A. HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA

B. PERHITUNGAN KIMIA

STOIKIOMETRI

4

Kata Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani, stoicheion yang berarti unsur(partikel) dan metron yang berarti pengukuran. Stoikiometri menggambarkanhubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia. Dasar-dasar stoikiometri, kita dapat menghitung massa atau volume pereaksi yangdiperlukan untuk memperoleh massa atau volume hasil reaksi yangdikehendaki. Pengetahuan ini sangat diperlukan untuk menghitung bahanbaku yang dibutuhkan guna menghasilkan sejumlah produk yang dikehendakidalam industri.

Setelah Anda mempelajari stokiometri Anda diharapkan dapat membuktikandan mengkomunikasikan berlakunya hukum dasar kimia.

Hubungan antara konsep satu dengan yang lain dalam perhitungan kimiadapat Anda perhatikan pada peta konsep berikut.

KIMIA X SMA66

Peta Konsep Stoikiometri

A. HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA

Pada awal abad ke-18 para ilmuwan mempelajari secara kuantitatifsusunan zat-zat melalui percobaan-percobaan dari berbagai reaksi kimia.Hasil percobaan yang diperoleh para ilmuwan tersebut terangkum dalamHukum-hukum Dasar Kimia.

perhitungankimia

STOIKIOMETRI

perhitunganmassa

hukum dasarkimia

hukum kekekalanmassa

hukum perbandingantetap

hukum kelipatanperbandingan

hukum perbandinganvolume

hukum Avogadro

massamolar

persamaanreaksi

persamaanpembatas

volumemolar

keadaanstandart

keadaan gas laindiketahui

jumlahpartikel

tetapanAvogadro

RE

RM

MOL

Mr

Ar

penentuanrumus kimia

perhitunganvolume

keadaan suhutekanan tertentu

meliputi

dapat

untuk

berkaitan

menghitung

terdiri

terdiri dari

diukur

KIMIA X SMA 671. Hukum Kekekalan Massa

Perhatikan hal-hal berikut ini:• Bagaimanakah massa rokok sebelum dibakar dan sesudah dibakar?• Bagaimanakah massa buah mangga sebelum masak (matang) dan sesudah

masak?• Bagaimanakah massa besi sebelum dan sesudah berkarat?

Dalam serangkaian percobaan pembakaran dan proses-proses yangberhubungan dengan pembakaran, Antoine Laurent Lavoisier (1743 –1794) menyatakan bahwa dalam semua proses pembakaran suatu materidengan oksigen dari udara maka materi tersebut akan mengalami perubahan.Lavoisier melakukan percobaan, di mana cairan merkuri bereaksi denganoksigen membentuk merkuri oksida yang berwarna merah (mercury calx).Bila merkuri oksida dipanaskan lagi, maka akan terurai menghasilkancairan merkuri dan gas oksigen, yang jumlahnya sama dengan yangdibutuhkan pada waktu pembentukan merkuri oksida.

Berdasarkan serangkaian percobaannya, Lavoisier mengemukakansuatu hukum dalam bukunya yang berjudul "Treaite Elementaire de Chemie"yang dikenal dengan Hukum Kekekalan Massa.Hukum Kekekalan Massa berbunyi:

“ Jumlah massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi sama”.

Percobaan: Membuktikan Hukum Kekekalan Massa

• Rangkailah alat seperti gambar (Pipa Y yangujung-ujungnya secara terpisah diisi denganlarutan HCl 1 M pada salah satu ujung danbutiran logam Al pada ujung yang lain, kemudiantimbanglah) Catat massa (berat) sebelum keduazat tersebut direaksikan.

• Miringkan pipa tersebut sehingga larutan HClbercampur dengan logam Al. Apakah yangmenunjukkan terjadinya reaksi kimia?

• Timbang kembali semua alat beserta isinya - Catat massa (beratnya)- Bagaimana massa sebelum dan sesudah

reaksi?

larutan HCl 1M

butiran Al

tutupgabus

KIMIA X SMA68

Latihan 1

1. Lengkapilah data pada tabel berikut, reaksi antara besi dengan belerangmenghasilkan besi (II) sulfida

2. Sejumlah 12,7 gram tembaga dipijarkan dengan belerang menghasilkan19,1 gram tembaga (II) sulfida. Berapa gram-kah belerang yang telahbereaksi?

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Pada proses pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya, menunjukkanadanya hubungan massa yang bereaksi secara kuantitatif. Karena itu parailmuwan kimia mendapatkan dorongan kuat untuk mencari hubunganmassa antara zat yang menyusun senyawa.

Joseph Louis Proust (1754 – 1826) melakukan percobaan denganmemanaskan kalsium karbonat, (CaCO3) sehingga menghasilkan gas CO2.Ternyata, persentase unsur-unsur penyusun gas CO2 dari hasil pemanasankalsium karbonat sama dengan persentase CO2 yang ada di alam.

Proust mengembangkan hasil temuannya dan mendapatkan suatuhukum yang disebut Hukum Perbandingan Tetap.Hukum Perbandingan Tetap berbunyi:“Perbandingan massa unsur-unsur penyusun senyawa selalu tetap“Contoh:

Data berikut diperoleh dengan cara membakar logam magnesium(mereaksikan magnesium dengan gas oksigen) menghasilkan magnesiumoksida.Tabel 4.1

Massa Massa Massa Perbandingan massaNo. magnesium oksigen magnesium oksida magnesium dan oksigen

(gr) (gr) (gr) dalam magnesium oksida

1. 0,60 0,40 1,00 0,60 : 0,40 = 3 : 22. 0,48 0,32 0,80 0,48 : 0,32 = 3 : 23. 0,36 0,24 0,60 0,36 : 0,24 = 3 : 2

No.Massa sebelum reaksi Massa sesudah reaksi

Besi (gr) Belerang (gr) Besi(II) sulfida (gr)

1. ... 4 112. 14 8 ...3. ... 16 444. 56 ... 88

KIMIA X SMA 69Berdasarkan data di atas membuktikan bahwa perbandingan massa

magnesium dan massa oksigen dalam magnesium oksida memiliki nilaitetap yaitu 3: 2, walaupun massa magnesium dan oksigen yang disediakanberbeda-beda.

Latihan 2

1. Hasil percobaan reaksi antara logam tembaga dengan belerang diperolehdata sebagai berikut.

a. Berapakah perbandingan massa tembaga dan belerang dalam senyawatembaga belerang? Apakah data tersebut menunjukkan berlakunyahukum Proust?

b. Buatlah grafik antara massa tembaga dengan massa belerang!2. Dalam senyawa air, perbandingan massa hidrogen dan massa oksigen

adalah 1 : 8. Jika 40 gram hidrogen direaksikan dengan oksigen, ternyatadiperoleh 270 gram air, berapa gram oksigen yang telah bereaksi?

3. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)

John Dalton (1766 – 1844) mengamati bahwa karbon dan oksigen dapatmembentuk dua macam senyawa. Pada senyawa pertama perbandinganmassa karbon dan oksigen adalah 3 : 4, sedangkan pada senyawa keduaperbandingan karbon dan oksigen adalah 3 : 8. Pada massa karbon yangsama, perbandingan massa oksigen dalam kedua senyawa itu merupakanbilangan bulat dan sederhana, yaitu 1 : 2.Massa atom karbon dan oksigen dalam kedua senyawa di atas, digambarkanoleh Dalton sebagai berikut.

Gambar 4.1Hukum Kelipatan Perbandingan.

Senyawa I Senyawa II

= massa oksigen = massa karbon

No.Massa tembaga Massa belerang Massa tembaga belerang

(gr) (gr) (gr)

1. 4,23 2,13 6,362. 3,17 1,60 4,773. 2,54 1,28 3,824. 2,12 1,06 3,18

KIMIA X SMA70Beberapa penelitian terhadap unsur-unsur yang membentuk lebih dari

satu senyawa, Dalton menyatakan pendapatnya, bahwa:"Bila dua unsur membentuk dua senyawa atau lebih dan salah satu unsurnya

mempunyai massa yang sama maka massa unsur yang lainnya berbanding sebagaibilangan bulat dan sederhana."

Pernyataan Dalton tersebut disebut Hukum Kelipatan PerbandinganContoh:Belerang dan oksigen dapat membentuk dua senyawa yaitu SO2 dan SO3. Perhatikan tabel berikut ini.Tabel 4.2

Dari data di atas ternyata, untuk massa S yang sama, perbandingan massaO yaitu 2 : 3, yang merupakan bilangan bulat dan sederhana.

Latihan 3

1. Unsur A dan B bergabung membentuk dua senyawa. Pada senyawa Imengandung 42,9% A dan senyawa II mengandung 27,3% A. Buktikanbahwa kedua senyawa itu sesuai Hukum Kelipatan Perbandingan!

2. Unsur N dan O dapat membentuk tiga senyawa oksida nitrogen.Persentase N dalam ketiga oksida nitrogen tersebut berturut-turut adalah46,7%, 36,8% dan 25,9%. Apakah dalam senyawa itu berlaku HukumKelipatan Perbandingan? Jelaskan!

4. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay-Lussac)

Percobaan tentang beberapa reaksi yang berwujud gas pada suhu dantekanan tertentu telah dilakukan oleh Gay-Lussac (1778 – 1850).Berdasarkan serangkaian percobaannya diperoleh data sebagai berikut:a. satu liter gas hidrogen bereaksi dengan satu liter gas klorin, menghasilkan

dua liter gas hidrogen klorida;b. dua liter gas hidrogen bereaksi dengan satu liter gas oksigen, menghasilkan

dua liter uap air;c. tiga liter gas hidrogen beraksi dengan satu liter gas nitrogen, menghasilkan

2 liter gas ammonia.

Massa Massa unsur pembentukPerbandingan massaSenyawa senyawa senyawabelerang dan oksigen(g) Belerang (g) Oksigen (g)

SO2 6,4 3,2 3,2 3,2 : 3,2 = 1 : 1 = 2 : 2

SO3 8,0 3,2 4,8 3,2 : 4,8 = 1 : 1,5 = 2 : 3

KIMIA X SMA 71Reaksi di atas selanjutnya dapat dituliskan persamaan reaksinya sebagaiberikut.1) H2(g) + Cl2(g) ⎯⎯⎯→ 2HCl(g) Perbandingan volumnya: 1: 1: 2

1 liter 1 liter 2 liter2) 2H2(g) + O2(g) ⎯⎯⎯→ 2H2O(g) Perbandingan volumnya: 2: 1: 2

2 liter 1 liter 2 liter3) 3H2(g) + N2(g) ⎯⎯⎯→ 2NH3(g) Perbandingan volumnya: 3: 1: 2

3 liter 1 liter 2 literBerdasarkan hasil percobaan tersebut Gay Lussac mengemukakan

hukum yang disebut Hukum Perbandingan Volum, berbunyi:"Volum gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gas hasil reaksi, jika diukur pada

suhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai bilangan bulat dansederhana".

Berdasarkan hukum tersebut, untuk reaksi zat yang berwujud gas,perbandingan koefisien reaksi ekivalen dengan perbandingan volumnya,sehingga berlaku hubungan sebagai berikut:

Contoh Soal:Sebanyak 4 liter gas etana dibakar sempurna menghasilkan gas karbondioksida dan uap air, menurut reaksi: C2H6(g) + O2(g) ⎯⎯⎯→ CO2(g) + H2O(g)

Hitunglah:a. volum gas oksigen yang diperlukan.b. volum gas CO2 yang terbentuk.

c. volum uap air yang terbentuk.Jawab:Persamaan reaksi setara: 2C2H6(g) + 7O2(g) ⎯⎯⎯→ 4CO2(g) + 6H2O(g)

a. Volum O2 yang diperlukan =

b. Volum CO2 yang terbentuk =

c. Volum uap air =

62

x 4 liter = 12 liter

42

x 4 liter = 8 liter

72

x 4 liter = 14 liter

Volum gasVolum gas

KoefisienKoefisien

X Y

gas X gas Y

=

KIMIA X SMA7 2

Latihan 4

Pembakaran sempurna 4 liter gas amonia NH3 menghasilkan gas nitrogendioksida NO2 dan uap air, menurut reaksi:

NH3(g) + O2(g) ⎯⎯⎯→ NO2(g) + H2O(g) (reaksi belum setara)

Hitunglah:a. Volum gas oksigen yang diperlukan.b. Volum gas NO2 yang dihasilkan.

c. Volum uap air yang dihasilkan.d. Jika udara mengandung 20% gas oksigen, berapa liter volum udara

yang diperlukan?

5. Hipotesis Avogadro

Pada saat Gay Lussac mengemukakan hasil percobaannya, parailmuwan saat itu belum menerima, karena tidak sesuai dengan teori atomDalton. Menurut teori atom Dalton, partikel terkecil dari semua unsuradalah atom-atom tunggal dan partikel senyawa adalah gabungan dariatom yang berbeda dan disebut atom senyawa.Amedeo Avogadro (1776 – 1856) mengemukakan pendapatnya, bahwahukum Gay Lussac dan teori Dalton dapat sejalan, apabila ada duaanggapan sebagai berikut. a. Volum yang sama dari gas-gas yang berbeda, pada suhu dan tekanan

yang sama mempunyai jumlah partikel yang sama.b. Pada dasarnya yang dimaksud partikel gas adalah molekul-molekul

yang merupakan gabungan terdiri atas sejumlah atom yang bergabung.Avogadro mengusulkan bahwa gas hidrogen dan oksigen keduanya

berada sebagai molekul-molekul diatomik yang merupakan gabungan dariatom-atom yang sama, yaitu sebagai H2 dan O2.

Gambar 4.2

2 liter gas hidrogen2 molekul gas hidrogen

+

1 liter gas oksigen1 molekul gas oksigen

2 liter uap air2 molekul uap air

KIMIA X SMA 73Apa yang diusulkan oleh Avogadro tersebut pada kurun waktu

berikutnya diperkuat oleh ilmuwan dari Jerman, Stanisalao Cannizaro(1826 – 1910). Dia mengemukakan daftar massa atom yang diperolehnyadari pendapat Avogadro. Pendapat Avogadro ini dikenal dengan HipotesaAvogadro.

Dari berbagai percobaan membuktikan kebenaran dari hipotesaAvogadro maka hipotesa Avogadro dapat disebut Hukum Avogadro,berbunyi:"Pada suhu dan tekanan yang sama gas-gas yang volumnya sama akan mempunyaijumlah partikel yang sama".

Contoh soal:Pada suhu dan tekanan tertentu, 2 liter gas nitrogen tepat bereaksi dengan4 liter gas oksigen menghasilkan 4 liter oksida nitogen, NxOy. Bagaimanarumus oksida tersebut?Jawab:Perbandingan volum sama dengan perbandingan koefisien reaksi, sehinggareaksinya dapat ditulis sebagai berikut:2N2(g) + 4O2(g) ⎯⎯⎯→ 4NxOy(g)

Dalam persamaan reaksi jumlah atom kiri harus sama dengan jumlah atomkanan, sehingga harga x dan y dapat ditentukan sebagai berikut.Jumlah atom N kiri = jumlah atom N kanan

2 x 2 = 4xx = 1

Jumlah atom O kiri = jumlah atom O kanan4 x 2 = 4y

y = 2Jadi rumus oksida tersebut adalah NO2

Latihan 5

1. Sebanyak 200 ml gas klor, Cl2 (P, T) tepat bereaksi dengan 500 ml gas oksigen,O2 (P, T) menghasilkan 200 ml oksida klor, ClxOy (P, T). Tentukan rumusoksida tersebut!

2. Pada suhu dan tekanan tertentu, 6 liter gas NH3 mempunyai 2 x 1020

molekul. Pada P dan T yang sama, berapa jumlah molekul 4 liter gas SO3?

KIMIA X SMA74B. PERHITUNGAN KIMIA

Pembahasan perhitungan kimia dimulai dari pengertian massamolekul relatif (Mr), konsep mol, penerapan hukum Gay Lussac sertahukum Avogadro dalam persamaan reaksi, penentuan rumus empirisrumus molekul, air kristal dan kadar zat dalam senyawa, serta pereaksipembatas.

1. Massa Molekul Relatif (Mr)

Partikel dasar suatu senyawa adalah molekul yang merupakan gabungandari atom-atom suatu unsur. Oleh karena itu penentuan massa molekulrelatif (Mr) juga menggunakan pembanding atom karbon-12. Jadi, massamolekul relatif adalah perbandingan massa rata-rata satu molekulterhadap 1⁄12 kali massa satu atom karbon-12. Untuk senyawa yang terdiriatas ion-ion digunakan istilah massa rumus relatif, dengan lambang yangsama, yaitu Mr.

Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa X2Y3 dapat dirumuskansebagai berikut:

Untuk memperoleh harga Mr dijabarkan sebagai berikut:

Jadi massa molekul relatif (Mr) merupakan penjumlahan dari massa atomrelatif (Ar) atom-atom penyusun molekul atau senyawa.

Contoh soal:Hitunglah massa molekul relatif asam sulfat, H2SO4 jika diketahui Ar H = 1,S = 32 dan O = 16.Jawab:Mr H2SO4 = (2 x Ar H) + (1 x Ar S) + (4 x Ar O)

= (2 x 1) + (1 x 32) + (4 x 16)= 2 + 32 + 64= 98

M

Ar X Ar Y

r X Y =(2 massa rata - rata atom X)+(3 massa rata - rata atom Y)

x massa 1 atom C – 12

=2 massa rata - rata atom X

x massa 1 atom C – 123 massa rata - rata atom Y

x massa 1 atom C – 12

. .

2 3 112

112

112

+

= +2 3

M

Yr senyawa X Y =

Massa rata - rata 1 molekul Xx massa 1 atom C – 122 3

21

12

3

KIMIA X SMA 75Latihan 6

Hitunglah Mr senyawa berikut ini!1. NH3 6. KMnO4

2. HNO3 7. H3PO4

3. Mg(OH)2 8. Na2CO3

4. Al(OH)3 9. Ca3(PO4)2

5. FeSO4 10. Al2(SO4)3

Diketahui Ar H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, Na = 23, Mg = 24, Al = 27, P = 31,S = 32, Ca = 40, Mn = 55, Fe = 56 dan K = 39.

2. Mol

Dalam perhitungan kimia para ahli kimia sepakat mencari satuan yangdigunakan untuk menyatakan jumlah zat yaitu mol. Telah kita ketahuibahwa partikel dasar penyusun suatu unsur adalah atom, sedangkan partikelpenyusun senyawa berupa molekul atau ion. Karena ukuran partikel dasartersebut sangat kecil maka untuk keperluan perhitungan digunakan satuanjumlah seperti halnya yang telah kita kenal dalam kehidupan sehari-hariyaitu lusin, kodi, rim, dan sebagainya.IUPAC menetapkan satuan mol tersebut didasarkan pada atom C-12, yangdinyatakan sebagai berikut.

Ilmuwan dari Jerman Johann Loschmidt pada tahun 1865 melaluipercobaannya berhasil menghitung banyaknya atom yang terdapat dalam12 gram C-12, yaitu sebanyak 6,02 x 1023. Bilangan ini selanjutnya disebutTetapan Avogadro, sebab yang pertama menyatakan perlunya satuan jumlahbagi atom atau molekul adalah Amedeo Avogadro, dilambangkan L(Loschmidt) untuk menghargai jasa Loschmidt.

a. Hubungan Mol Dengan Jumlah PartikelSatu mol zat adalah banyaknya zat tersebut yang mengandung

6,02 x 1023 partikel. Partikel ini dalam zat dapat berupa atom, molekulatau ion.

1 mol = 6,02 x 1023 = tetapan Avogadro (L)

Satu mol suatu zat adalah banyaknya partikel dalam suatu zat di manajumlahnya sama dengan banyaknya atom yang terdapat dalam 12gram C-12.

KIMIA X SMA76Contoh:

1 mol unsur tembaga (Cu) mengandung 6,02 x 1023 atom Cu

1 mol gas nitrogen (N2) mengandung 6,02 x 1023 molekul N2

1 mol gas karbon dioksida (CO2) mengandung 6,02 x 1023 molekul CO2

1 mol ion nitrat (NO3-) mengandung 6,02 x 1023 ion NO3

-

Hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:

1 mol = 6,02 x 1023 partikel = L

Contoh soal:1. Hitunglah jumlah partikel zat berikut:

a. 2 mol aluminium (Al)b. 0,04 mol gas belerang dioksida (SO2)

c. 0,2 mol ion sulfat SO42-

Jawab: a. Jumlah atom Al = mol x L

= 2 mol x 6,02 x 1023 atom/mol

= 12,04 x 1023 atom Al

b. Jumlah molekul SO2 = 0,04 mol x 6,02 x 1023 molekul/mol

= 24,08 x 1021 molekul SO2

c. Jumlah ion SO42- = 0,2 mol x 6,02 x 1023 ion/mol

= 12,04 x 1022 ion SO42-

2. Hitung mol zat berikut:

a. 3,01 x 1022 atom besi (Fe)

b. 6,02 x 1020 molekul asam nitrat (HNO3)

c. 15,05 x 1021 ion natrium (Na+) Jawab:

a.

Mol FeJumlah atom Fe

L

3,10 x 10

6,02 x 10 mol Fe

22

23

=

=

= 0 05,

Mol =

Jumlah partikelL

Jumlah partikel zat = mol x L

KIMIA X SMA 77

b.

c.

3. Hitunglah jumlah atom C dan atom O dalam 0,1 mol CO2 .

Jawab:Dalam 1 molekul CO2 terdapat 1 atom C dan 2 atom O

Jumlah atom C = 1 x 0,1 x 6,02 x 1023

= 6,02 x 1022 atom

Jumlah atom O = 2 x 0,1 x 6,02 x 1023

= 12,04 x 1022 atom

Latihan 7

Hitunglah:1. Jumlah atom dalam 2 mol belerang!2. Jumlah molekul CO2 dalam 0,01 mol gas CO2!

3. Jumlah mol dari 6,02 x 1021 molekul N2!

4. Jumlah mol dari 24,8 x 1020 atom besi!5. Jumlah atom S dan atom O dalam 1 mol SO3!

b. Hubungan Mol dengan Massa (gram)Pada penetapan satuan mol dijelaskan, bahwa dalam 12 gram karbon

-12 (Ar C-12) terdapat 6,02 X 1023 atom karbon, dinyatakan sebagai satumol. Massa atom karbon-12 dalam 1mol ini disebut massa molar karbon.Karena atom karbon-12 sebagai standar, maka massa molar zat secaraumum dapat ditentukan berdasarkan atom karbon-12.

Satuan massa molar adalah gram/mol atau gram mol-1.

Mol Na15,05 x 10 ion

6,02 x 10 ion/mol

mol Na

+21

23

+

=

= 0 025,

Mol HNO6,02 x 10 molekul

6,02 x 10 molekul/mol mol HNO

3

20

23

3

=

= 0 001,

KIMIA X SMA78Perhatikan contoh pada tabel di bawah ini. Tabel 4.3 Hubungan Rumus Zat, Mr, dan Massa Molar

Dari tabel tersebut dapat disimpulkan sebagai berikut.

Pernyataan tersebut dapat dirumuskan:Massa molar (g/mol) = Ar atau Mr

dan

Contoh soal:1. Berapa gramkah massa 2 mol gas amonia, NH3 (Ar H=1, N=14)?

Jawab:Mr NH3 = 14 + (3 x 1) = 17

massa NH3 = Mol x Mr

= 2 x 17 = 34 gram NH3

2. Hitunglah Ar unsur A jika 0,02 mol A massanya 1,12 gram.Jawab:

molgram

Ar

Ar

=

=

= =

0 02

1 120 02

56

,

,,

1,12Ar

Gram Mol x Ar atau Mr= Mol

Ar=

gram atau Mr

Massa molar adalah massa 1 mol zat yang besarnya sama denganmassa atom relatif (Ar) atau massa molekul relatif (Mr) zat tersebutdan dinyatakan dalam gram.

NamaRumus zat Massa 1 mol Ar atau Mr Massa molar

zat (gr) (gr/mol)

air H2O 18 18 18

aluminium Al 27 27 27karbondioksida CO2 44 44 44

asam sulfat H2SO4 98 98 98

KIMIA X SMA 793. Berapakah jumlah molekul yang terdapat dalam 8,8 gram gas CO2

(Ar C = 12, O = 16)?Jawab:Mr CO2 = 12 +(2 x 16) = 44

Jumlah molekul CO2 = mol x L

= 0,2 x 6,02 x 1023

= 12,04 x 102

Latihan 8

1. Hitunglah massa zat berikut!a. 0,002 mol logam timbal (Ar Pb = 207)

b. 2 x 10-2 mol H2SO4 (Ar H =1, O =16, S = 32)

c. 3,01 x 1022 atom besi (Ar Fe = 56)

d. 1,204 x 1021 molekul metana, CH4 (Ar H =1, C =12)

2. Sebanyak 6,4 gram suatu unsur X mengandung 12,04 x 1022 atom X.Tentukanlah Ar unsur X!

c. Hubungan Mol Dengan Volum1) Volum Gas Pada Suhu dan Tekanan yang Sama

Hukum Avogadro menyatakan bahwa: "Pada suhu dan tekanan yang sama semua gas yang volumnya samamengandung jumlah partikel yang sama pula."

Karena jumlah partikel sama, berarti gas-gas yang bervolum samaakan mempunyai jumlah mol yang sama.

atau

Sedangkan untuk gas-gas yang volumnya berbeda berlaku hubungan:

atau

V n1 1V n2 2

=

V Mololume gas IVolume gas II

gas IMol gas II

=

mol gas I = mol gas II

Mgram

Mrol CO

CO CO

8,844

mol

22

2=

=

= 0 2,

KIMIA X SMA80Contoh Soal:1. Pada suhu dan tekanan tertentu, 2 liter gas O2 (Mr = 32) massanya

3,2 gram. Berapa volum 7,5 gram gas NO (Mr = 30 ) pada keadaantersebut?Jawab:

2. Dalam suatu tabung yang bervolum 1 liter diisi 8 gram gas oksigen(O2). Jika pada keadaan yang sama tabung tersebut diisi gas nitrogen,(N2) berapa massa gas nitrogen tersebut?

Ar N =14, O = 16Jawab:

Latihan 9

1. Dalam ruang 2 liter diisi gas CO2 ternyata mengandung 6,02 x 1022 molekulCO2. Jika pada suhu dan tekanan yang sama diisi gas A ternyata massanya8 gram. Berapa Mr gas A tersebut?

2. Pada suhu dan tekanan tertentu 4 liter gas SO2 (Mr = 64) massanya 19,2gram. Berapa massa gas NO2 (Mr = 46) yang volumnya 2 liter?

3. Sebuah botol hampa mempunyai berat 30,50 gram. Jika diisi gas nitrogen,N2 (Ar N =14) beratnya menjadi 31,9 gram. Akan tetapi jika botol tersebutdiisi gas X beratnya menjadi 34,05 gram. Hitunglah Mr gas X!

Karenamol

g g

g

gr

volume sama, maka molnya samamol gas O gas N

r OMr O

r NMr N

32r N28

N x 2832

gram

2 2

2

2

2

2

2

2

=

=

=

=

=

8

8

7

V Mol

g Mg M

olume OVolum NO

OMol NO

Volum NOr O r O

r NO r NO

Volum NOVolum NO liter

2 2

2 2

=

=

=

=

2

2 3 2 327 5 305

//

, /, /

KIMIA X SMA 812) Volum Gas Pada Keadaan Standar ( 0oC, 1 atm)

Volum molar gas menyatakan volum 1 mol gas pada suhu dantekanan tertentu.Stanislao Cannizzaro (1826–1910) dari Italia mengemukakan hasilpercobaannya sebagai berikut.

Setiap 1 mol gas apa saja pada suhu 0oC dan tekanan 1 atmosfer mempunyaivolum 22,4 liter.Sesuai dengan rumus gas ideal:

P : tekanan gas (atm)V : volume gas (liter)n : mol gas

R : tetapan gas ideal (= 0,082 liter atm/moloK)

T : suhu mutlak (= oC + 273)oK

Suhu 0oC (273 K) dan tekanan 1 atmosfer dikenal sebagai keadaanstandar atau STP (Standard Temperature and Pressure). Jadi volum 1 molgas pada keadaan standar disebut Volum Molar Standar.

Pada keadaan standar, volum (liter) dari sejumlah mol (n) suatu gas,berlaku hubungan sebagai berikut.

atau mol

liter=22, 4

Volum gas (STP) = n x 22,4 liter/mol

V =

=

=

n . R . TP

1 x 0,082 x 2731

2 liter~ 22, 4 liter

2 386,

P . V = n . R . T

KIMIA X SMA82Contoh:1. Hitunglah volum 2 mol gas oksigen pada keadaan standar.

Jawab:Volum O2 = 2 mol x 22,4 liter/mol

= 44,8 liter

2. Berapakah mol gas nitrogen, jika pada suhu 0oC dan tekanan 1 atmmempunyai 4,48 liter?Jawab:

3. Berapakah gram gas CO2 terdapat dalam 2240 ml pada STP?Ar C = 12, O = 16 Jawab:Mr CO2 = 44 , volum CO2 = 2240 ml = 2,24 liter

4. Berapakah jumlah molekul yang terdapat dalam 6,72 liter gas hidrogenpada STP?Jawab:

jumlah

Molekul

partikel = mol x L

H liter

22, 4 liter/mol x 6,02 x 10 molekul/mol

x 10 molekul

223

22

=

=

6 72

18 06

,

,

gram = mol x Mr liter

22, 4 liter/mol x 44

gram

gram =

=

2 24

4 4

,

,

Mol N liter

22, 4 liter/mol mol

2 =

=

4 48

0 2

,

,

KIMIA X SMA 83Hubungan antara mol, gram, volum (STP) dan jumlah partikel dapat

digambarkan skema sebagai berikut.

Gambar 4.3 Konversi satuan mol dengan massa, jumlah partikel dan volum

Latihan 10

1. Hitunglah volum gas berikut ini, jika diukur pada suhu 0oC, 1 atm:

a. 2 x 10-2 mol gas NOb. 12,8 gram gas SO3 (Ar O = 16, S = 32)

c. 2,408 x 1022 molekul gas Cl2

2. 3,2 gram gas X2 pada keadaan standar mempunyai volum 2240 ml (kondisiSTP), berapa Ar X?

3. Sebanyak 4480 ml gas SO3 diukur pada 0oC, 76 cmHg, berapa gramkahmassa gas SO3 tersebut? (Ar O = 16, S = 32)

3) Volum Gas pada Suhu dan Tekanan TertentuVolum gas sangat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan, sehingga menurutBoyle Gay Lussac dirumuskan sebagai berikut.

PVT

CP V P V= = atau

T T1 2

1 1 2 2

: massa molar

x massa molar

x 6,02 x 1023

: 6,02 x 1023Gram Mol

Jumlahpartikel

Volume(STP)

x 22,4 L: 22,4 L

0oC, 1 atm

KIMIA X SMA84Pada keadaan standar suhu 0oC (273o K) dan tekanan 1 atm, satu

mol semua gas mempunyai volum 22,4 liter, sehingga harga C dapatditentukan sebagai berikut:P = 1 atmV = 22,4 liter/mol

T = 273o K

C =

= 0,082 atm liter K-1 mol-1

Angka 0,082 dinamakan tetapan gas ideal (R). Jika banyaknya mol gas = n,maka rumus Boyle Gay Lussac tersebut diturunkan menjadi:

Rumus ini dikenal dengan Persamaan Umum Gas Ideal.

Contoh:

1. Berapakah volum 11 gram gas CO2 (Mr = 44) pada suhu 27oC dan

tekanan 1 atm? (R = 0,082 atm.lt.K-1.mol-1) Jawab:

2. Suatu gas mempunyai volum 250 ml pada keadaan standar. Berapakahvolum gas tersebut jika diukur pada suhu 25oC dan tekanan 760 mmHg? Jawab:P1 = 1 atm = 760 mmHg, V1 = 250 ml = 0,25 lt, T1 = 0oC = 273 K

P2 = 760 mmHg = 1 atm, T2 = 25oC = 298 K

P VT

P VT

VP V T

P T

1 1

1

2 2

2

21 1 2

2 11

0 27

=

=

=

=

atm x 0, 25 L x 298 K1 atm x 273 K liter,

n =

=

11

0 2544

mol,

PV nRT

VnRT

P

=

=

=

=

0 25

6 15

,

,

x 0,082 x 3001

liter

PV = nRT

1273

atm x 22, 4 liter/mol K

KIMIA X SMA 85Latihan 11

1. Hitunglah volum 6,4 gram gas SO2 (Mr = 64) diukur pada suhu 27oC dantekanan 700 mmHg!

2. Gas karbon dioksida, CO2 pada suhu 27oC dan tekanan 2 atm mempunyaivolum 24,6 liter. Berapakah gram massa gas CO2? (Ar C = 12, O = 16)

3. Sebanyak 2,4 gram gas A pada suhu 127oC, tekanan 152 cmHg mempunyaivolum 492 ml. Hitunglah Mr gas A!

3. Komposisi Senyawa

Salah satu manfaat penting dari ilmu kimia adalah kemampuannyadalam mengidentifikasi suatu zat. Ada 2 tahap dalam melakukan identifikasiini, yaitu analisa kualitatif dan analisis kuantitatif. Analisa kualitatifdigunakan untuk menentukan jenis komponen penyusun zat tersebut,sedangkan analisa kuantitatif digunkaan untuk mengetahui massa darisetiap komponen penyusun zat tersebut.

Di dalam mengetahui jenis dan massa setiap komponen penyusun zatkita dapat mengetahui komposisi zat tersebut. Kompossi zat ini biasanyadinyatakan dalam satuan persen massa (% massa).a. Persentase Unsur Dalam Senyawa

Sesuai Hukum Perbandingan Tetap dari Proust, bahwa massaunsur-unsur penyusun suatu senyawa mempunyai perbandingantertentu dan tetap, maka persentase unsur dan massa unsur dalamsuatu senyawa AxBy dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rumus persentase unsur dalam senyawa:

Contoh:Berapakah persentase massa unsur Ca, C dan O dalam senyawaCaCO3? (Ar C = 12, O = 16 dan Ca = 40)

Jawab:

% a dalam aCO Ca aCO

x 00%

. 40 x 00%

= 40%

33

C CAr

Mr C=

=

11

1100

1

%

%

A Bx Ar

Mr B

B By Ar

Mr B

yy

yy

dalam senyawa A . A

A x 100%

dalam senyawa A . B A

x 100%

xx

xx

=

=

KIMIA X SMA86

Rumus massa unsur dalam senyawa:

Contoh:a. Berapa gramkah massa unsur nitrogen yang terdapat dalam 120

gram urea, CO(NH2)2? (Ar H = 1, C = 12, N = 14 dan O = 16)

Jawab:

b. Dalam senyawa Al2O3 mengandung 540 gram aluminium. Berapagramkah massa Al2O3 tersebut? (Ar O = 16 dan Al = 27)

Jawab:

Latihan 12

1. Hitunglah persentase unsur kalium, nitrogen dan oksigen dalam senyawaKNO3! (Ar K = 39, O = 16 dan N = 14)

2. Berapa gramkah massa unsur nitrogen dalam 1 kuintal pupuk ZA,(NH4)2SO4? (Ar H = 1, N =14, O = 16 dan S = 32)

M OMr O

A

gram

assa Al Al Ar Al

x massa l

x 4

= 1020 gram

2 32 3=

=

210254

5 0

MAr

Mr

gram

assa N dalam CO(NH N

CO(NH x massa CO(NH

. 14 x 2

= 54 gram

2 22 2

2 2))

)=

=

2

260

1 0

Massa A Bx Ar

Mr BB

B BAr

Mr BB

yy

y

yy

y

dalam A . A

A x massa A

Massa dalam Ay B

A x massa A

xx

x

xx

x

=

=.

%

%

dalam aCO . 12

x 00%

= 12%

dalam aCO . 16

x 00%

x 00% = 48%

3

3

C C

O C

=

=

=

1100

1

3100

1

48100

1

KIMIA X SMA 873. Bijih bauksit mengandung 60% massa Al2O3. Berapa gramkah massa

aluminium yang terkandung dalam 100 gram bijih bauksit tersebut? (Ar O= 16 dan Al = 27)

b. Rumus Empiris dan Rumus MolekulKonsep mol dapat digunakan untuk menentukan rumus kimia

suatu senyawa, baik rumus empiris (RE) maupun rumus molekul (RM).Bagaimanakah hubungan rumus empiris dan rumus molekul suatu zat?

Di dalam memahami hubungan RE dan RM, perhatikan contoh REdan RM pada tabel di bawah ini.Tabel 4.4 Hubungan Antara RE dan RM

Berdasarkan tabel tersebut dapat disimpulkan, bahwa rumusmolekul merupakan kelipatan bilangan bulat n (n =1,2,3 danseterusnya) dari rumus empiris. Hubungan ini secara matematis dapatdirumuskan sebagai berikut.

Rumus molekul mempunyai Mr yang merupakan penjumlahan Aratom penyusun suatu molekul, maka rumus di atas dapat di tuliskanmenjadi

Langkah-langkah menentukan rumus empiris.• Menghitung perbandingan % atau gram unsur-unsur penyusun

senyawa.• Menghitung perbandingan mol unsur-unsur tersebut dengan cara,

% atau gram dibagi Ar masing-masing unsur.

Mr = (ΣAr RE)n

RM = (RE)n

Nama Senyawa Rumus Empiris Rumus Molekul

asam klorida HCl HClamoniak NH3 NH3

hidrogen peroksida HO H2O2

asam oksalat HCO2 H2C2O4

etana CH3 C2H6

glukosa CH2O C6H12O6

KIMIA X SMA88• Menuliskan perbandingan mol unsur-unsur penyusun dengan

angka bulat dan sederhana.• Menuliskan rumus empiris.Jika diketahui Mr senyawa, rumus molekul dapat ditentukan denganrumus Mr = (ΣAr RE)n.

Contoh: 1. Suatu senyawa hidrokarbon terdiri atas 80 % massa karbon dan 20%

massa hidrogen. Tentukanlah rumus empiris hidrokarbon tersebut!(Ar H = 1 dan C = 12).Jawab: Perbandingan % atau perbandingan massamassa C : massa H = 80 : 20Perbandingan mol

Jadi, umus empiris senyawa hidrokarbon tersebut adalah CH3.

2. Sebanyak 14,2 gram suatu senyawa ternyata mengandung 4,6 gramnatrium, 3,2 gram belerang dan sisanya oksigen. Tentukanlah rumusempiris senyawa tersebut! (Ar S = 32, Na = 23 dan O = 16)Jawab: Massa Na = 4,6 gram

S = 3,2 gramO = 14,2 – (4,6 + 3,2) = 6,4 gram

Perbandingan massamassa Na : massa S : massa O = 4,6 : 3,2 : 6,4Perbandingan mol

Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah Na2SO4.

Mol N a : Mol S : Mol O23

: 32

: 16

= 0, 2 : 0,1 : 0, 4= 2 : 1 : 4

= 4 6 3 2 6 4, , ,

Mol C : Mol H12

: 1

= 6,67 : 20= 1 : 3

= 80 20

KIMIA X SMA 893. Suatu oksida NxOy mengandung 30,43 % nitrogen dan 69,56 % oksigen.

Jika oksida tersebut mempunyai Mr = 92, tentukan rumus molekulnya!(Ar N = 14 dan O = 16).Jawab:N = 30,43%; O = 69,56%Perbandingan mol

Rumus empiris oksida adalah NO2

Mr = (ΣAr RE)n

92 = (14 + 2.16)n

92 = (46)n

n = 2Rumus molekul oksida adalah (NO2)2 = N2O4

Latihan 13

1. Suatu oksida besi, FexOy mengandung 70% besi (Ar Fe = 56, O = 16).Tentukan rumus oksida tersebut!

2. Sebanyak 50 gram suatu oksida logam MO mengandung 30 gram logam M.Jika Ar O = 16, berapa Ar logam M?

3. Suatu senyawa hidrokarbon mengandung 80% karbon (Ar C = 12, H = 1)dan sisanya hidrogen. Jika 3,01 x 1022 molekul senyawa tersebut massanya1,5 gram, tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut!

4. Sebanyak 22 gram senyawa organik terdiri atas C, H, dan O dibakarsempurna, menghasilkan 44 gram CO2 dan 18 gram H2O ( Ar H = 1, C = 12dan O = 16). Jika Mr senyawa = 88, tentukan rumus molekulnya!

5. Vitamin C terdiri atas unsur C, H, dan O mempunyai Mr = 176.Pembakaran 88 gram vitamin C tersebut menghasilkan 132 gram CO2 dan36 gram H2O (Ar H = 1, C =12 dan O = 16). Tentukan rumus molekulvitamin C tersebut!

Mol N : Mol O14

: 16

= 2,17 : 4, 34= 1 : 2

= 30 43 69 56, ,

KIMIA X SMA904. Air Kristal

Kristal merupakan zat padat yang memiliki bentuk teratur. Beberapasenyawa yang berwujud kristal padat mempunyai kemampuan untukmenyerap uap air dari udara, sehingga kristal senyawa itu mengandungair kristal. Senyawa yang mengandung air kristal dikenal sebagai senyawahidrat. Molekul- molekul air tersebut terkurung rapat dalam susunankristal senyawa, sehingga senyawa hidrat tetap kering. Air kristal akanterlepas bila dipanaskan/dilarutkan, sehingga dalam proses reaksinya airkristal tidak terjadi reaksi kimia.Contoh:CaSO4. 2H2O, menunjukkan tiap satuan kristal CaSO4 terkandung 2molekul air.CuSO4. 5H2O, menunjukkan tiap satuan kristal CuSO4 terkandung 5molekul air.

Contoh di atas terlihat bahwa setiap 1 mol CaSO4 terkandung 2 mol airdan setiap 1 mol CuSO4 terkandung 5 mol air. Penentuan jumlah air kristaldidasarkan pada perbandingan mol zat murni dengan mol air dalamkristal tersebut.Contoh soal:1. Kristal BaCl2.XH2O mengandung 15,4% massa air kristal. Tentukan

rumus kristal tersebut. (Ar H =1, O = 16, Cl = 35,5 dan Ba = 137)Jawab: % BaCl2 = 100 % – 15,4 % = 84,6 %

Perbandingan mol BaCl2: Mol H2O = 1: 2

Jadi rumus kristal tersebut adalah BaCl2. 2H2O

2. Jika 38 gram MgSO4.XH2O dipanaskan, ternyata diperoleh 20 gramMgSO4. (Ar H = 1, O = 16, Mg = 24 dan S = 32). Tentukan harga X!

Jawab: Massa MgSO4.XH2O = 38 gram

Massa MgSO = 20 gramMassa H2O = 38 gram – 20 gram = 18 gram

Perbandingan Mol B OBaClBaCl

OO

aCl : Mol HMr

: H

Mr H

:

: 0,8

2 22

2=

=

=

% %

, ,

,

2

284 6208

15 418

0 4

KIMIA X SMA 91

Jadi, harga X adalah 6, dan rumus kristal adalah MgSO4.6H2O.

Latihan 14

1. Sebanyak 43 gram gips (CaSO4.XH2O) dipanaskan sehingga diperoleh 34gram CaSO4 murni. Tentukan rumus kristal gips tersebut! (Ar H = 1,O = 16,S = 32 dan Ca = 40).

2. Kristal terusi (CuSO4. XH2O) sebanyak 62,37 gram dipanaskan sehinggadiperoleh kristal anhidrat yang massanya 39,87 gram. Tentukan harga X!(Ar H = 1,O = 16, S = 32 dan Cu = 63,5)

6. Kemurnian (Kadar Zat Dalam Senyawa)

Sering kita jumpai barang-barang perdagangan yang mencantumkankemurniannya (kadar), terutama paling banyak bahan-bahan kimia yangmemerlukan ketelitian untuk keperluan analisa kuantitatif. Caramenentukan kemurnian dapat digunakan rumus sebagai berikut.

Contoh:1) Dalam pupuk perdagangan tertulis "Pupuk Urea CO(NH2)2 dengan

kandungan nitrogen 20%. Tentukan berapa persenkah kemurnianpupuk urea tersebut? (diketahui Ar H = 1, C = 12, N = 14, O = 16)Jawab:Mr CO(NH2)2 = 12 + 16 + 2 . 14 + 4 . 1

= 60

Kemurnian

Kemurnian

(kadar) =% zat dari hasil eksperimen

% zat secara teoretis x 100%

(kadar) =massa zat hasil eksperimen

massa sampel x 100%

Perbandingan Mol M O X gSO : Mol H :

:

: 1

= 1 : 6

4 2 =

=

=

120

1201818

16

KIMIA X SMA92- Persentase N dalam CO(NH2)2 murni:

- Persentase N dalam sampel = 20%- Jadi, kemurnian CO(NH2)2 dalam sampel adalah:

2) Dalam menentukan kadar belerang (S) dalam suatu batuan, ditimbangsebanyak 10 gram batuan tersebut kemudian dibakar. Massa zat sete-lah pembakaran ditimbang ternyata tinggal 6,8 gram. Dari data terse-but tentukan kadar belerang (S) dalam batuan tersebut!Jawab:- Massa batuan (sampel) = 10 gr- Massa batuan etelah dibakar = 6,8 gr

Massa zat yang hilang adalah massa belerang karena padapembakaran belerang diubah menjadi gas belerang dioksida (SO2)

S(s) + O2(g) → SO2(g)

- Jadi, massa belerang (S) dalam batuan (sampel) = (10 - 6,8) = 3,2 gr- Maka kadar belerang (S):

Latihan 15

1. Dalam 60 gram terdapat 32 gram oksigen, tentukan berapa % kemurnianAl2(SO4)3 tersebut (Ar Al = 27, S = 32, O = 16)!

2. Berapa gram asam fosfat yang dapat dibuat dari 248 gram fosfor?

=Massa hasil eksperiman

sampel x 100%

=Massa S

Massa batuan sebelum dibakar x 100%

=3, 210

x 100%

= 32%

Massa

=20

23, 33 x 100%

= 85,72%

= JumlahMr

atom N x Ar N CO(NH

x 100%

=1 x 14

60 x 100%

= 23, 33%

2)2

KIMIA X SMA 936. Hitungan Kimia Dalam Persamaan Reaksi

Reaksi kimia berlaku hukum kekekalan massa, yang ditunjukkan olehpersamaan reaksi setara.Contoh:C3H8(g) + 5O2(g) ⎯⎯⎯→ 3CO2(g) + 4H2O(g)

Menurut persamaan reaksi setara ini kita bisa melihat adanyahubungan kuantitatif antara zat satu dengan zat yang lain melalui koefisienmasing-masing zat.

Menurut hukum Gay Lussac, perbandingan volume menunjukkanperbandingan koefisien. Menurut hukum Avogadro, perbandingan volummenunjukkan perbandingan jumlah partikel. Sedangkan menurut konsepmol perbandingan jumlah partikel sama dengan perbandingan mol.Bisa kita tarik suatu kesimpulan, bahwa:

Tetapi ingat, ini hanya berlaku bila zatnya berwujud gas. Mengapademikian?

Bagaimanakah untuk zat yang tidak berwujud gas apakah ketentuanitu tidak berlaku? Ya tetap berlaku sama, kecuali untuk perbandinganvolume. Sehingga ketentuan itu menjadi:

Menurut persaman reaksi setara ini jika mol salah satu zat diketahui(misal B) maka mol-mol zat yang lain dapat dicari dengan membanding-kan koefisien.

atau

Contoh:1. Sebanyak 3 gram gas etana, C2H6 (Mr = 30) dibakar sempurna meng-

hasilkan gas karbon dioksida dan uap air, menurut persamaan reaksi:2C2H6(g) + 7O2(g) ⎯⎯⎯→ 4CO2(g) + 6H2O(g)

a. Berapakah mol O2 yang diperlukan untuk membakar etana?

b. Berapakah gram CO2 yang dihasilkan? (Ar C =12, O = 16)

c. Jika diukur pada suhu 0oC, 1 atm, berapkah liter volum gas CO2

yang dihasilkan?

mol

kk

mol A =oefisien Aoefisien B

x B

molmol

kk

A B

oefisien Aoefisien B

=

Perbandingan koefisien = perbandingan mol = perbandingan jumlahpartikel

Perbandingan koefisien = perbandingan volum = perbandingan jumlahpartikel = perbandingan mol

KIMIA X SMA94Jawab:

2. Pemanasan kalium klorat, KClO3 terurai menurut reaksi:

KClO3(S) ⎯⎯⎯→ KCl(s) + O2(g) (reaksi belum setara)

Jika volum O2 yang dihasilkan 6 liter, diukur pada kondisi di mana 6gram gas NO (Mr = 30) volumnya 4 liter. Berapa gram KClO3 yang ter-urai? (Ar K = 39, Cl = 35,5 dan O = 16)Jawab: Persamaan reaksi setara: 2KClO3(S) ⎯⎯⎯→ 2KCl(s) + 3O2(g)

Massa KClO3 = mol x Mr

= 0,2 x 122,5= 24,5 gram

0, 3 mol

=

=

23

0

0 2

x , 3 mol

mol,

Mol

molmol

vv

mol

NO =

= 0, 2 mol O NO

=olum Oolum NO

O = liter liter

x 0, 2 mol

= 0, 3 mol

2 2

2

630

64

a. jadi O2 yang diper- b. gram = mol x Mr CO2

lukan 0,35 mol = 0,2 x 44= 8,8 gram

c. liter = mol x 22,4= 0,2 x 22,4= 4,48

mol =

=

4

0 22

x 0,1

,

mol =

=

7

0 352

x 0,1

,

molgram

=

=

Mr

30= 0,1

3

+ 3H2O4CO2(g)

(dicari)⎯⎯⎯→+ 7O2(g)

(dicari)

2C2H6(g)

(Diketahui)

KIMIA X SMA 95Latihan 16

1. Sejumlah 12,8 gram belerang dibakar menghasilkan gas belerang dioksida,menurut reaksi:S(s) + O2(g) ⎯⎯⎯→ SO2(g) (reaksi belum setara)

Hitunglah!a. Massa gas oksigen yang diperlukan untuk pembakaran.

b. Volum gas SO2 jika diukur pada suhu 0oC, 1 atm. (Ar O = 16, S = 32)

2. Pada peruraian perak oksida, Ag2O dihasilkan logam perak dan gasoksigen. Jika volum gas oksigen diukur pada keadaan standar sebanyak672 ml, hitunglah!a. Massa perak oksida yang terurai.b. Massa perak yang terjadi. (Ar Ag = 108, O = 16)

3. Pembakaran sempurna 13,8 gram etanol, C2H5OH dihasilkan gas CO2 danuap air.a. Berapakah gramkah gas oksigen yang diperlukan untuk membakar?b. Berapakah gramkah uap air yang terbentuk?c. Berapakah volum gas karbon dioksida, bila diukur pada suhu dan

tekanan di mana 7 gram gas nitrogen (Mr N2 = 28) volumnya 0,5 liter?(Ar H = 1, C = 12, O = 16)

7. Pereaksi Pembatas

Dalam suatu persamaan reaksi, koefisien reaksi menyatakan perban-dingan mol zat-zat yang terlibat reaksi. Apabila mol yang tersedia tidaksesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, maka salah satu zat akanhabis bereaksi dan zat yang lain tidak habis bereaksi. Zat yang habisbereaksi disebut sebagai pereaksi pembatas, sedangkan yang tidak habisbereaksi disebut pereaksi sisa atau berlebih.Perhatikan contoh reaksi berikut ini.2 mol gas etena, C2H4 direaksikan dengan 3 mol gas oksigen, menghasilkangas karbon dioksida dan uap air, menurut persamaan reaksi:C2H4(g) + 3O2(g) ⎯⎯⎯→ 2CO2(g) + 2H2O(g)

Apakah gas C2H4 dan O2 dapat bereaksi semua?

KIMIA X SMA96Perhatikan penyelesaian berikut:Perbandingan koefisien C2H4: O2 adalah 1: 3

•) Jika C2H4 habis bereaksi (2 mol), maka diperlukan O2 = 3⁄1 x 2 mol = 6mol O2. Karena O2 yang tersedia hanya 3 mol maka mol O2 tidakmemadai (tidak mungkin).

•) Jika O2 habis bereaksi (3 mol), maka diperlukan C2H4 = 1⁄3 x 3 mol = 1mol, sehingga C2H4 masih tersisa 1 mol. Jadi O2 habis bereaksi (pereaksipembatas), sedangkan C2H4 sebagai pereaksi sisa.

Contoh soal:12 gram logam magnesium, Mg (Ar = 24) direaksikan dengan 2 mol asamklorida, HCl menurut reaksi:Mg(s) + 2HCl(aq) ⎯⎯⎯→ MgCl2(aq) + H2(g)

a. Tentukan pereaksi pembatas.b. Berapa gram zat yang tersisa?c. Berapa gram MgCl2 yang terbentuk? (Ar H = 1, Mg = 24, Cl = 35,5)

d. Berapa volum gas hidrogen diukur pada keadaan standar?Jawab:

Mg(s) + 2HCl(aq) ⎯→ MgCl2(aq) + H2(g)

•) mula-mula = 0,5 mol 2 mol - -•) reaksi = 0,5 mol 1 mol 0,5 mol 0,5 mol•) akhir reaksi = 0 1 mol 0,5 mol 0,5 molCatatan:•) Pada bagian "reaksi" berlaku "Perbandingan koefisien = perbandingan

mol"•) Pada bagian akhir reaksi, berlaku:

- sebelah kiri anak panah = mula-mula – bereaksi- sebelah kanan anak panah = mula-mula + hasil reaksiMenurut skema di atas kita dapat melihat dengan jelas, berapakah

banyak masing-masing zat pada keadaan mula-mula (sebelum reaksi)?Berapakah banyak yang bereaksi (kiri anak panah), zat hasil reaksi (sebelahkanan anak panah), dan bagaimanakah komposisi zat setelah reaksinyaselesai (akhir reaksi)?

Jumlah

mol

molgram

Ar=

= =1224

0 5,

KIMIA X SMA 97Berdasarkan skema tersebut, kita gunakan untuk menjawab

pertanyaan-pertanyaan.a. Pereaksi pembatas (yang habis bereaksi) adalah Mg.b. Zat yang tersisa HCl sebanyak = 1 x 36,5 = 36,5 gam.c. Massa MgCl2 yang terbentuk = 0,5 x 59,5 = 29,75 gram

d. Volum H2 (STP) = 0,5 mol x 22,4 liter/mol

= 11,2 liter.

Latihan 17

1. Sebanyak 30 gram besi direaksikan dengan 16 gram belerang menurutreaksi:Fe(s) + S(s) ⎯⎯⎯→ FeS(s) (Ar Fe = 56,S = 32)

a. Zat manakah yang sebagai pereaksi pembatas?b. Berapa gram FeS yang terbentuk?c. Berapa gram zat yang tersisa?

2. Pada pemanasan 25 gram cuplikan batu pualam, CaCO3 (Mr = 100),menurut reaksi:CaCO3(s) ⎯⎯⎯→ CaO(s) + CO2(g)

Gas CO2 yang terbentuk dialirkan ke dalam Mg(OH)2 terjadi reaksi:

CO2(g) + Mg(OH)2(aq) ⎯⎯⎯→ MgCO3(s) + H2O(l)

Apabila Mg CO3 yang terbentuk 0,072 gram, berapa persen kadar CaCO3

dalam cuplikan batu pualam tersebut?3. Sebanyak 1,2 gram cuplikan yang mengandung belerang, dibakar

sempurna menghasilkan gas SO2. Jika volum gas SO2 diukur pada 0oC, 1 atmsebanyak 672 ml, berapa % kadar belerang dalam cuplikan? (Ar S = 32)

4. Pemanasan 61,25 gram KClO3 terurai sempurna menurut reaksi:

KClO3(s) ⎯⎯⎯→ KCl(s) + O2(g) (belum setara)

Hitunglah:a. massa KCl yang dihasilkan

b. volum O2 pada suhu 0oC, 1atm

c. volum O2 diukur pada suhu 27oC, tekanan 1 atm. (R = 0,082)

(Ar O = 16, Cl = 35,5, K = 39)

KIMIA X SMA98

• Hukum-hukum dasar kimia1) Hukum kekekalan massa: jumlah

massa zat sebelum reaksi dan sesudahreaksi sama

2) Hukum perbandingan tetap: per-bandingan massa unsur-unsurpenyusun senyawa selalu tetap

3) Hukum kelipatan perbandingan(Hukum Dalton): bila dua unsurmembentuk dua senyawa atau lebih,perbandingan massa dari unsur pertamadengan unsur kedua merupakanbilangan bulat dan sederhana

4) Hukum perbandingan volume(Hukum Gay - Lussac): volume gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gashasil reaksi jika diukur pada suhu dantekanan yang sama akan berbandingsebagai bilangan bulat dan sederhana

5) Hukum Avogadro: pada suhu dantekanan yang sama gas-gas yangvolumnya sama akan mempunyaijumlah partikel yang sama

• Stoikiometri: menggambarkan hubungankuantitatif antar atom unsur-unsur zatdan hubungan kuantitatif antar zat-zatpereaksi dan hasil reaksi dalam suatureaksi kimia.

stoikiometrihukum kekekalan massaAntoine Laurent Lavoiserhukum perbandingan

tetapJoseph Louis Prousthukum kelipatan per-

bandinganJohn Daltonhukum perbandingan

volumeGay – Lussachipotesa AvogadroAmedeo AvogadroStanisalad Cannizarokonsep momassa atom relatif (Ar)massa molekul relatif (Mr)molLoschmidtmassa molarvolum molarSTPvolum molar standar

RANGKUMANKKKKaa tttt aaaa KKKKuuuu nnnncccc iiii

5. Sebanyak 25,4 gram tembaga direaksikan dengan 15 gram belerangmenghasilkan tembaga sulfida, CuS. (Ar S = 32, Cu = 63,5)Tentukan:

a. pereaksi pembatasnyab. berapa gram zat yang tersisac. berapa gram CuS yang terbentuk

KIMIA X SMA 99• Massa atom relatif (Ar) : Perbandingan

massa rata-rata 1 atom suatu unsurterhadap 1⁄12 kali massa 1 atom C–12

• Massa molekul relatif (Mr): penjumlahandari massa atom relatif (Ar) atom-atompenyusun molekul suatu unsur/senyawa

• Satu mol zat (n) menyatakan banyaknyapartikel yang terkandung dalam suatu zatyang jumlahnya sama dengan banyaknyaatom yang terdapat dalam 12 gram C–12

• Massa molar (Mm) adalah massa darisatu mol zat yang sama dengan Ar atauMr zat tersebut yang dinyatakan dalamgram

• Volume molar gas adalah volum dari 1mol gas pada suhu (T) dan tekanan (P)tertentu.

Kondisi STP (0oC, 1 atm) setiap 1 mol gasvolumnya 22,4 liter.

• Hubungan antara mol, massa molar danvolume molar

• Persentase unsur x dalam senyawa

• Hubungan antara rumus molekul danrumus empiris

Mr rumus molekul = n . (Mr rumusempiris)

Rumus molekul = (rumus empiris)n

% x =

unsur x . Ar xMr senyawa

. 100%Σ

jumlah partikelgram MOL

liter(STP)

:

x

x L:

: x 22,4

massa molar

Boyle Gay Lussacpersamaan umum gas

idealanalisa kualitatifanalisa kuantitatifrumus empirisrumus molekuair kristal, 92pereaksi pembataskoefisien reaksipereaksi sisa

KIMIA X SMA100

I. Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar!

ELATIHAN SOALPP

1. Sebanyak 9 gram magnesiumtepat habis bereaksi denganserbuk belerang menghasilkanmagnesium sulfida yangmassanya 21 gram maka massabelerang yang telah bereaksisebanyak ....a. 17 gramb. 12 gram c. 9 gram d. 7 grame. 4 gram

2. Pada senyawa SO3 perbandinganmassa S: O = 2: 3. Jika 8 grambelerang dibakar dengan 16gram oksigen maka massa gasSO3 yang dihasilkan sebanyak....a. 24 gamb. 22 gramc. 20 gramd. 18 grame. 16 gram

3. Data dari hasil percobaan pem-bentukan FeS dari reaksi antaraFe dan S adalah sebagai berikut.

Dari data tersebut, perbanding-an massa Fe: S pada senyawaFeS adalah ....a. 7: 6 d. 7: 3b. 6: 7 e. 4: 2c. 7: 4

4. Sebanyak 100 cm3 gas NO tepatbereaksi dengan 25 cm3 gasoksigen menghasilkan 50 cm3

suatu oksida nitrogen, NxOy.Rumus oksida nitrogen tersebutadalah ....a. N2O d. N2O4

b. NO2 e. N2O5

c. N2O3

Massa Massa Massa Massa sisaFe (gr) S (gr) FeS (gr) Fe S

7 6 11 - 215 8 20 1 -21 14 33 - 2

- Senyawa hidrat adalah senyawa yangmengadung air kristal

- Pereaksi pembatas: pereaksi yang habislebih dahulu (pereaksi yang tidak habisdisebut pereaksi sisa)

KIMIA X SMA 1015. Perbandingan massa rata-rata 1

atom suatu unsur dengan 1⁄12

massa 1 atom C-12 disebut ....a. satuan massa atom (sma)b. massa 1 atomc. massa atom relatifd. massa 1 molekul e. massa molekul relatif.

6. Jika massa 1 atom C-12 adalah2,04 x 10-26 kg dan massa rata-rata 1 atom B adalah 6,8 X 10-27

kg maka Ar unsur B adalah ....

a.

b.

c.

d.

e.

7. Diketahui Mr (MH4)3PO4 = 149.Jika Ar H = 1, O = 16 dan P = 31maka Ar M adalah ....a. 18 d. 14b. 17 e. 12c. 15

8 Sejumlah 1,6 gram suatusenyawa mengandung 2,4 X1022 molekul. Mr senyawatersebut adalah ....a. 16 d. 36b. 24 e. 40c. 32

9. Pada suhu dan tekanan yangsama, 3 liter gas NO dan 2 litergas X mempunyai massa yangsama. Jika Mr NO = 30 maka Mrgas X adalah .... a. 20 d. 45b. 24 e. 48c. 40

10. Pada suhu dan tekanan tertentu2 liter gas CH4( Mr = 16)massanya 4 gram. Jika diukurpada keadaan yang sama makamassa 4 liter gas O2 (Mr = 32)adalah ....a. 32 gram d. 8 gramb. 24 gram e. 4 gramc. 16 gram

11. Sebanyak 32 gram oksida besi,FexOy mengandung 22,4 grambesi. Jika Ar Fe = 56 dan O = 16maka rumus oksida besi ituadalah ....a. FeO d. Fe2O3

b. Fe2O e. Fe3O4

c. FeO2

12. Sebanyak 30 gram senyawaorganik jika dibakar sempurnamenghasilkan 44 gram CO2 dan18 gram H2O (ArH = 1, C = 12,O = 16). Jika senyawa tersebutmengandung 3,01 x 1023

molekul maka rumus molekulsenyawa organik tersebutadalah .... a. CH2O d. C3H6O2

b. CH2O2 e. C4H8O2

c. C2H4O2

2 04

6 8

,

,

x 10

x 10

-26

-27

6 8

2 04

,

,

x 10

x 10

-27

-26

6 8

2 04

,

,

x 10

x 10 x 12

-27

-26

6 8

2 04

,

,

x 10 x 12

x 10

-27

-26

2 04

6 8

,

,

x 10 x 12

x 10

-26

-27

KIMIA X SMA102

II. Kerjakan soal-soal di bawah ini dengan benar!

1. Dalam senyawa besi sulfida perbandingan massa Fe: S = 7: 4. Jika massabesi dan belerang masing-masing disediakan 14 gram, berapa grammassa besi sulfida yang dihasilkan?

2. Pembakaran sempurna 4 liter gas CxHy menghasilkan 8 liter gas CO2

dan 12 liter uap air. Tentukan rumus molekul CxHy tersebut!

3. Dalam 100 kg pupuk urea, mengandung 85% CO(NH2). Jika pupukurea tersebut digunakan untuk memupuk tanaman padi seluas 1 Ha,berapa gram tiap m2 tanaman padi tersebut mendapatkan unsur nitro-gen? (Ar H = 1, C = 12, N = 14)

4. Sebanyak 13,8 gram senyawa CxHyOz dibakar sempurna ternyatamenghasilkan 26,4 gram CO2 dan 16,2 gram H2O. Jika senyawa tersebut

mempunyai 1,8 x 1023 molekul ( L = 6 x 1023), tentukan rumus molekulCxHyOz tersebut! (Ar H = 1, C =12, O = 16)

5. Sebanyak 22,4 gram unsur X direaksikan dengan asam klorida berlebihan,menurut reaksi:2X + 6HCl ⎯⎯⎯→ 2XCl3 + 3H2

gas hidrogen yang terjadi sebanyak 6 liter diukur pada P dan T di mana6 gram gas NO (Mr = 30) volumnya 2 liter. Hitunglah Ar X!

13. Pemanasan 49,2 gram senyawahidrat MgSO4.xH2O dihasilkan24 gam MgSO4 anhidrat (MrMgSO4 = 120, H2O = 18). Hargax adalah ....a. 3 d. 6b. 4 e. 7c. 5

14. Sebanyak 7,2 gram logam Mdireaksikan dengan larutanHCl berlebihan, menurut reak-si:M(s) + 2HCl(aq) → MCl2(aq) + H2(g)

Jika dihasilkan 6,72 liter gashidrogen pada 0oC,1 atm makaAr logam M adalah ....

a. 23 d. 29b. 24 e. 30c. 27

15. Pemanasan 49 gram KClO3 (Mr= 122,5), menurut reaksi:KClO3(s) ⎯⎯→ KCl(s) + O2(g)

(reaksi belum setara)Volum O2 diukur pada suhudan tekanan di mana 5 liter gasN2 (Mr = 28) massanya 1,4 grammaka volum O2 yang terjadisebanyak ....a. 20 liter d. 50 literb. 30 liter e. 60 literc. 40 liter