinder.

Logam Merkuri        +       1/5 bagian udara   ->   calx merkuri

   530 gram                          42,4 gram                        572,4 gram

Kemudian Lavoisier memanaskan kembali calx merkuri tersebut. Diakhir reaksi, ia

memperoleh kembali logam merkuri dan 1/5 bagian udara yang hilang tadi, dengan total

massa sama dengan massa calx merkuri.

calx merkuri     ->    Logam Merkuri        +       1/5 bagian udara

 572,4 gram                530 gram                           42,4 gram

Sehingga berdasarkan percobaan tersebut, Lavoisier merumuskan Hukum Kekekalan

Massa (Hukum Lavoisier) yang berbunyi, ”Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan

sesudah reaksi adalah sama”, dengan kata lain massa tidak dapat diciptakan dan tidak dapat

dimusnahkan. Artinya selama reaksi terjadi tidak ada atom-atom pereaksi dan hasil reaksi

yang hilang.

Pernyataan yang umum digunakan untuk menyatakan hukum kekekalan massa adalah

massa dapat berubah bentuk tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Untuk suatu

proses kimiawi di dalam suatu sistem tertutup, massa dari reaktan harus sama dengan massa

produk.

Percobaan yang dilakukan oleh Lavoisier.

Lavoisier mereaksikan

cairan merkuri dengan gas oksigen dalam suatu wadah di ruang tertutup sehingga

menghasilkan merkuri oksida yang berwarna merah. Apabila merkuri oksida dipanaskan

kembali, senyawa tersebut akan terurai menghasilkan sejumlah cairan merkuri dan gas

oksigen dengan jumlah yang sama seperti semula.

Dengan bukti dari percobaan ini Lavoisier merumuskan suatu hukum dasar kimia

yaitu Hukum Kekekalan Massa yang menyatakan bahwa jumlah massa zat sebelum dan

sesudah rekasi adalah sama.

Contoh soal 1

Tabel Massa zat-zat pereaksi dan hasil reaksi

Jawab :

a. massa gas = massa karbon + massa gas karbon dioksida oksigen.

= 6 + 16 = 22 gram

b. massa gas = massa karbon dioksida – massa oksigen karbon

= 33 – 9 = 24 gram

c. massa karbon = massa karbon dioksida – massa gas oksigen

= 55 – 40 = 15 gram

Contoh Soal 2:

39 gram Kalium direaksikan dengan 36,5 gram HCl. Berapakah zat hasil reaksi?

Bila BA K = 39; BA Cl = 35,5; BA H = 1

Jawab: 2 K + 2 HCl 2 KCl + H2

mol Kalium = 39 / 39

= 1 mol

Contoh Soal 3:

Ditimbang 56 gam besi (Fe), direaksikan dengan 32 gam belerang (S), berapa gam FeS yang

dihasilkan ?

Berat atom Fe = 56 ; S = 32

Penyelesaian : Fe + S FeS

1 mol Fe 1 mol S 1 mol FeS

56 Fe 32 g S 88 g FeS

jadi massa FeS yang terbentuk = 88 g

Contoh Soal 4 :

Dalam reaksi pembakaran Zn, berapa gam oksigen diperlukan dan berapa produk yang

dihasilkan bila banyaknya Zn yang dibakar adalah 130 gam.

Berat atom Zn = 65 ; O = 16

Penyelesaian : 2 Zn + O2 2 Zn O

2 mol Zn 1 mol O2 2 mol Zn O

2 x 65 g Zn 2 x 16 g O2 2 x (65 + 16) g Zn O

130 Zn 32 g O2 162 g Zn O

Bagaimana untuk 100 gam Zn yang dibakar dengan oksigen ?

Contoh Soal 5 :

Berapa gam kalium hidroksida yang dibutuhkan supaya bereaksi sempurna dengan 9,8 gram

asam sulfat dan berapa gam kalium sulfat yang terjadi dari reaksi ini ?

Berat atom K = 39 ; H = 1 ; O = 16 ; S = 32

Penyelesaian : 2 KOH + H2SO4 K2SO4 + 2 H2O

H2SO4 = 9,8 gam x 1mol H 2 SO 4

98 Gram H2 SO4 = 0,1 mol

KOH yang dibutuhkan = 2 x 0,1 mol x 56 gram KOH

mol KOH = 11,2 gam

K2SO4 yang dihasilkan = 0,1 mol x 74 gram K2 SO 4

mol K2 S O 4 = 17,4 gam

H2O yang dihasilkan = 2 x 0,1 mol x

18 gr H2Omol H2O = 3,6 gam

Contoh Soal 6 :

Suatu ketika Yudi melakukan eksperimen dengan memanaskan campuran padatan yang

mengandung 10,5 gram kalsium hidroksida dan 11,125 gram ammonium klorida, maka akan

terbentuk gas dan meninggalkan sisa padatan seberat 14,336 gram. Jika gas yang dihasilkan

tersebut dilewatkan ke dalam 62,316 gram air, maka berat airnya menjadi 69,605 gram. Maka

tentukan :

1. Total massa reaktan mula-mula

2. Total massa produk

3. Tunjukan bahwa eksperimen Yudi ini mendukung hukum kekekalan Massa.

 Jawaban

1) Total massa reaktan mula-mula :

    = 10,5 gram Ca(OH)2  +  11,125 g NH4Cl

    = 21,625 gram

2) Total massa produk

    =  massa gas yang dihasilkan + massa padatan sisa

    = (massa air akhir – massa air awal) + massa padatan sisa

    = (69,605 gram – 62,316 gram ) + 14,336 g

    =  21,625 gram

3) Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa massa reaktan mula-mula sama dengan massa

produk yang dihasilkan, hal ini berarti menunjukan bahwa massa zat sebelum dan sesudah

bereaksi adalah tetap. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan massa. 

B. Hukum Perbandingan Tetap ( Hukum Proust )

Dalam kimia, hukum perbandingan tetap atau hukum Proust (diambil dari nama

kimiawan Perancis Joseph Proust) adalah hukum yang menyatakan bahwa suatu senyawa

kimia terdiri dari unsur-unsur dengan perbandingan massa yang selalu tepat sama. Dengan

kata lain, setiap sampel suatu senyawa memiliki komposisi unsur-unsur yang tetap.

Misalnya, air terdiri dari 8/9 massa oksigen dan 1/9 massa hidrogen. Bersama dengan hukum

perbandingan berganda (hukum Dalton), hukum perbandingan tetap adalah hukum dasar

stoikiometri.

“Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu persenyawaan kimia selalu tetap.”

Perbandingan tetap pertama kali dikemukakan oleh Joseph Proust, setelah serangkaian

Eksperimen di tahun 1797 dan 1804. Hal ini telah sering diamati sejak lama sebelum itu,

namun Proust-lah yang mengumpulkan bukti-bukti dari hukum ini dan mengemukakannya

Pada saat Proust mengemukakan hukum ini, konsep yang jelas mengenai senyawa kimia

belum ada (misalnya bahwa air adalah H2O dsb.). Hukum ini memberikan kontribusi pada

konsep mengenai bagaimana unsur-unsur membentuk senyawa. Pada 1803 John Dalton

mengemukakan sebuah teori atom, yang berdasarkan pada hukum perbandingan tetap dan

hukum perbandingan berganda, yang menjelaskan mengenai atom dan bagaimana unsur

membentuk senyawa.

Senyawa yang sama meskipun berasal dari daerah berbeda atau dibuat dengan cara yang

berbeda ternyata mempunyai komposisi yang sama.Contohnya, hasil analisis terhadap garam

natrium klorida dari berbagai daerah sebagai berikut.

Table hasil Analisis terhadap garam dari berbagai daerah

Asal Massa Garam Massa Natrium Massa Klorida Massa Na : Cl

Indramayu 2 gram 0,786 gram 1,214 gram 1 : 1,54

Madura 1,5 gram 0,59 gram 0,91 gram 1 : 1,54

Impor 2,5 gram 0,983 gram 1,517 gram 1 : 1,54

Sebagaimana ditunjukkan dalam perhitungan di atas, bahwa perbandingan massa Na terhadap

Cl ternyata tetap, yaitu 1 : 1,54. Jadi, senyawa tersebut memenuhi hukum Proust

Gambar 3.3 Joseph Louis Proust (1754 – 1826) adalah seorang ahli kimia

Perancis. Ia mendalami analisis kimia dan menjadi terkenal setelah merumuskan hukum

perbandingan tetap untuk senyawa. Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter &

Change, Martin S. Silberberg, 2000.

Table perbandingan massa besi dan belerang pada senyawa FeS

No

.

Massa Besi (Fe) yang

Direaksikan

Massa Belerang (S)

yang Direaksikan

Massa FeS yang

Terbentuk

Perbandingan

Massa Fe dan S

pada FeS

1 0,42 gram 0,24 gram 0,66 gram 7 : 4

2 0,49 gram 0,28 gram 0,77 gram 7 : 4

3 0,56 gram 0,32 gram 0,88 gram 7 : 4

4 0,71 gram 0,40 gram 1,11 gram 7 : 4

Berdasarkan data tersebut ternyata perbandingan massa besi dan belerang pada senyawa besi

sulfida (FeS) selalu tetap, yaitu 7 : 4.

Data reaksi antara hidrogen dan oksigen membentuk air, jika diketahui perbandingan massa

H : O membentuk air adalah 1 : 8 sebagai berikut

Tabel data reaksi Antara hydrogen dan oksigen membentuk Air

No. Massa Hidrogen

yang Direaksikan

Massa Oksigen

yang Direaksikan

Massa Air yang

Terbentuk

Massa Pereaksi yang

Tersisa

1 1 gram 8 gram 9 gram -

2 2 gram 16 gram 18 gram -

3 1 gram 9 gram 9 gram 1 gram oksigen

4 5 gram 24 gram 27 gram 2 gram hidrogen

5 10 gram 10 gram 11,25 gram 8,75 gram hidrogen

Contoh soal

Berapa kadar Fe yang terdapat dalam 132 gam FeS.

Berat atom Fe = 56 dan S = 32

Penyelesaian :

Kadar Fe =

FeFeS x berat FeS

=

5656+ 32 x 132 g = 84 g Fe

Kadar Fe dalam % =

5656+ 32 x 100 %

= 63,63 %

Kadar S =

SFeS x berat FeS

=

3256+ 32 x 132 g = 48 gam S

Kadar S dalam % =

5656+ 32 x 100 %

= 36,37 %

Contoh soal

Perbandingan unsur nitrogen dan unsur hidrogen pada pembentukan amonia sebesar 14 : 3.

Jika 28 gram gas nitrogen dan 9 gram gas hidrogen direaksikan, maka tentukan:

a. massa amonia yang terbentuk;

b. zat yang tersisa dan banyaknya!

Jawab:

Perbandingan massa nitrogen, (28 : 14 = 2) adalah 2 kali angka perbandingan,

sedangkan hidrogen (9 : 3 = 3) adalah 3 kali angka perbandingan. Jadi, nitrogen habis

bereaksi dan hidrogen bersisa.

a. massa amonia yang dihasilkan = 1714

× 28=34 gram

b. massa hidrogen yang bereaksi = 1314

× 28=6 gram

massa hidrogen sisa = 9 – 6 = 3 gram

Contoh Soal

Tentukan perbandingan massa nitrogen dan oksigen dalam NO2 jika diketahui Ar.N = 14 dan

Ar.=16

Pembahasan

Perbandingan massa dalam NO2 dapat ditentukan dengan persamaan yang telah diberikan di

atas yakni N

massa C : massa O = jumlah atom C x Ar.N : jumlah atom O x Ar.O

= 1 x 14 : 2 x 16

= 14 : 32

= 7 : 16

 Contoh Soal

8 gram tembaga dapat bereaksi dengan 4 gram belerang membentuk tembaga sulfida. jika

direaksikan 20 gram tembaga dengan 20 gram belerang, hitunglah:

a. tembaga sulfida yang terbentuk

b. massa pereaksi yang tersisa

Pembahasan

Perbandingan massa tembaga dan belerang dalam tembaga sulfida = 8 : 4. Agar semua 20

gram belerang habis bereaksi maka massa tembaga yang dibutuhkan adalah

Hal ini tidak mungkin terjadi karena tembaga yang tersedia hanya 20 g.

Agar semua tembaga habis bereaksi maka belerang yang bereaksi adalah

a. massa tembaga sulfida yang terbentuk = massa tembaga yang

bereaksi + massa belerang yang bereaksi

   = ( 20 + 10 ) gram

   = 50 gram

b. dari uraian di atas dapat diketahui bahwa yang tersisaa adalah belerang sebanyak

= ( 20 – 10 ) gram

= 10 gram

 

Contoh Soal

Dalam ruang tertutup 75 gram karbon dibakar secara sempurna dalam 250 gram oksigen

menghasilkan karbondioksida. Perbandingan massa karbon dan oksigen dalam CO2 adalah 3 :

8.

a. Berapa massa CO2 yang dihasilkan

b. Pereaksi mana yang tersisa dan berapa massanya

Pembahasan

Perbandingan massa C : O = 3 : 8. Karbon dibakar sebanyak 75 gram. Agar semua karbon

terbakar maka dibutuhkan oksigen sebanyak

Atau agar semua oksigen digunakan maka dibutuhkan karbon sebanyak

Hal ini tidak mungkin karena karbon yang tersedia hanya 75 gram.

a. Massa karbon yang dibakar sebanyak 75 gram dan massa oksigen sebesar 200 gram, maka

massa CO2 yang dihasilkan adalah 75 g C + 200 g O2 = 275 g CO2

b. Massa pereaksi yang tersisa adalah oksigen yakni (250 – 200) gram = 50 gram.

C. Hukum Kelipatan Perbandingan ( Hukum 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 SO2 dan SO3.

Dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2.

Berdasarkan teori atom Dalton, kita dapat mendefinisikan atom sebagai unit terkecil dari

suatu unsur yang dapat melakukan penggabungan kimia. Dalton membayangkan suatu atom

yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi. Tetapi, serangkaian penyelidikan yang dimulai

pada tahun 1850-an dan dilanjutkan pada abad IXX (kesembilan belas) secara jelas

menunjukkan bahwa atom sesungguhnya memiliki struktur internal: yaitu atom tersusun atas

partikel-partikel yang lebih kecil lagi, yang disebut partikel subatom. Penelitian tersebut

mengarah pada penemuan tiga partikel subatom-elektron, proton, dan neutron. “Jika dua

unsur dapat membentuk satu atau lebih senyawa, maka perbandingan massa dari unsur yang

satu yang bersenyawa dengan jumlah unsur lain yang tertentu massanya akan merupakan

bilangan mudah dan tetap.” )

Contoh :

Karbon dan oksigen dapat membentuk dua macam senyawa yaitu CO dan CO2. Jika

kandungan karbon pada senyawa CO dan CO2 berturut-turut 42,85% dan 27,2%. Apakah data

ini sesuai hukum Dalton?

Jawab:

Dimisalkan senyawa CO dan CO2 masing-masing 100 gram.

Perbandingan massa oksigen dalam CO2 dan CO = 2,66 : 1,33 = 2 : 1. Perbandingan

massa oksigen dalam kedua senyawa adalah bulat sederhana, sesuai dengan hukum Dalton.

Contoh 1.

MnO : MnO2 : Mn2O7 (Mr Mn = 55, O = 16)

Berat O = 8 Gram

Mn = 55

55+16× 8 = 6,19 gram ( dalam MnO)

Mn = 55

55+32× 8 = 5,05 gram ( dalam MnO2)

Mn = 2×55

(16 ×7 )+(2× 55) x 8 = 3.96gram ( dalam Mn2O7)

Contoh 2.

Suatu perusahaan pertambangan mengahasilkan batu galian yang mengandung 11%

berat Cu2S.Sedangkan Cu2S ini mengandung 79,86% berat Cu. Berapa ton batu galian yang

dibutuhkan untuk memproduksi 600 ton logam campuran (alloy) yang mengandung 90%

berat Cu.

Penyelesaian :

Mencari perbandingan massa batu galian dan Cu ,disamakan massa Cu2S

Batu Galian : Cu2S = 100 : 11 …….x 100

Cu2S : Cu = 100 : 79,86…...x 11

Batu Galian : Cu = 10.000 : 878,46

Mencari perbandingan massa batuan galian dengan alloy,disamakan massa Cu

Batu Galian : Cu = 10.000 : 878,46 …….x 90

Cu : Alloy = 90 : 100 …...x 878,46

Batu Galian : Alloy = 900.000 : 87,84

Jika massa alloy = 600 ton ,massa batu galian = 900.00087,846

× 600 ton=6,1. 103

Contoh 3

Copperas merupakan campuran yang mengandung FeSO4 7H2O ( Mr = 274,0)

sebagai bahan penghasil besi. Bila 1 gram copperas dilarutkan dalam air dan kedalamnya

ditambahkan NH3 sehingga semua besi diubah menjadi Fe(OH)3. Fe(OH)3 yang telah disaring

dipanaskan maka didapat Fe2O3 ( Mr = 159,7) seberat 0,2671 gram. Hitunglah kadar

FeSO4.7H2O dalam copperas tersebut.

Penyelesaian :

Massa Fecopperas = Fe FeSO4 7 H2O = Fe Fe2O3

Massa Fe2O3 : Fe = Mr Fe2O3 : 2Ar Fe …….x 1

Massa Fe : FeSO4 7H2O = Ar Fe : Mr FeSO4 7H2O …......x 2

Massa Fe2O3 : FeSO4 7H2O = Mr Fe2O3 : 2Mr FeSO4 7H2O

Jika massa Fe2O3 = 0,2671 gram ,

Massa FeSO4 7H2O = 2 FeS O4 7 H 2 O

Mr Fe2O 3

×massa Fe2O3

¿ 2× 274159,7

× 0,2671 gram=0,916 %

% FeSO4 7H2O = 0,916

1× 100 %=91,6 %

Contoh 4

Karborundum ,SiC , dikenal sebagai salah satu bahan keras dan banyak di pakai

sebagai batu asah. Karborundum dapat dibuat dengan pemanasan pasir bersama-sama batu

bara.Komponen utama pasir yang berperan adalah SiO2.Dari 155 gram SiO2 berapa gram

karborundum paling banyak diperoleh ?

Penyelesaian :

SiC + 2O2 SiO2 + CO2

155 gram SiO2

Mol SiO2 = 155gr / 60 gr /mol = 2.583 mol

Mol SiC = 1/1 x mol SiO2 = 2,627 mol

Gram SiC = 2,583 x 40 = 103,33 gram

Contoh Soal 5

Unsur H dan O dapat membentuk dua senyawa yaitu : H2O dan H2O2 ; maka berapa

perbandingan massa unsur H dalam senyawa H2O dan H2O2.

Penyelesaian : H2O H : O = 2 : 16 = 1 : 8

H2O2 H : O = 2 : 32 = 1 : 16

Perbandingan massa H dalam H2O dan H dalam H2O2 adalah 2 : 1

Perbandingan massa O dalam H2O2 dan O dalam H2O2 adalah 1 : 2

Contoh Soal 6

Diketahui dua senyawa dari Nitrogen dan Oksigen yaitu N2O dan NO, bila diketahui berat

atom N2O dengan O dalam NO

Penyelesaian : I. N2O N : O = 28 : 16

II. NO N : O = 14 : 16

OI : OII = 1 : 2

D. Hukum Perbandingan Volume ( Hukum Gay Lussac , 1802)

Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa gas hidrogen dapat bereaksi dengan

gas oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas hydrogen dan oksigen dalam reaksi

tersebut adalah tetap, yaitu 2 : 1. Pada tahun 1808, Joseph Louis Gay Lussac melakukan

percobaan serupa dengan menggunakan berbagai macam gas. Ia menemukan bahwa

perbandingan volume gas-gas dalam reaksi selalu merupakan bilangan bulat sederhana.

2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen 2 volume uap air

1 volume gas nitrogen + 3 volume gas hidrogen 2 volume gas Ammonia

1 volume gas hidrogen + 1 volume gas klorin 2 volume gas hidrogen klorida

Gambar Percobaan Gay Lussac

Percobaan-percobaan Gay Lussac tersebut dapat kita nyatakan dalam persamaan

reaksi sebagai berikut.

2 H2(g) + O2(g) -> 2 H2O(l)

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

H2(g) + Cl2(g) -> 2 HCl(g)

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.

Dari percobaan ini, Gay Lussac merumuskan hukum perbandingan volume (hukum

Gay Lussac): “Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas gas yang bereaksi dan volume

gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana.“

Hukum perbandingan volume dari GayLussac dapat kita nyatakan sebagai berikut.

“Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing gas.” Untuk dua buah

gas (misalnya gas A dan gas B) yang tercantum dalam satu persamaan reaksi, berlaku

hubungan:

Volume AVolume B

= koefisien Akoefisien B

Volume A = koefisien Akoefisien B

× volume B

Contoh Soal 1 :

Bagaimana perbandingan volume dari reaksi gas-gas berikut ini :

C3 H8 + SO2 3 CO2 + 4 H2O

Perbandingan volumenya adalah

C3 H8 : O2 : CO2 : H2O = 1 : 5 : 3 : 4

Contoh :

Direaksikan 15 ml gas acetilin (C2H4) dengan 15 ml gas O2 pada temperatur dan

tekanan yang sama.

Berapa volume gas-gas, jika

a. temperatur dibawah 100oC

b. temperatur diatas 100oC

Penyelesaian :

C2 H4 (g) + 3 O2 (g) 2 CO2 + 2 H2O

15 ml 15 ml

C2 H4 : O2 : CO2 : H2O = 1 : 3 : 2 : 2

Untuk 15 ml C2 H4 memerlukan O2 =

31 x 15 ml

= 45 ml

Hal ini tidak mungkin karena yang tersedia hanya 15 ml.

Volume O2 = 15 ml

C2 H4 yang bereaksi =

13 x 15 ml = 5 ml

C2 H4 sisa = (15 – 5) ml

= 10 ml

CO2 yang terbentuk =

23 x 15 ml

= 10 ml

H2O yang terbentuk =

23 x 15 ml

= 10 ml

a. Temperatur dibawah 100oC, H2O dalam keadaan cair

Hingga volume gas total adalah :

10 ml C2 H4 + 10 ml CO2 = 20 ml campuran gas

b. Temperatur diatas 100oC, H2O dalam keadaan gas

Volume total gas = 10 ml C2 H4 + 10 ml CO2 + 10 ml H2O = 30 ml

Contoh Soal 2 :

Sepuluh mL gas nitrogen (N2) dan 15 mL gas oksigen (O2) tepat habis bereaksi menjadi

10 mL gas Na Ob. Tentukan rumus kimia gas Na Ob tersebut!

Jawab:

Perbandingan koefisien = perbandingan volume

Koefisien N2 : O2 : NaOb = 10 : 15 : 10 = 2 : 3 : 2

2 N2 + 3 O2 → 2 NaOb

Karena jumlah atom di ruas kiri dan di ruas kanan sama, maka harga a dan b dapat

dicari sebagai berikut.

Jumlah atom N kiri = Jumlah atom N kanan

2 × 2 = 2a

4=2a

a =2

Jumlah atom O kiri= Jumlah atom O kanan

3 × 2 = 2b

6 = 2b

b = 3

Jadi, rumus kimia senyawa tersebut adalah N2O3

E. Hukum Avogadro (1811)

Adalah hukum gas yang diberi nama sesuai dengan ilmuwan Italia Amedeo Avogadro, yang

pada 1811 mengajukan hipotesis bahwa:

“Gas-gas yang memiliki volum yang sama, pada temperatur dan tekanan yang

sama,memiliki jumlah partikel yang sama pula.”

Artinya, jumlah molekul atau atom dalam suatu volum gas tidak tergantung kepada ukuran

atau massa dari molekul gas. Sebagai contoh, 1 liter gas hidrogen dan nitrogen akan

mengandung jumlah molekul yang sama, selama suhu dan tekanannya sama. Pada keadaan

STP (0oC, 76 cmHg), 1 mol gas volumenya 22,4 liter

Gambar skema ilustrasi hukum Avogadro

Berdasarkan Gambar diatas, pada P dan T tetap terdapat ketergantungan antara volume

dengan jumlah molekul gas. Sebagai contoh, setiap 1 liter gas akan memiliki x molekul gas

tersebut, perhatikan contoh-contoh reaksi berikut ini.

1 L H2 (g) + 1 L Cl2 (g) 2 L HCl (g)

x molekul H2 (g) + x molekul Cl2 (g) 2x molekul HCl (g)

Persamaan reaksinya:

H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g)

2 L H2 (g) + 1 L O2 (g) 2 L H2O (g)

2x molekul H2 (g) + x molekul O2 (g) 2x molekul H2O (g)

Persamaan reaksinya:

2H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)

Dari contoh di atas, diperoleh kesimpulan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama,

perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan jumlah molekul dan sesuai dengan

perbandingan koefisien reaksinya. Karena jumlah molekul sama berarti jumlah molnya sama,

maka jumlah mol gas berbanding lurus dengan dengan volumenya . Berdasarkan prinsip ini,

maka volume gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi merupakan koefisien persamaan reaksi.

Rumus :

Volume yang akan di cari

= koefisien yang dicari

koefisien yangdi ketahui× vol ume yangdi ketahui

Jumlah mol yang akan di cari

= koefisien yang dicari

koefisien yangdi ketahui× Jumlahmolekul yg diketahui

Contoh: Berapakah volume gas 29 gram C4H10 pada temperatur dan tekanan tetap,

di mana 35 liter oksigen beratnya 40 gram (Mr C4 H10 = 58; Ar O = 16)

Jawab : Mol C4H10 = 29 / 54 = 0,5 mol

Mol O2 = 40 / 32 = 1,25 mol

1 mol C4H10 = 0,5 / 1,25 x 35 = 14 liter

Gas metana dibakar sempurna dengan oksigen, reaksi yang terjadi adalah:

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

Bila metana yang dibakar 3 L, berapa L gas oksigen yang diperlukan dan berapa L gas CO2

dan H2O yang dihasilkan? (semua volum diukur pada P, T, yang sama)

Jawab:

Perbandingan volum:

CH4 : O2 : CO2 : H2O = 1 : 2 : 1 : 2

Bila volum CH4 = 3 L

Volum O2 =

21

x3 L

= 6L

Volum CO2 =

11

x3 L

= 3L

Volum H2O =

21

x3 L

= 6L

Hukum Gas Ideal (1834)

Gas merupakan satu dari tiga wujud zat dan walaupun wujud ini merupakan bagian

tak terpisahkan dari studi kimia, bab ini terutama hanya akan membahas hubungan antara

volume, temperatur dan tekanan baik dalam gas ideal maupun dalam gas nyata, dan teori

kinetik molekular gas, dan tidak secara langsung kimia. Bahasan utamanya terutama tentang

perubahan fisika, dan reaksi kimianya tidak didiskusikan. Namun, sifat fisik gas bergantung

pada struktur molekul gasnya dan sifat kimia gas juga bergantung pada strukturnya. Perilaku

gas yang ada sebagai molekul tunggal adalah contoh yang baik kebergantungan sifat

makroskopik pada struktur mikroskopik.

Sifat-sifat gas dapat dirangkumkan sebagai berikut.

1. Gas bersifat transparan.

2. Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya.

3. Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding.

4. Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi, volume

gas akan menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak hingga

kecilnya.

5. Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar.

6. Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata.

7. Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan

mengembang.

8. Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut.

Dari berbagai sifat di atas, yang paling penting adalah tekanan gas. Misalkan suatu

cairan memenuhi wadah. Bila cairan didinginkan dan volumenya berkurang, cairan itu tidak

akan memenuhi wadah lagi. Namun, gas selalu akan memenuhi ruang tidak peduli

berapapun suhunya. Yang akan berubah adalah tekanannya. Alat yang digunakan untuk

mengukur tekanan gas adalah manometer. Prototipe alat pengukur tekanan atmosfer,

barometer, diciptakan oleh Torricelli.

Tekanan didefinisikan gaya per satuan luas, jadi tekanan = gaya/luas.

Dalam SI, satuan gaya adalah Newton (N), satuan luas m2, dan satuan tekanan adalah

Pascal (Pa). 1 atm kira-kira sama dengan tekanan 1013 hPa.

1 atm = 1,01325 x 105

Pa = 1013,25 hPa

Namun, dalam satuan non-SI unit, Torr, kira-kira 1/760 dari 1 atm, sering digunakan untuk

mengukur perubahan tekanan dalam reaksi kimia.

Fakta bahwa volume gas berubah bila tekanannya berubah telah diamati sejak abad XVII

oleh Torricelli dan filsuf/saintis Perancis Blase Pascal (1623-1662). Boyle mengamati bahwa

dengan mengenakan tekanan dengan sejumlah volume tertentu merkuri, volume gas, yang

terjebak dalam tabung gelas yang tertutup di salah satu ujungnya, akan berkurang. Dalam

percobaan ini, volume gas diukur pada tekanan lebih besar dari 1 atm.

Boyle membuat pompa vakum menggunakan teknik tercangih yang ada waktu itu, dan ia

mengamati bahwa gas pada tekanan di bawah 1 atm akan mengembang. Setelah ia melakukan

banyak percobaan, Boyle mengusulkan persamaan untuk menggambarkan hubungan antara

volume V dan tekanan P gas. Hubungan ini disebut dengan hukum Boyle. PV = k (suatu

tetapan)

Tiga hukum Gas

Hukum Boyle: V = a/P (pada T, n tetap)

Hukum Charles: V = b.T (pada P, n tetap)

Hukum Avogadro: V = c.n (pada T, P tetap)

Jadi, V sebanding dengan T dan n, dan berbanding terbalik pada P. Hubungan ini dapat

digabungkan menjadi satu persamaan:

V = RTn/P (6.4)

atau

PV = nRT (6.5)

R adalah tetapan baru. Persamaan di atas disebut dengan persamaan keadaan gas ideal atau

lebih sederhana persamaan gas ideal.

Nilai R bila n = 1 disebut dengan konstanta gas, yang merupakan satu dari konstanta

fundamental fisika. Nilai R beragam bergantung pada satuan yang digunakan. Dalam sistem

metrik, R = 8,2056 x10–2 dm3 atm mol-1 K-1. Kini, nilai R = 8,3145 J mol-1 K-1 lebih sering

digunakan.

PV = n.R.T berlaku untuk 1 jenis gas.

Keterangan: V = Volume

P = Tekanan Kimia Dasar 

n = mol

R = Konstanta (0,082)

T = Temperatur

Contoh:

Hitung volume 1 mol gas pada keadaan standar (0oC pada tekanan 1 atm = 273oK).

Jawab : PV = n. RT

1 x V = 1 x 0,082 x 273

V = 22,4

Massa Atom Relatif

Alat Spekrtograf massa merupakan suatu alat rekayasa teknologi yang mampu untuk

menentukan massa partikel-partikel yang sangat kecil. Hasil dari spektograf massa berupa

kurva yang menunjukan massa dan persentase kelimpahan isotop ari atom-atom tersebut yang

terdapat dari alam. Seperti telah dibahas dalam teori atom bahwa atom-atom tertentu di alam

dapat mempunyai massa yang berbeda.

Massa atom relatif dihitung berdasarkan massa rata-rata dari keseluruhan isotop atom

yang terdapat di alam. Dengan menggunakan alat tersebut, ternyata atom hidrogen (atom

paling ringan siantara atom-atom yang lain) mempunyai masa 1,67 × 10ˉ27 kg. Oleh karena

harganya sangat kecil, maka dibuat suatu cara untuk mempermudah perhitungan di mana

massa suatu partikel yang beratnya 1,67 × 10ˉ27 kg disebut dengan 1 s.m.a (satuan massa

atom). Jadi, massa 1 atom hidrogen dianggap sama dengan 1 s.m.a. Atom-atom unsur yang

sama tidak selalu mempunyai massa yang sama. Hal itu dapat dianalogikan dengan massa

butiran beras, meskipun jenis beras yang sama, tetapi massa satu butir beras yang satu dengan

yang lain tidaklah sama persis. Atom-atom unsur yang sama, tetapi memiliki massa yang

berbeda telah kita kenal sebagai isotop. Misalnya atom karbon ada yang mempunyai massa

12 s.m.a dan 13 s.m.a. Dengan adanya isotop tersebut, maka massa atom merupakan massa

rata-rata dari keseluruhan isotop atom yang ada di alam.

Kimiawan Swedia Jons Jakob Baron Berzelius (1779-1848) menentukan massa atom

dengan oksigen sebagai standar (O = 100). Karena Berzelius mendapatkan nilai ini

berdasarkan analisis oksida, ia mempunyai alasan yang jelas untuk memilih oksigen sebagai

standar. Namun, standar hidrogen jelas lebih unggul dalam hal kesederhanaannya. Kini,

setelah banyak diskusi dan modifikasi, standar karbon digunakan. Dalam metoda ini, massa

karbon 12 C dengan 6 proton dan 6 neutron didefinisikan sebagai 12,0000. Massa atom dari

suatu atom adalah massa relatif pada standar ini. Walaupun karbon telah dinyatakan sebagai

standar, sebenarnya cara ini dapat dianggap sebagai standar hidrogen yang dimodifikasi.

Jenis isotop karbon yang ada di alam adalah atom C-12 dan Atom C-14 ,akan tetapi isotop

yang paling stabil adalah atom C-12.Oleh karenanya ,isotop C-12 digunakan sebagai standar

perhitungan massa atom.

Massa atom relatif (Ar) suatu unsur adalah perbandingan massa rata-rata satu atom unsur

tersebut terhadap 1/12 masa satu atom isotop karbon-12.

Gambar Massa relatif besi dan karbon. Massa

atom besi 4,65 x massa atom karbon, hal ini berarti massa enam atom besi 4,65 x massa 6

atom karbon.

Sumber :http://kimiavegas.wordpress.com/2009/08/10

Rumus :

Ar X¿ Massarata−rata1atom X

112

Massa 1 atomC−12

Dalam rumus di atas digunakan massa atom dan massa molekul rata-rata. Kenapa

menggunakan massa atom rata-rata? Karena unsur di alam mempunyai beberapa isotop. Jika

kelimpahan dan massa masing-masing isotop diketahui, massa atom relatif suatu unsur dapat

dihitung dengan rumus:

Ar ¿%1 × m1+%2 × m2+…

112

Massa1atom C−12

dapat di turunkan menjadi :

Ar X ¿

0,01{%Isotop1×massa Isotop 1+(100−%Isotop 1 )massa Isotop 2112

Massa1atom C−12

Keterangan :

%1 = Kelimpahan Isotop 1

% 2 = Kelimpahan Isotop 2

m1 = massa isotop 1

m2 = massa Isotop 2

Atau dengan

Ar X = P 1 ×massa Isotop 1+P 2× Massa Isotop 2+P 3 × Massa Isotop 3

100

Contoh Soal :

1. Massa Satu atom Kalium ( K ) adalah 39,0983 sma.Berapakah massa atom relative

kalium ?

Penyelesaian :

Ar K ¿ Massarata−rata1atom K

112

Massa1 atom C−12

= 39

112

× 12 sma= 39,0983 = 39 dibulatkan

2. Jika Ar Fe = 56 sma, dan massa 1 atom 12 C = 2 ×10−23gram, Tentukanlah massa 10

atom besi.

Penyelesaian :

Ar Fe¿ Massarata−rata1atom Fe

112

Massa 1atomC−12

Massa 1 atom Fe = Ar Fe ×1

12Massa 1atomC−12

¿56 sma×112

2 ×10−23 gram

¿9,3 ×10−23gram

Jadi massa 10 atom Fe = 10 × 9,3× 10−23gram ¿93 ×10−23 gram

3. Hitung massa atom relative magnesium dengan menggunakan distribusi isotop berikut: 24 Mg: 78,70%; 25 Mg: 10,13%, 26 Mg: 11,17%.

Penyelesaian :

Ar ¿%1 × m1+%2 × m2+%3 × m3

112

Massa 1 atomC−12

= 0,7870 x24+0,1013 x25+0,1117 x 26

112

12

= 18,89+2,533+2,904

1=24,327

Atau :

Ar X = {P 1 ×massa Isotop 1 }+{ P 2× Massa Isotop 2 }+{P 3× Massa Isotop 3 }

100

= 78,70× 24+10,13 × 25+11,17× 26

100 = 24,327

4. Oksigen di alam terdiri dari 3 isotop dengan kelimpahan sebagai berikut :

O816 O8

17 O818

99,76% 0,04% 0,20%

Hitunglah massa atom rata-rata (Ar) dari unsur oksigen ini?

Ar X = {P 1 ×massa Isotop 1 }+{ P 2× Massa Isotop 2 }+{P 3× Massa Isotop 3 }

100

= 99,76 ×16+0,04 ×17+0,2× 18

100 = 16

5. Tembaga memiliki dua isotop, yaitu 63 Cu dan 65 Cu. Jika Ar rata-rata Cu=63,5, tentukan

% kelimpahan isotop 63 Cu dan 65 Cu !

Misalkan 63 Cu p1 = a % ,maka p2 = ( 100-a)%

Ar Cu = {P 1 ×massa Isotop 1 }+{ P 2× Massa Isotop 2 }+{P 3× Massa Isotop 3 }

100

63,5 = {a×63 }+ {(100−a )× 65}

a+(100 – a )

63,5 x 100 = {63 a }+ {6500−65 a }

6350 – 6500=63 a−65 a

–150 = –2a

a = 75

jadi persentase kelimpahan isotop adalah 63 Cu = 75 % dan 65 Cu = 25%

6. Massa atom relative neon,yang terdiri dari isotop Ne1020 dan Ne10

22 adalah 20,2.Jumlah

persen atom Ne1022 dalam campuran isotop adalah

Misalkan Ne1020 p1 = a % ,maka p2 Ne10

22 = ( 100-a)%

Ar Cu = {P 1 ×massa Isotop 1 }+{ P 2× Massa Isotop 2 }

100

20,2 = {a×20 }+ {(100−a )× 22}

a+ (100 – a )

20,2 x 100 = {20 a }+ {2200−22 a }

2020 – 2200=20 a−22 a

–180 = –2a

a = 90%

Jadi persentase kelimpahan isotop adalah

a = Ne1020 = 90% dan b = Ne10

22 =¿100- 90 = 10%

7. Diberikan dua Isotop gallium Ga- 69 dan Ga – 71 . Jika massa rata-rata satu atom Ga

adalah 69,8 sma. Tentukan kelimpahan masing-masing.

Ar Ga ¿

0,01{%Isotop1×massa Isotop 1+(100−%Isotop 1 )massa Isotop 21

12Massa1atom C−12

Atau

Ar Ga ¿ Massarata−rata1atom Ga

112

Massa1atom C−12

Maka , massa 1 atom Ga = 0,01 { p1 x m1 + (100-p1) x m2}

69,8 = 0,01 { p1 x 69 + (100-p1) x 71}

6980 = 69 p1 + 7100 – 71 p1

2 p1 = 120

P1 = 60

Jadi Kelimpahan Isotop Ga-69 = 60% dan Ga-71 = 40%

8. Di alam terdapat isotop 12C = 12,0000 sma yang memiliki

kelimpahan 98,89% dan isotop 13C = 13,00335 sma yang

memiliki kelimpahan 1,11%. Tentukan Ar rata-rata karbon!

Penyelesaian :

Ar K = {P 1 ×massa Isotop 1 }+{ P 2× Massa Isotop 2 }+{P 3× Massa Isotop 3 }

100

= 98,89 ×12+1,11 x13,00335

100 = 12,011 sma

9. Dengan analisis spektrometri massa bahawa perbandingan banyak isotop atom silicon

yang terdapat di alam adalah 92,23% 28Si ,4,67%29 Si, dan 3,10% 30Si.Hitunglah bobot

atom silicon dari dari informasi tersebut,dari massa nuklidanya.

Penyelesaian :

Ar Si = {P 1 ×massa Isotop 1 }+{ P 2× Massa Isotop 2 }+{P 3× Massa Isotop 3 }

100

Ar Si = {92,23 ×28 }+ {4,67 ×29 }+{3,10 ×30 }

100 =

2582,44+135,43+93100

= 28,1087

Massa Molekul Relatif

Massa Molekul Relatif adalah perbandingan massa 1 molekul unsur atau senyawa terhadap

massa atom C-12 dan dirumuskan sebagai berikut :

Mr AxBy ¿

Massa1 molekul Senyawa Ax By

112

Massa1atom C−12

Apabila dijabarkan lebih lanjut di dapat :

Mr AxBy ¿

Massarata−rata(xatom A+ yatom B)1

12Massa1 atom C−12

sehingga dapat disederhanakan menjadi :

M r AX By = ( x A r A + y A r B)

Mr = jumlah total Ar unsur-unsur penyusun senyawa

Atau

  Mr = S Jumlah Atom. Ar.b 

Jumlah Atom adalah hasil perkalian antara indeks dan koefisien. Indeks menyatakan

jumlah atom masing-masing unsur yang ada didepannya. Jika terdapat indeks ganda (indeks

didalam kurung dan indeks diluar kurung), maka terlebih dahulu dilakukan perkalian antar

indeks untuk mendapatkan indeks yang akan dikalikan dengan koefisien nantinya.

Koefisien menyatakan jumlah keseluruhan atom unsur yang ada dibelakangnnya. Jika indeks

dan koefisien tidak tertulis maka indeks dan koefisiennya adalah 1. 

aXb

Penulisan indeks dan koefisien dilambangkan sebagai berikut dimana,      

a     =     koefisien

b     =     indeks

X    =     lambang unsur

 Contoh :

1. Diketahui Ar H=1, Ar C=12, Ar N=14, Ar O=16. Tentukan Mr dari senyawa

(NH4)2.CO3

Jawab :

Mr (NH4)2.CO3  

=   {(Jlh.Atom N.Ar N) + (Jlh.Atom H.Ar H) + (Jlh.Atom C.Ar C) + (Jlh.Atom O. Ar

O)}

=  {(indeks N.indeks NH4).Koef.(NH4)2.CO3 x Ar N) + (indeks H.indeks NH4).Koef.

(NH4)2.CO3 x Ar H) + (indeks C.Koef.(NH4)2.CO3 x Ar C) + (indeks O.Koef.(NH4)2.CO3

x Ar O)}

=   {(1.2 x 1 x Ar N) + (4.2.1 x 1 x Ar H) + (1.1 x Ar C) + (3.1 x Ar O)}

=   {(2.Ar N) + (8.Ar H) + (1.Ar C) + (3.Ar O)}

=   {(2.14) + (8.1) + (1.12) + (3.16)}

=   {(28 + 8 +12 +48

2. Jika Ar H = 1 sma, Ar O 16 dan massa 1 atom 12 C = 2 ×10−23gram, Tentukanlah

massa 10 atom H2O.

Penyelesaian :

Mr H2O = (2 x Ar H) + (1x Ar O)

= 18

Mr H2O ¿

Massa1molekul H 2O

112

Massa 1atom C−12

Massa 1 molekul H2O = Mr H2O ×1

12Massa 1 atomC−12

¿18 sma ×112

2 ×10−23 gram

¿3 ×10−23gram

Jadi massa 10 atom Fe = 10 ×3× 10−23gram ¿3 ×10−22 gram

3. Hitunglah Mr dari CuSO4.5H2O (Diketahui : Ar Cu = 64, S=32, O=16, H=1)

Jawab:

Mr CuSO4.5H2O = 1 x Ar Cu+ 1 x Ar S + 4 x Ar O+ 10 x Ar H+ 5 x Ar O

= 1 x Ar Cu+ 1 x Ar S + 9 x Ar O+ 10 x Ar H

= 1 x 64 + 1 x 32 + 9 x 16 + 10 x 1

= 250 gram /mol

4. Hitunglah Mr dari Aluminium Sulfat. (Diketahui : Ar Al=27, S=32, O=16 ).

Jawab :

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

= 54 + 96 + 192

= 342

Konsep Mol

Jika suatu bahan mengandung banyak karbon, seperti batubara atau arang kayu

dibakar, maka karbon dengan oksigen berikatan untuk menghasilkan karbon monoksida

dan/atau karbon dioksida sebagai produk. Jika jumlah oksigen terbatas, maka hasilnya kaya

akan karbon monoksida, yaitu gas beracun. Dengan oksigen berlebih, karbon diubah

semuanya menjadi karbon dioksida. Bagaimanakah kita dapat menentukan jumlah minimum

oksigen yang diperlukan untuk memastikan bahwa karbon seluruhnya telah diubah menjadi

karbon dioksida?

Untuk menjawab pertanyaan semacam ini dapat digunakan ukuran yang disebut mol.

Mol adalah jumlah dari suatu zat yang mengandung jumlah satuan dasar (atom, molekul,

ion) yang sama dengan atom-atom dalam 12 g isotop 12-C. Dalam bidang kimia, seperti

atom, molekul, ion-ion, atau satuan-satuan dasar digambarkan dengan simbol atau rumus.

Mol adalah ukuran penting, yang merupakan satuan dasar SI untuk sejumlah zat.

Pengertian mol dapat kita analogikan sebagai berikut, bila kita menghitung telor

dengan satuan lusin (12 telur), dan kertas dengan satuan rim (500 lembar), maka para ahli

kimia menghitung jumlah atom-atom, molekul-molekul atau ion-ion dengan satuan jumlah

yang disebut mol. Satu lusin merupakan angka yang sama, apakah kita mempunyai 1 lusin

jeruk atau 1 lusin semangka. Walaupun 1 lusin jeruk dan satu lusin semangka tidak

mempunyai massa yang sama. Demikian pula, 1 mol magnesium dan 1 mol besi mengandung

atom-atom dengan angka yang sama tetapi mempunyai massa berbeda. Perhatikan Gambar

4, terlihat perbedaan massa dari masing-masing unsur dan senyawa, walaupun mempunyai

jumlah mol yang sama

Gambar, Masing-masing 1 mol untuk unsur dan

senyawa yang berbeda. Searah jarum jam mulai

dari kiri belerang, skharosa (gula), tembaga ( III)

sulfat pentahidrat, garam dapur, tembaga, raksa (II)

Oksida

Jumlah partikel (atom, molekul atau ion) dalam satu mol disebut bilangan Avogadro

(atau tetapan Avogadro) dengan lambang L. Amedeo Avogadro, adalah orang yang pertama

kali mempunyai ide dari satuan ini. Harga L sebesar 6,02 x 1023 partikel mol-1. Dapatkah

Anda bayangkan besarnya angka itu? Seandainya dapat dikumpulkan sebanyak 6,02 x 1023

butir jagung, jagung itu dapat tertimbun di permukaan bumi Indonesia dengan mencapai

ketinggian beberapa kilometer. Dari uraian di atas, maka kita dapatkan

Para ahli sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah

partikel dalam 12,0 gram isotop C-12 yakni 6,02 x 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut

Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam bahasa Jerman Bilangan

Loschmidt (L). Jadi, definisi satu mol adalah sebagai berikut. Satu mol zat menyatakan

banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam

12,0 gram isotop C-12.

Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebut mol. Satu mol zat mengandung jumlah partikel

yang sama dengan jumlah partikel dalam 12 gram C–12, yaitu 6,02 × 1023 partikel.

Jumlahpartikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro.Partikel zat dapat berupa atom,

molekul, atau ion (Martin S. Silberberg, 2000).

Contoh:

1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 1023atom besi (partikel unsur besi adalah atom).

1 mol air (H2O) mengandung 6,02 × 1023molekul air (partikel senyawa air

adalahmolekul).

1 mol Na+ mengandung 6,02 × 1023 ion Na+(partikel ion Na+ adalah ion).

5 mol CO2 mengandung 5 × 6,02 × 1023 =3,01 × 1024 molekul CO2.

0,2 mol hidrogen mengandung 0,2 × 6,02 ×1023= 1,204 × 1023 atom hidrogen.

Hubungan mol dengan jumlah partikel

X = n × L atau Jumlah partikel = mol × 6,02 × 1023

n= XL

n= Jumlah Partikel

6,02× 1023

Hubungan mol (n) dengan massa ( Gr)

Gr = n × mm atau massa = n × Ar atau massa = n × Mr

dengan: Gr = massa zat (gram)

n = jumlah mol (mol)

mm = massa molar = Ar atau Mr (gram/mol)

Jadi banyak mol menjadi:

mol= GrAr (Unsur )

= GrMr (molekul)

Contoh :

1. Suatu sampel logam mengandung 5 mol emas murni (Au).

a) Apakah jenis partikel unsur emas?

b) Berapakah jumlah partikel dalam sampel tersebut?

Jawab:

a) Emas adalah unsur logam, sehingga jenis partikelnya adalah atom emas.

b) Jumlah partikel dalam 5 mol emas murni adalah:

X = n × 6,02 × 1023 partikel/mol

= 5 mol × 6,02 × 1023 partikel/mol = 3,01 × 1024 atom emas

2. Suatu sampel gas O2 mengandung 1,505 × 1023 partikel.

a) Apa jenis partikel gas O2?

b) Berapa banyaknya mol O2 tersebut?

Jawab:

a) Gas O2 adalah unsur diatomik dengan partikel berupa molekul unsur.

b) Banyaknya mol O2 yang mengandung 1,505 × 1023 partikel adalah:

n= X6,02 . 1023 =

1,505 .1023

6,02 . 1023 =0,25 mol

3. Terdapat 10 mol senyawa MgCl2.

a. Sebutkan jenis partikel senyawa MgCl2!

b. Berapa jumlah partikel senyawa dalam sampel tersebut?

Jawab:

a. MgCl2 adalah senyawa ion dengan partikel berupa ion Mg2+ dan ion Cl –.

b. Jumlah partikel berupa ion Mg2+ dan ion Cl– dalam 10 mol MgCl2.1 mol MgCl2

mengandung 1 mol Mg2+ dan 2 mol Cl–, sehingga 10 mol MgCl2 mengandung 10 mol

Mg2+ dan 20 mol Cl–.Jumlah ion Mg2+ = mol × 6,02 ×1023 partikel/mol= 10 mol × 6,02

× 1023partikel/mol = 6,02 × 1024 partikel(ion)

Jumlah ion Cl–= mol × 6,02 × 1023 partikel/mol= 20 mol × 6,02 × 1023 partikel/mol =

1,204 × 1025 partikel(ion) Jadi, dalam 10 senyawa MgCl2 mengandung 6,02 × 1024 ion

Mg2+ dan 1,204 × 1025 ion Cl–.

Massa molar

Massa molar (Mm) menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat. Massa 1 mol zat

sama dengan massa molekul relatif (Mr) zat tersebut dengan satuan gram/mol. Untuk unsur

yang partikelnya berupa atom, maka massa molar sama dengan Ar (massa atom relatif) dalam

satuan gram/mol.

Contoh:

o Massa molar kalsium (Ca) = massa dari 1 mol kalsium (Ca) = Ar Ca = 40 gram/mol.

o Massa molar besi (Fe) = massa dari 1 mol besi (Fe) = Ar Fe = 56 gram/mol.

o Massa molar aluminium (Al) = massa dari 1 mol aluminium (Al) = Ar Al= 27

gram/mol.

Untuk unsur yang partikelnya berupa molekul dan senyawa, maka massa molar sama

dengan Mr (massa molekul relatif) dalam satuan gram/mol.

Mr = ∑ Ar

dengan: Mr = massa molekul relatif (gram/mol)

Ar = massa atom relatif (gram/mol)

(James E. Brady, 1990)

Hubungan mol (n) dengan massa ( Gr)

Gr = n × mm atau massa = n × Ar atau massa = n × Mr

dengan: Gr = massa zat (gram)

n = jumlah mol (mol)

mm = massa molar = Ar atau Mr (gram/mol)

Jadi banyak mol menjadi:

mol= GrAr (Unsur )

= GrMr (molekul)

Volume Molar

Hipotesis Avogadro menyebutkan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama,semua gas

dengan volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama pula. Oleh karena 1

mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, maka pada suhu dan tekanan yang

sama pula, 1 mol setiap gas mempunyai volume yang sama. Volume per mol gas disebut

volume molar dan dilambangkan Vm.

V = n × Vm

dengan: V = volume gas (liter)

n = jumlah mol (mol)

Vm = volume molar (liter/mol)

(Martin S. Silberberg, 2000)Volume molar gas bergantung pada suhu dan tekanan. Beberapa keadaan suhu dan tekanan

yang biasa dijadikan acuan penentuan volume gas sebagai berikut.

Keadaan Standar

Jika pengukuran dilakukan pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm, volum molar gas

disebut sebagai volum molar standar. Hal itu disebabkan keadaan suhu 0°C dan tekanan 1

atm merupakan keadaan standar gas dan disingkat STP (Standard Temperature and Pressure).

Untuk menentukan volum molar gas pada keadaan standar dilakukan dengan

menimbang sejumlah volum gas tertentu dalam tabung yang sudah diketahui berat kosong

tabung gas tersebut pada suhu 0°C dan tekanan gas 1 atm.

PV = nRT

dengan: P = tekanan (atm)

V = volume gas (liter)

n = jumlah mol (mol)

R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K

T = 0 °C = 273 K

V = nRT

P=1 mol ×0,082 L atm/mol K ×273 K

1=22.4 L

Jadi, pada keadaan standar (STP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 22,4 liter/mol.

Mol = V

V STP

= V22.4 L/mol

Keadaan Kamar

Kondisi pengukuran gas pada suhu 25 °C dan tekanan 1 atm disebut keadaan kamar dan

dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure).

PV = nRT

dengan: P = tekanan (atm)

V = volume gas (liter)

n = jumlah mol (mol)

R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K

T = 0 °C = 298 K

V = nRT

P=1mol ×0,082 L atm/mol K ×298 K

1=24.4 L

Jadi, pada keadaan kamar (RTP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 24,4 liter/mol.

Mol = V

V RTP

= V24.4 L/mol

Contoh soal

Tentukan volume dari 2 mol gas nitrogen jika diukur pada:

a. keadaan standar (STP)

b. keadaan kamar (RTP)

Penyelesain :

a. Pada keadaan standar (STP),Vm = 22,4 liter/mol

V = n × Vm

= 2 mol × 22,4 liter/mol

= 44,8 liter

b. Pada keadaan kamar (RTP), Vm = 24,4 liter/mol

V = n × Vm

= 2 mol × 24,4 liter/mol

= 48,8 liter

Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui

Volume gas pada suhu dan tekanan yang diketahui dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan gas yang disebut persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal, yaitu PV = nRT,

untuk menentukan volume gas menjadi:

V = nRT

Pdengan: P = tekanan gas (atm)

V = volume gas (liter)

n = jumlah mol gas (mol)

R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K

T = suhu mutlak gas (K = 273 + suhu celcius)

Gas pada suhu dan tekanan sama

Avogadro menyatakan bahwa gas-gas bervolume sama, pada temperatur dan tekanan

yang sama, akan mengandung jumlah molekul yang sama (hukum Avogadro). Hal ini sama

dengan enyatakan bahwa volume gas nyata apapun sangat kecil dibandingkan dengan volume

yang ditempatinya. Bila anggapan ini benar, volume gas sebanding dengan jumlah molekul

gas dalam ruang tersebut. Jadi, massa relatif, yakni massa molekul atau massa atom gas,

dengan mudah didapat.

“Dalam suatu reaksi kimia gas yang diukur pada P dan T yang sama volumenya

berbanding lurus dengan koefisien reaksi atau mol, dan berbanding lurus sebagai

bilangan bulat dan sederhana.” Atau

v1

v2

=n1

n2

atau v1

n1

=v2

n2

dengan n = mol, dan v = volume

Dua jenis gas yang diukur pada P dan T yang sama

Contoh soal dan pembahasan:

1. Cuplikan NaH di elektrolisa menghasilkan gas H2 sebanyak 8 L pada kondisi P,T sama

dengan 8 gram gas CH4 Volume 4 L kadar NaH dalam cuplikan 80%. Massa cuplikan

adalah : ( Ar Na = 23, H=1)

a. 20 gram

b. 40 gram

c. 60 gram

d. 80 gram

e. 100 gram

Penyelesaian :

Dik : NaH Na + H2 ( 8 L )

P & T yang sama dengan 8 gram gas CH4 V= 4 L

Kadar NaH dalam cuplikan 80%.

Dit : Kadar Cuplikan = .....?

Jawab :

2NaH 2Na + H2

Rumus:

Gas 1 ( H2) , Gas 2 (CH4)

v1

n1

=v2

n2

8 Ln1

= 4 L8

16 4 n1= 64/16 n1 = 4

Jadi mol dari H2 = 1 mol

2NaH 2Na + H2

Mol NaH = Koef NaHKoef . H 2

× Mol H 2 = 21

×1 mol=2 mol

Gram NaH = Mol x Mr NaH = 2 mol x 24 gr/mol = 48 gram

% NaH = Gram NaH

GramCuplikan×100 %

80% = 48 gram

GramCuplikan×100 %

Gram Cuplikan = 4800

80gram=60 gram

Jawab ; C

2. Pada suhu dan tekanan tertentu massa 5 Liter H2 adalah 0,4 gram.Pada suhu dan tekanan

sama massa 10 Liter gas X adalah 12 gram. Jika diketahui Ar H= 1 ,maka Mr gas X

adalah...

a. 10

b. 12

c. 15

d. 28

e. 30

Penyelesaian :

Dik : V= 5 Liter & Massa = 0,4 gram H2

10 L gas X 12 gram

Dit : Mr X = ....?

Gas 1 ( H2) , Gas 2 ( X )

v1

n1

=v2

n2

5 L0,4 Gr

2 gr /mol =

10 L12Mr

60Mr

= 42

Mr = 60/2 = 30

Jawab ; E

3. Suatu cuplikan yang mengandung pirit (FeS) seberat 44 gram dilarutkan dengan HCl

sehingga dihasilkan FeCl2 dan 7,5 liter gas H2S yang diukur pada saat 2,5 liter gas NO

bermassa 3,5 gram. Persentase FeS dalam cuplikan tersebut adalah....(Ar Fe = 56;Cl =

35,5; H = 1 ; S = 32 )

a. 25%

b. 35%

c. 45%

d. 70%

e. 90%

Penyelesaian :

Dik : Massa Cuplikan = 44 gram

FeS + HCl FeCl2 + H2S 7,5 liter

2,5 liter gas NO bermassa 3,5 gram

Dik : % FeS dalam cuplikan = .....?

Gas 1 ( H2S) , Gas 2 (NO)

v1: v2=n1: n2

v1

v2

=n1

n2

7,5 L2,5 L

=n1

3,530

31 =

n1

0,117 n1=0,35

FeS + 2HCl FeCl2 + H2S

1 2 1 1

Perb. mol = Perb. Koef = Perb.volume

Mol FeS = Koef . FeSKoef . H 2 S

× Mol H 2 S = 1/1 x 0,039 mol = 0,039 mol

Gram FeS = 0,35 mol x 88 gr/mol = 30,8 gram

% FeS = Gram FeS

GramCuplikan×100 %

% FeS = 30,844

gram× 100 %=70 %

Jawab ; D

4. Gas X sebanyak 0,20 gram menempati volume 440 mL jika 0,10 gram gas CO2 pada P

dan T yang sama menempati volume 320 mL ,maka gas X tersebut adalah : ( Ar C = 12,

N = 14 ; O = 16 ; S = 32 )

a. O2

b. SO2

c. SO3

d. NO2

e. NO

Penyelesaian :

Dik : V= 440 mL & Massa = 0,2 gram X

Gr = 0,1 gram & V = 320 mL CO2

Dit : X = ....?

Gas 1 ( X) , Gas 2 ( CO2 )

v1

n1

=v2

n2

440 m L0,2 Gr

Mr =

320 mL0,1

44 gr /mol 1= 64/Mr Mr = 64

Jadi Senyawa X merupakan senyawa yang Mr nya = 64

Jawab ; B

Stoikiometri Senyawa

Komposisi Zat

Salah satu kegiatan penting dalam ilmu kimia adalah melakukan percobaan untuk

mengidentifikasi zat. Ada dua kegiatan dalam identifikasi zat, yakni analisis kualitatif dan

analisis kuantitatif. Analisis kualitatif digunakan untuk menentukan jenis komponen

penyusun zat. Sedangkan analisis kuantitatif dilakukan untuk menentukan massa dari setiap

komponen penyusun zat. Dengan mengetahui jenis dan massa dari setiap komponen

penyusun zat, kita dapat mengetahui komposisi zat tersebut. Komposisi zat dinyatakan dalam

persen massa (% massa). Perhitungan persen massa untuk setiap komponen dapat

menggunakan persamaan berikut.

Persen massa komponen = massa komponen

massa zat×100%

Komposisi Zat Secara Teoritis

Komposisi zat secara teoritis merupakan komposisi zat yang ditentukan dari rumus kimianya.

Untuk zat berupa senyawa, komposisinya secara teoritis dapat dinyatakan dalam persen

massa unsur dalam senyawa.

Persen massa unsur dalam senyawa (%) = Angka Indeks× Ar Unsur

Mr Senyawa×100 %

dengan: Ar = massa atom relatif (gram/mol)

Mr = massa molekul relatif (gram/mol)

Contoh soal

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 Fe

maka : massa Fe2O3 = ( Mr Fe2O3/2 Ar Fe ) x massa Fe = (160/112) x 224 = 320 ton

Jadi bijih besi yang diperlukan = (100 / 80) x 320 ton = 400 ton

Contoh soalLogam kuningan dibuat dari campuran logam seng dan tembaga. Jika kuningan direaksikan

dengan HCl maka hanya seng saja yang bereaksi sedangkan tembaganya tidak. Jika 0,5065

kuningan bereaksi dengan 25 mL HCl 0,1448 M dan sisa asam yang tidak bereaksi ternyata

dapat dinetralkan dengan 20 mL NaOH 0,1086 M. Maka tentukan komposisi kuningan

tersebut?

Jawab:

Dari soal diatas diketahui bahwa kuningan terdiri dari tembaga dan seng. Jika kuningan

direaksikan dengan HCl maka hanya seng yang bereaksi dan tembaganya tidak. Digunakan

HCl 0,1448 M sebanyak 25 mL, dari soal diketahui bahwa tidak semua HCl bereaksi dengan

seng akan tetapi HCl yang dipergunakan adalah berlebih dan kelebihan HCl ini kemudian

dapat dinetralkan dengan 20 mL NaOH 0,1086 M. Jadi reaksi yang terjadi dapat ditulis

sebagai berikut:

Zn + 2 HCl -> ZnCl2 + H2

HCl + NaOH -> NaCl + H2O

Mol HCl mula-mula = M x V= 25 mL x 0,1448 M = 3,62 mmol

Mol HCl yang bereaksi dengan NaOH = 20 mL x 0,1086 M = 2,172 mmol

Mol HCl yang bereaksi dengan Zn = mol HCl awal - mol HCl yang bereaksi dengan NaOH

= 3,62 - 2,172

= 1,448 mol

Mol Zn = koef. Reaksi Zn / koef.reaksi HCl x mol HCl

= ½ x 1,448 mmol

= 0,724 mmol

Massa Zn = mol x Ar

= 0,724 x 65

= 47,06 mg

= 0,04706 g

Presentase Zn = massa Zn/massa kuningan x 100%

= 0,04706 / 0,5065 x 100%

= 9,291%

Presentase Cu = 100% - presentase Zn= 100% - 9,291% = 90,709%

contoh soal

46 gram natrium bereaksi dengan 12 gram karbon dan 48 gram oksigen membentuk senyawa

Na2CO3. Tentukan:

a. Hitung perbandingan Na, C, dan O dalam senyawa Na2CO3

b. Jika terdapat 8 gram natrium maka berapa massa karbon dan oksigen yang diperlukan

untuk membentuk Na2CO3?

c. Hitung prosentase unsur dalam senyawa Na2CO3?

Jawab:

Perbandingan unsur dalam Na2CO3 :

= Na : C : O

= 46 : 12 : 48 (dibagai 12)

= 3,8 : 1 : 4

Factor pengkali

= 8 / 3,8

= 2,11

Maka karbon yang dibutuhkan adalah:

= perbandingan C x factor pengkali

= 1 x 2,11

= 2,11 g

Oksigen yang dibutuhkan adalah

= perbandingan O x factor pengkali

= 4 x 2,11

= 8,44 g

Massa total Na + C + O = 46 g + 12 g + 48 g = 106 g

Presentase Na = 46 g/106 g x 100% = 43,39%

Presentase C = 12 g/106 g x100% = 11,32%

Presentase O = 48 g / 106 g x 100% = 45,28%

contoh soalKlorofil mengandung 4,27% Mg ,jika tiap klorofil mengandung 1 Mg .Tentukan Mr

klorofil...

Jawab :

% Mg= n Ar MgMr Klorofil

×100 %

4,27 %= 1 ×24Mr Klorofil

×100 %

4,27= 2400Mr Klorofil

Mr Klorofil ¿24004,27

=562,06

Contoh soal

Berdasarkan hasil penelitian ternyata didalam Kopi terdapat senyawa Kafein. Hasil analisis

menunjukkan bahwa kafein [Mr ¿ 194] mengandung 28,9% nitrogen. Jumlah atom nitrogen

yang terdapat pada satu molekul Kafein adalah [N ¿ 14] ?

Jawab :

Misalkan dalam 1 molekul Kafein terdapat X atom Nitrogen, persentase nitrogen dalam 1

molekul Kafein dihitung sebagai berikut:

Penyelesaian :

Diket : Mr Kafein=194 ; Mr N=14 ;

kandungannitrogen dalam Kafein=28,9%

Dit : Jumlah atom Nitrogendalam 1molekul Kafein=?

%N= X × Ar NMr Kafein

× 100 %

28,9 %= X ×14194

×100 %

1400 ×=28,9×194

1400 ×=5606,6

×=5606,61400

=4,0047 ≈ 4

Jadi, dalam 1 molekul kafein terdapat 4 atom hidrogen.

Pereaksi Pembatas (Hitungan   Kimia)

Pereaksi pembatas adalah zat (pereaksi) yang membatasi jumlah produk yang

dihasilkan pada suatu reaksi.  Dikatakan membatasi jumlah produk yang dihasilkan karena

zat tersebut telah habis terlebih dahulu selagi zat yang lain masih ada, padahal keberadaannya

sangat diperlukan untuk reaksi selanjutnya (menghasilkan produk).   Jadi, pereaksi pembatas

adalah pereaksi yang habis terlebih dahulu (pertama kali).

Pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan cara membagi jumlah mol setiap pereaksi

masing-masing dengan koefisien reaksinya (= kuosien reaksi, Q).  Tentu saja dari reaksi yang

sudah setara.  Pereaksi dengan kuosien reaksi terkecil merupakan pereaksi pembatas. Dengan

demikian kalau tersedia beberapa zat pereaksi dengan jumlahnya masing-masing, kita dapat

meramalkan zat pereaksi apa yang nantinya habis terlebih dahulu atau zat apa yang tersisa.

Untuk perhitungan selanjutnya, jumlah (mol) pereaksi pembatas dipakai sebagai pembanding/

standarnya.  Baik jumlah produk ataupun zat lain yang bereaksi.

Contoh soal 1 :

Sebanyak 6,5 gram logam Zn (Ar Zn = 65) direaksikan dengan 1000 mL larutan HCl 0,16

M.  Tentukan jumlah zat yang tersisa dan volume gas H2 yang dihasilkan (STP).  Reaksi yang

terjadi :

Zn (s)  +  2HCl (aq)  –>  ZnCl2 (aq)  +  H2 (g)

Jawab :

Mol Zn = 6,565

= 0,1 mol (koefisien reaksi = 1)

Q Zn = 0,1/1 = 0,1

Mol HCl = 1000 x 0,16 = 160 mmol = 0,16 mol (koefisien reaksi = 2)

Q HCl = 0,16/2 = 0,08

Ternyata Q HCl < Q Zn, sehingga HCl merupakan pereaksi pembatas (pereaksi yang habis

lebih dulu).

.                   Zn (s)       +       2HCl (aq)  —>       ZnCl2 (aq)  +       H2 (g)Mula2        0,1                      0,16                          -                              -Reaksi      -0,08                  -0,16                         +0,08                    +0,08___________________________________________________ ___ +Akhir        0,02 mol           0                                0,08 mol              0,08 molZat yang tersisa Zn = 0,02 mol

= (0,02 x 65) gram

= 1,30 gram

Gas H2 yang dihasilkan = 0,08 x 22,4 L

= 1,72 L

Contoh soal 2Diberikan reaksi antara asam sulfat dan natrium hidroksida sebagai berikut (reaksi belum

setara):

H2SO4 + NaOH -> Na2SO4 + H2O

Jika 20 gram H2SO4 dan 20 gram NaOH direaksikan, berapa banyak Na2SO4 yang akan

dihasilkan?

Jawab:

Soal diatas adalah soal bertipe reaksi pembatas sebab kedua zat yang bereaksi

diketahui kuantitasnya. Ingat untuk menentukan produk yang dihasilkan maka terlebih dahulu

kita harus mencari reagen pembatasnya (zat yang bertindak sebagai reaksi pembatas). Reaksi

yang sudah setara dapat ditulis sebagai berikut,

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O

Karena dalam reaksi kimia yang dapat dibandingkan hanyalah "mol" maka kita mencari mol

H2SO4 dan NaOH.

Mr H2SO4 = (2xAr H + Ar S + 4xAr O)

= 2x1 + 32 + 4x16

= 98 gmol-1

Mr NaOH = Ar Na + Ar O + Ar H

= 23 + 16 + 1

= 40 gmol-1

Mol H2SO4 tersedia = massa/Mr

= 20 g / 98 gmol-1

= 0,204 mol

Mol NaOH tersedia = massa/Mr

= 20 g / 40 gmol-1

= 0,5 mol

Untuk mencari reagen pembatas maka kita harus mengasumsikan H2SO4 dan NaOH

keduanya adalah reagen pembatas, dan dari hasil perhitungan ini yang memenuhi syarat kita

jadikan reagen pembatas.

Jika H2SO4 sebagai reagen pembatas maka NaOH yang dibutuhkan:

= koef.reaksi NaOH/koef.reaksi H2SO4 x mol H2SO4

= 2/1 x 0,204 mol

= 0,408 mol

Jika NaOH sebagai reagen pembatas maka H2SO4 yang dibutuhkan:

= koef.reaksi H2SO4/koef.reaksi NaOH x mol NaOH

= 1/2 x 0,5 mol

= 0,250 mol

Hasil perhitungan diatas dapat di tulis dalam tabel berikut:

Reagen Pembatas Tersedia Dibutuhkan Kesimpulan

H2SO4NaOH = 0,5 mol NaOH =0,408 mol diterima

NaOH H2SO4= 0,204 mol H2SO4 = 0,250 mol Tidak diterima

Jadi dari tabel diatas maka dapat diketahui yang menjadi reagen pembatas adalah H2SO4

sehingga sekarang kita tinggal menuliskan perhitungan reaksi mula-mula, bereaksi, dan sisa

(MBS).

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O

Mula-mula 0,204 0,5 - -

Bereaksi 0,204 2/1x0,204 = 0,408 1/1x0,204 = 0,204 2/1x0,204 = 0,408

Sisa 0 0,092 0,204 0,408

Jadi Na2SO4 yang dihasilkan adalah 0,204 mol dan massanya:

Mr Na2SO4 = 2xAr Na + Ar S + 4xArO

= 2x23 + 32 + 4x16

= 142 gmol-1

Massa Na2SO4 = mol x Mr

= 0,204 mol x 142 gmol-1

= 28,968 g

Menentukan Rumus Kimia Hidrat (Air Kristal)

Hidrat adalah senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O). Rumus

kimia senyawa kristal padat sudah diketahui. Jadi pada dasarnya penentuan rumus hidrat

adalah penentuan jumlah molekul air kristal (H2O) atau nilai x.

Secara umum, rumus hidrat dapat ditulis sebagai :

Rumus kimia senyawa kristal padat : x.H2O

Sebagai contoh garam Kalsium Sulfat, memiliki rumus kimia CaSO4 . 2 H2O, artinya dalam

setiap mol CaSO4 terdapat 2 mol H2O. Beberapa senyawa berhidrat / berair kristal dapat Anda

lihat pada tabel berikut.

Tabel Beberapa senyawa berhidrat

Untuk jelasnya Anda simak contoh berikut!

Contoh:

1. 5,0 gram hidrat dari Tembaga (II) Sulfat dipanaskan sampai semua air

kristalnya 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 :

o Misalkan rumus hidrat adalah CuSO4 . x H2O

o Tulis persamaan reaksinya

o Tentukan mol zat sebelum dan sesudah reaksi

o Hitung nilai x, dengan menggunakan perbandingan mol CuSO4 : mol

H2O

CuSO4 . x H2O (s) CuSO4 (s) + x H2O

5 gram 3,2 gram 1,8 gram

Perbandingan, mol CuSO4 : mol H2O = 0.02 : 0,10

Perbandingan, mol CuSO4 : mol H2O = 1 : 5

Jadi Rumus hidrat dari tembaga (II) sulfat adalah CuSO4 . 5 H2O.

2. Bagaimanakah Rumus kimia garam Barium Klorida Berhidrat (BaCl2.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: ....BaCl2 . x H2O .....BaCl2 .....+..... x H2O

............ ...........,.... ...................

....12,2 gram ..........10,4 gram .......(12,2 - 10,4) = 1,8 gram

....Perbandingan, mol BaCl2 : mol H2O = 10,4208

:1,818

= 0,05 : 0,1.= 1 : 2

Jadi rumus kimia garam tersebut BaCl2 . 2 H2O

contoh soal

LiClO4 ditemukan mengandung 33,60% air. Tentukanlah formula hidrat tersebut?

Jawab:

Massa H2O = 33,60%.100 g = 33,60 g

Massa anhidrat LiClO4 = (100%-33,60%).100g = 66,40 g

Mol masing-masing dicari dengan cara sebagai berikut:

Mol LiClO4 = massa/Mr

= 66,40 g / 106 gmol-1

= 0,624 mol

Mol H2O = massa/Mr

= 33,60 g/ 18 gmol-1

= 2,106 mol

Perbandingan mol LiClO4 : H2O = 0,624 mol : 2,106 mol = 1 : 3,3 = 1:3

Jadi nilai “x” adalah 3 dan rumus hidratnya adalah LiClO4.3H2O yaitu litium perklorat

trihidrat.

RANGKUMAN

1. Rumus kimia memuat informasi tentang jenis unsur dan perbandingan atom-atom unsur

penyusun zat. Jenis unsur dinyatakan oleh lambang unsur dan perbandingan atom-atom

unsur dinyatakan dengan angka indeks

2. Rumus kimia dibedakan menjadi rumus empiris dan rumus molekul. Rumus empiris

menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom-atom unsur penyusun, sedangkan

rumus molekul menyatakan jenis dan jumlah atom-atom unsur penyusun senyawa.

3. Tata nama senyawa anorganik dikelompokkan menjadi:

Senyawa biner dari logam dan nonlogam

Senyawa biner dari nonlogam dan nonlogam

Senyawa asam dan basa

4. Pada persamaan reaksi berlaku hukum kekekalan massa, yaitu jumlah atom unsur di

sebelah kiri anak panah (reaktan) sama dengan jumlah atom unsur di sebelah

kanan(produk).

5. Beberapa hukum dasar yang digunakan dalam stoikiometri adalah:

Hukum kekekalan massa (Hukum Lavoisier)

Hukum perbandingan tetap (Hukum Proust)

Hukum kelipatan perbandingan (Hukum Dalton)

Hukum perbandingan volume (Hukum Gay Lussac)

6. Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandung sejumlah partikel yang sama dengan

jumlah atom yang terdapat pada 12 gram C – 12, di mana jumlah partikel itu sebesar 6,02

× 1023 dan disebut sebagai tetapan Avogadro yang dilambangkan sebagai L.

7. Massa satu mol zat yang dinyatakan dalam satuan gram disebut sebagai massa molar.

8. Volume satu mol gas dalam keadaan standar disebut sebagai volume molar.

9. Kadar zat dalam campuran menyatakan banyaknya zat tersebut dibandingkan dengan

banyaknya campuran.

10. Dalam suatu reaksi kimia, pereaksi yang terlebih dulu habis bereaksi disebut sebagai

pereaksi pembatas.

Berilah tanda silang (X) pada huruf A, B, C, D, atau E di depan jawaban yang tepat!

1. Pada proses besi berkarat, maka ….

A. massa besi = massa karat besi

B. massa besi > massa karat besi

C. massa besi < massa karat besi

D. massa besi tetap

E. massa besi berubah

2. Perbandingan massa atom-atom dalam senyawa adalah tetap. Pernyataan ini

dikemukakan oleh ….

A. Lavoisier

B. Dalton

C. Proust

D. Gay-Lussac

E. Avogadro

3. Pada percobaan: 2 C(s) + O2(g) 2 CO→(g) diperoleh data:

4. Massa atom C (gram) 5. Massa atom O (gram)

6. 6 7. 8

8. 10,5 9. 14

10. 15 11. 20

Perbandingan massa unsur C dan O dalam senyawa CO adalah ….

A. 2 : 3

B. 4 : 3

C. 3 : 4

D. 3 : 2

E. 2 : 4

4. Jika perbandingan massa hidrogen dan oksigen dalam air adalah 1 : 8, maka untuk

menghasilkan 45 gram air dibutuhkan ….

A. 5 gram hidrogen dan 40 gram oksigen

B. 40 gram hidrogen dan 5 gram oksigen

C. 5 gram hidrogen dan 8 gram oksigen

D. 5 gram hidrogen dan 9 gram oksigen

E. 45 gram hidrogen dan 5 gram oksigen

5. Dua buah unsur A dan B dapat membentuk dua macam senyawa. Senyawa I

mengandung A 25% dan senyawa B mengandung A 50%. Untuk A yang sama

perbandingan B pada senyawa I dan II adalah ….

A. 1 : 2

B. 1 : 3

C. 2 : 1

D. 3 : 1

E. 2 : 3

6. Suatu cuplikan mengandung besi dan belerang diambil dari dua tempat penambangan

yang berbeda. Cuplikan I sebanyak 5,5 gram mengandung 3,5 gram besi dan 2 gram

belerang. Cuplikan II sebanyak 11 gram mengandung 7 gram besi dan 4 gram belerang.

Maka perbandingan besi dan belerang pada cuplikan I dan II adalah ….

A. 1 : 2

B. 2 : 1

D. 7 : 4

D. 4 : 7

E. 2 : 7

7. Jika 60 mL gas nitrogen direaksikan dengan gas oksigen menghasilkan 60 mL gas

dinitrogen trioksida, maka gas oksigen yang diperlukan sebanyak ….

A. 30 mL

B. 120 mL

C. 90 mL

D. 150 mL

E. 210 mL

8. Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan

volume gas-gas hasil reaksi akan merupakan perbandingan bilangan yang bulat dan

sederhana. Hal ini dikemukakan oleh ….

A. Dalton

B. Lavoisier

C. Avogadro

D. Gay-Lussac

E. Proust

9. Gas metana 11,2 liter dibakar sempurna menurut reaksi:

CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)

10. Volume gas CO2 yang terbentuk jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama adalah ….

A. 11,2 liter

B. 22,4 liter

C. 33,6 liter

D. 1 liter

E. 12,2 liter

11. Dua liter gas nitrogen direaksikan dengan gas hidrogen menghasilkan gas amonia sesuai

reaksi:

N2(g) + H2 (g) NH3(g)

Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka volume gas amonia yang dihasilkan

….

A. 1 liter

B. 2 liter

C. 3 liter

D. 4 liter

E. 6 liter

12. Bila larutan timbal(II)nitrat dan kalium yodium dalam tabung Y yang tertutup massanya

50 gram, maka setelah reaksi berlangsung massanya menjadi ….

A. lebih dari 50 gram

B. sama dengan 50 gram

C. kurang dari 50 gram

D. tidak sama dengan 50 gram

E. tidak dapat ditentukan

13. Bila 6 gram magnesium dibakar di udara terbuka diperoleh 10 gram magnesium oksida,

maka oksigen yang diperlukan adalah … gram.

A. 16

B. 10

C. 6

D. 4

E. 3

14. Satu gram hidrogen dapat bereaksi dengan 8 gram oksigen, maka air yang terbentuk

adalah ….

A. 1 gram

B. 2 gram

C. 8 gram

D. 9 gram

E. 10 gram

15. Pada pembakaran gas CH4 menurut reaksi:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g). Perbandingan volume gas-gas yang bereaksi

dan volume gas-gas hasil reaksi berturut-turut adalah ….

A. 1 : 2 : 1 : 1

B. 2 : 1 : 2 : 1

C. 1 : 2 : 1 : 2

D. 1 : 1 : 2 : 2

E. 1 : 2 : 2 : 1

16. Perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa selalu tetap, pernyataan tersebut

dikemukakan oleh ….

A. Dalton

B. Gay-Lussac

C. Avogadro

D. Proust

E. Doberainer

17. Bila dari percobaan diperoleh grafik hubungan massa karbon dan massa oksigen dalam

membentuk karbon dioksida adalah sebagai berikut.

Maka perbandingan massa karbon dengan massa oksigen adalah ….

A. 1 : 8

B. 8 : 1

C. 1 : 2

D. 3 : 8

E. 8 : 3

18. Dalam senyawa belerang trioksida perbandingan massa belerang dengan oksigen adalah

2 : 3. Bila 36 gram belerang direaksikan dengan 48 gram oksigen, maka pernyataan yang

benar adalah ….

A. kedua pereaksi habis bereaksi

B. pada akhir reaksi tersisa oksigen

C. belerang trioksida yang terbentuk maksimum 80 gram

D. pada akhir reaksi tersisa belerang 5 gram

E. pada reaksi tersebut tidak berlaku Hukum Kekekalan Massa

19. Gas oksigen (H2) dapat bereaksi dengan gas oksigen (O2) menghasilkan uap air (H2O),

menurut reaksi:

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g). Pada tekanan dan suhu yang sama, sejumlah gas hidrogen

tepat habis bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan 40 liter uap air, maka ….

A. gas H2 yang bereaksi adalah 20 liter

B. gas H2 yang bereaksi adalah 40 liter

C. gas H2 yang bereaksi adalah 60 liter

D. gas O2 yang bereaksi adalah 60 liter

E. gas O2 yang bereaksi adalah 80 liter

20. Bila dua macam unsur dapat membentuk beberapa senyawa, maka massa unsur-unsur

pertama yang bersenyawa dengan massa yang sama dari unsur kedua adalah berbanding

sebagai bilangan mudah dan bulat. Pernyataan ini dikemukakan oleh ….

A. Proust

B. Lavoisier

C. Dalton

D. Gay-Lussac

E. Avogadro

21. Bila gas SO2 direaksikan dengan oksigen terjadi reaksi:

SO2(g) + O2(g) → SO3(g). Jika volume gas belerang dioksida yang bereaksi 4 liter, maka

….

A. dibutuhkan 1 liter gas oksigen

B. dibutuhkan 4 liter gas oksigen

C. dibutuhkan 6 liter gas oksigen

D. dihasilkan 4 liter gas belerang trioksida

E. dihasilkan 2 liter gas belerang trioksida

22. Jika 1 liter gas A2 bereaksi dengan 2 liter gas B2, dihasilkan 2 liter gas, maka rumus

kimia gas hasil adalah ….

A. AB2

B. AB

C. A2B

D. A2B3

E. A3B2

23. Hukum Proust disebut juga ….

A. Hukum Perbandingan Volume

B. Hukum Perbandingan Berganda

C. Hukum Kekekalan Massa

D. Hukum Perbandingan Tetap

E. Hukum Kekekalan Energi

24. Pada suhu dan tekanan tertentu terjadi reaksi dengan persamaan reaksi:

2 H2S(g) + 3 O2(g2 H) →2O(g) + 2 SO2(g).

Perbandingan jumlah H2S : O2 : H2O : SO2 = 2 : 3 : 2 : 2 merupakan perbandingan ….

A. massa dan volume

B. massa dan molekul

C. atom dan molekul

D. atom dan volume

E. volume dan molekul

25. Perbandingan massa kalsium dan massa oksigen membentuk kalsium oksida adalah 5 : 2.

Jika 20 gram kalsium direaksikan dengan 10 gram oksigen, maka massa kalsium oksida

yang terbentuk adalah ….

A. 10 gram

B. 20 gram

C. 28 gram

D. 30 gram

E. 36 gram

B. Jawablah soal-soal di bawah ini dengan singkat dan tepat!

1. (a) Mengapa Hukum Kekekalan Massa seolah-olah tidak berlaku pada peristiwa

pembakaran kayu?

(b.) Pada pembakaran magnesium di udara dihasilkan abu yang berwarna putih.

Bagaimana massa abu yang dihasilkan setelah pembakaran dibandingkan dengan massa

magnesium?

2. Sepuluh gram tembaga dengan empat gram belerang membentuk tembaga(II)sulfida.

Perbandingan massa tembaga dan belerang dalam senyawa itu adalah 2 : 1.

Berapa gram tembaga(II)sulfida yang terbentuk?

3. Diketahui grafik hubungan massa Fe dan S sebagai berikut! Berdasarkan grafik tersebut,

hitunglah:

a. massa Fe yang dibutuhkan apabila massa S (belerang) yang direaksikan 2 gram;

b. massa FeS yang terbentuk bila 7 gram Fe direaksikan dengan 7 gram S!

4. Gas propana C3H8 terbakar menurut persamaan:

C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O(g).

Bila 10 liter gas propana dibakar dengan 60 liter gas O2, tentukan volume gas sesudah

reaksi

5. Untuk membakar 11,2 liter gas hidrokarbon tepat diperlukan 20 liter gas oksigen dan

dihasilkan 22,4 liter gas CO2. Apabila semua gas diukur pada suhu dan tekanan sama,

bagaimana rumus molekul gas hidrokarbon tersebut?

DAFTAR PUSTAKA

http://usupress.usu.ac.id/files/Kimia%20Dasar%20-%20Final_bab%201.pdf

http://wanibesak.files.wordpress.com/2011/10/hukum-hukum-dasar-kimia1.pdf