Post on 19-Jan-2016
description
0
BAHAN AJAR KIMIA
BERBASIS PROBLEM BASED
LEARNING
Hukum Dasar Kimia dan Konsep Mol
Dessy Maulidina
NIM: 1111016200038
Program Studi Pendidikan Kimia
Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam
Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah
Jakarta
2014
1
Kompetensi Inti
Memahami, menerapkan, menganalisis
pengetahuan faktual, konseptual, prosedural
berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu
pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora
dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan,
kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan procedural
pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat
dan minatnya untuk memecahkan masalah
Kompetensi Dasar
3.4 Memahami hukum-hukum dasar kimia dan
penerapan konsep mol dalam perhitungan kimia.
4.5 Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya
hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta
menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan
perhitungan kimia sederhana.
2
Hukum Dasar Kimia
Indikator Keberhasilan
1. Menjelaskan hukum-hukum dasar kimia.
2. Membedakan hukum-hukum dasar kimia.
3. Mengkategorikan contoh penerapan hukum-
hukum dasar kimia.
4. Membuktikan berlakunya hukum dasar kimia
melalui percobaan.
Jika kita mengamati proses pembakaran pada
kayu atau kertas, massa hasil reaksi seolah-olah
berkurang karena kita hanya mendapatkan abu yang
jumlahnya sedikit dari sisa pembakaran. Apakah benar
demikian??
3
Aktivitas Siswa (Percobaan)
No. Aktivitas Hasil
Pengamatan
1.
2.
3.
4.
Timbang 2 lembar
kertas A4.
Bakar 2 lembar kertas
tersebut sampai kertas
menjadi abu di atas alas
seng.
Timbang kembali abu
hasil pembakaran kertas
tersebut.
Berdasarkan kegiatan di
atas, apa yang dapat
kamu simpulkan?
1. Hukum Kekekalan Massa
Pada mulanya, hanya sedikit diketahui mengenai
sifat-sifat dari zat dan reaksi kimia, sehingga tak
mengherankan bila timbul teori yang salah mengenai
teori dari zat (matter), misalnya telah lama diketahui
bahwa bila sepotong kayu atau kertas dibakar, abu yang
terbentuk beratnya berkurang dari berat kayu atau berat
kertas asalnya. Teorinya adalah karena ada sesuatu
4
yang disebut phlogiston akan menguap waktu terjadi
pembakaran.
Teori phlogiston ini hidup terus untuk beberapa
lama sampai seorang ahli kimia Perancis bernama
Antoine Lavoisier mendemonstrasikan suatu percobaan
dimana pengukuran berat dari zat kimia dibuat secara
teliti, bahwa pembakaran adalah suatu reaksi antara zat
dengan oksigen. Dia juga menunjukkan dengan
pengukuran teliti yang membuktikan bahwa bila
pembakaran dilakukan dalam wadah yang tertutup,
pada waktu reaksi tak ada perubahan massa.
Penelitian dan percobaan yang dilakukan pada
suasana yang terkontrol menjadi dasar hukum
kekekalan massa yang berbunyi: “Dalam suatu reaksi,
massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”
(Bila kita menyatakan bahwa suatu zat itu
diawetkan, ini berarti zat tersebut tak hilang atau
bertambah).
Hukum kekekalan massa adalah hukum kimia
yang penting yang berhubungan dengan reaksi kimia
dan digunakan sebagai penyebab mengapa diadakan
kesetimbangan persamaaan kimia.
5
Contoh Soal:
0,800 gram aluminium dibakar dengan 2,300 gram gas
oksigen menghasilkan senyawa aluminium oksida.
Pada akhir reaksi oksigen tersisa 2,100 gram.
Berapakah massa aluminium oksida yang dihasilkan?
Penyelesaian
Massa sebelum reaksi = 0,800 g aluminium + 2,300 g
oksigen = 3,100 g
Massa setelah reaksi = g aluminium oksida + 2,100 g
oksigen = 3,100 g
g magnesium oksida = 3,100 g - 2,100 g = 1,000 g
2. Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum
Komposisi Tetap
Aktivitas Siswa (Percobaan)
Lakukan percobaan di bawah ini.
Aktivitas Hasil Pengamatan
Masukkan sepotong
pipa magnesium
dimasukkan ke dalam
sebuah cawan krus
bersama penutupnya,
6
kemudian panaskan di
atas pembakar spirtus
dan buka penutup
cawan krus tersebut
sampai pipa
magnesium di
dalamnya terbakar
habis dan asap hasil
pembakaran telah
hilang.
Apakah massa pipa
magnesium, cawan
krus dan penutupnya
akan sama dengan
massa sebelum
dipanaskan?
Percobaan Lavoisier menyebabkan peneliti-
peneliti lain melakukan pengukuran kuantitatif secara
teliti terhadap zat-zat kimia dan hasilnya adalah didapat
suatu hukum yang penting yang disebut Hukum
Perbandingan Tetap (disebut juga hukum komposisi
tetap).
7
Hukum ini menyatakan bahwa, “Dalam suatu zat
kimia yang murni, perbandingan massa unsur-unsur
dalam tiap-tiap senyawa adalah tetap”.
Misalnya pada sampel air murni, dari manapun
sumbernya, kita selalu mendapatkan perbandingan
elemen Hidrogen dan Oksigen adalah 1,00 g H: 8,00 g
O. Sehingga bila kita mengambil sampel air dengan
2,00 g H, akan ada 16,00 g O. Jadi, perbandingannya
tetap.
Selanjutnya bila kita membuat air dari hidrogen
dan oksigen, elemen-elemen tersebut bergabung dalam
perbandingan yang tepat sama, berapapun jumlah zat
yang tersedia. Bila 2,00 g hidrogen dicampur dengan
8,00 g oksigen dan dibiarkan bereaksi, semua oksigen
akan terpakai tetapi hanya 1,00 g hidrogen yang
bereaksi. Jadi, masih ada 1,00 g hidrogen lagi yang
tersisa. Untuk air, tak mungkin akan terbentuk, bila
perbandingan kedua elemen berubah. Untuk semua
senyawa ada perbandingan massa yang tetap dari
elemen-elemennya.
gas hidrogen + gas oksigen → air
1 g 8 g 9 g
8
2 g 16 g 18 g
5 g 40 g 45 g
Contoh Soal:
Berdasarkan data berikut:
Karbon + oksigen → karbon monoksida
12 g 16 g 38 g
36 g 48 g 114 g
Hitunglah perbandingan massa unsur karbon dan
oksigen yang membentuk senyawa karbon monoksida.
Penyelesaian
Perbandingan massa unsur karbon dan oksigen dalam
senyawa karbon dioksida selalu tetap yaitu 12 : 16 atau
3 : 4
3. Hukum Perbandingan Berganda
Di dalam kehidupan, kita menemukan bahwa
ketika unsur oksigen dan hidrogen bereaksi, mereka
tidak hanya membentuk senyawa air, tetapi juga
senyawa hidrogen peroksida. Demikian pula halnya
9
dengan unsur karbon dan oksigen di udara, kita tidak
hanya menemukan mereka dalam bentuk gas karbon
monoksida (CO), tetapi juga dalam bentuk gas karbon
dioksida (CO2). Apa yang menyebabkan hal ini bisa
terjadi??
Setelah ditemukannya teori atom Dalton,
kemudian ditemukan pula Hukum Campuran Kimia
lain yang dinamakan Hukum Perbandingan Berganda,
yang dapat dinyatakan sebagai berikut:
“Dalam dua sampel senyawa yang dibentuk
oleh dua elemen yang sama, bila massa dari salah
satu elemen dalam kedua sampel itu sama, maka
10
massa dari elemen yang lain berada dalam
perbandingan dari angka yang kecil dan bulat”.
Hukum ini lebih mudah untuk dimengerti jika
diberikan contoh seperti di bawah ini.
Sebelumnya kita mengetahui bahwa karbon dapat
membentuk dua macam senyawa dengan oksigen yaitu
karbon monoksida dan karbon dioksida. Dalam 2,33 g
karbon monoksida, ditemukan 1,33 g oksigen yang
bergabung dengan 1,00 g karbon. Sedangkan dalam
3,66 g karbon dioksida, ditemukan 2,66 g oksigen yang
bergabung dalam 1,00 g karbon. Perhatikan bahwa
massa karbon yang sama (1,00 g) berada dalam
perbandingan 2:1 (perbandingan angka yang kecil dan
bulat).
Perbandingan:
karbon : oksigen = 1 g : 1,33 g (karbon monoksida)
karbon : oksigen = 1 g : 2,33 g (karbon dioksida)
Perbandingan:
oksigen (CO) : oksigen (CO2) = 1,33 g : 2,33 g = 1: 2
11
Hasil ini sejalan dengan teori atom yaitu bila
sebuah molekul karbon monoksida (CO) mengandung
satu atom C dan satu atom O dan sebuah molekul
karbon dioksida (CO2) mengandung 1 atom C dan 2
atom O. Bila kita mempunyai molekul karbon yang
jumlahnya sama, kita mempunyai jumlah karbon atom
dan massa yang sama. Tetapi perhatikan bahwa
terdapat atom oksigen dalam karbon dioksida dua kali
lebih banyak daripada karbon monoksida, sehingga
perbandingan dari massa oksigen adalah 2 : 1.
Inilah yang dinamakan Hukum Perbandingan
Berganda yang dicetuskan oleh Dalton.
Contoh Soal:
Perbandingan massa hidrogen dan oksigen dalam
senyawa hidrogen oksida adalah 2 : 1. Perbandingan
massa hidrogen peroksida adalah 2 : 2. Tentukan
perbandingan massa oksigen pada kedua senyawa itu!
Penyelesaian
Perbandingan massa hidrogen dan iksigen pada kedua
senyawa:
Hidrogen : oksigen = 2 : 1 (hidrogen oksida)
12
Hidrogen : oksigen = 2 : 2 (hidrogen peroksida)
Berdasarkan Hukum Perbandingan Berganda Dalton,
perbandingan massa oksigen kedua senyawa tersebut
adalah 1 : 2
4. Hukum Gay-Lussac
Aktivitas Siswa (Mengamati Data Percobaan)
Aktivitas Hasil
Pengamatan
Amatilah data percobaan
reaksi gas hydrogen dan gas
nitrogen berikut ini.
H2 (g) + N2 (g) → NH2 (g)
21 mL 7 mL 14 mL
30 mL 10 mL 20 mL
Berdasarkan data di atas, apa
yang dapat kamu simpulkan?
Materi tidak hanya berupa gas dan zat cair saja
namun juga gas. Bila terdapat sejumlah gas dalam
wadah, maka ada empat parameter gas yang saling
berkaitan. Artinya, bila salah satu parameter berubah
13
nilainya, maka sekuirang-kurangnya satu parameter
lainnya harus ikut berubah, dapat juga ketika lainnya
berubah. Parameter gas ini adalah volume (V), suhu
(T), tekanan (P), dan banyaknya gas (n). Bagaimana
untuk kondisi gas yang bereaksi? Seperti apa mkanisme
perubahan parameter gas di dalam suatu senyawa gas
yang bereaksi?
Hal ini dijawab oleh Hukum Gay-Lussac (1808)
yang menekankan pada volume gas yang bereaksi.
Bila gas bereaksi, nisbah volume gas-gas
(pereaksi maupun hasil reaksi) merupakan bilangan
bulat sederhana; diukur pada tekanan sama dan suhu
sama. Ini ditemukan misalnya dalam reaksi-reaksi
berikut:
1) 2 volume hidrogen + 1 volume oksigen → 2 volume air
2) 1 volume hidrogen + 1 volume klorin → 2 volume
hidrogen klorida
3) 2 volume karbon monoksida + 1 volume oksigen → 2
volume karbon dioksida
Kenyataan ini mendorong Avogadro untuk
mengemukakan pendapatnya yang kemudian dikenal
sebagai hukum Avogadro.
14
Hukum Avogadro menyatakan bahwa “Semua
gas yang bervolume sama, diukur pada suhu yang
sama dan tekanan sama, berisi sejumlah molekul
yang banyaknya sama pula”.
Untuk gas pada keadaan standar sudah dibahas,
bahwa volumenya 22,4 liter untuk setiap mol gas.
Jika benar demikian, maka reaksi (1) pada
Hukum Gay-Lussac di atas dapat ditulis dengan cara
lain menjadi:
2 mol hidrogen + 1 mol oksigen → 2 mol air
2n molekul hidrogen + n molekul oksigen → 2n molekul air
2 molekul hidrogen + 1 molekul oksigen → 2 molekul air
Bagaimana mungkin 1 molekul oksigen
menghasilkan 2 molekul air? Mungkinkah air berisi ½
molekul oksigen?
Jawabannya mungkin, kalau molekul oksigen
tidak terdiri atas 1 atom! Maka Avogadro juga
melancarkan gagasan revolusioner, yaitu unsur-unsur
tertentu dapat mempunyai molekul poliatomik (berisi
lebih dari 1 atom), misalnya H2, O2, N2, Cl2, dan
sebagainya. Dengan reaksi 1 sampai 3 dan Hukum
Gay-Lussac tentang perbandingan volume gas yang
bereaksi dapat terjelaskan.
15
Contoh Soal:
Pada reaksi antara 60 mL gas hidrogen dengan 20 mL
gas nitrogen, berapa gas NH2 yang dihasilkan, jika
perbandingan volume gas hidrogen : nitrogen : NH2
adalah 3 : 1 : 2?
Penyelesaian
Berdasarkan hukum perbandingan volume, maka
perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan hasil
reaksinya, yaitu:
hidrogen + nitrogen → NH2
3 1 2
60 mL 20 mL 40 mL
Jadi, volume gas NH2 adalah 40 mL.
Soal Latihan
1. Perhatikan reaksi berikut ini:
besi + belerang → besi belerang
15 g …. g 20 g
Berapakah massa besi yang dapat bereaksi
dengan belerang untuk menghasilkan senyawa
besi belerang?
2. Belerang (Sulfur) akan membentuk dua macam
senyawa dengan Flour. Dalam suatu senyawa
16
ini ditemukan bahwa 0,447 g S bergabung
dengan 1,06 g F dan yang lainnya 0,438 g S
bergabung 1,56 g F. Tunjukkan bahwa data-
data ini menunjang Hukum Perbandingan
Berganda.
3. Dua sampel Freon (gas pendingin yang
digunakan dalam lemari es dan AC) dianalisis.
Dalam sampel pertama 1,00 g C ternyata
bersenyawa dengan 6,33 g F dan 11,67 g Cl.
Dalam sampel kedua, 2,00 g C bersenyawa
dengan 12,66 g F dan 23,34 g Cl. Bagaiman
perbandingan massa antara karbon dan flour,
antara karbon dan klor, dan antara flour dan
klor dalam masing-masing sampel. Apakah
data-data ini mendukung hukum perbandingan
tetap? Jelaskan alasan Anda.
4. Hitunglah volume gas metana dan karbon
dioksida pada reaksi:
CH4 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l)
Jika volume gas oksigen yang bereaksi adalah 8
mL dan perbandingan volume gas CH4 : O2 :
CO2 : H2O = 2 : 1 : 2 : 1
17
KONSEP MOL
Indikator Keberhasilan:
1. Menjelaskan massa atom relatif, massa molar,
massa molekul relatif, dan bilangan Avogadro.
2. Menghubungkan mol, jumlah partikel, massa
dan volume berdasarkan konsep mol.
3. Menghitung mol, volume, massa dan jumlah
partikel berdasarkan konsep mol
4. Membuktikan konsep mol dalam perhitungan
kimia.
Kita telah mengetahui bahwa atom terdiri atas
proton, elektron dan neutron. Jika kita melihat ke
dalam table sistem periodik unsur, kita dapat
menemukan bahwa atom tiap-tiap unsur memiliki
massa yang berbeda-beda. Mengapa bisa demikian?
Massa Atom Relatif
Massa suatu atom terkait erat dengan jumlah
elektron, proton, dan neutron yang dimiliki atom
tersebut. Pengetahuan tentang massa atom penting
untuk melakukan pekerjaan di laboratorium. Namun,
atom adalah partikel yang sangat kecil-bahkan butir
debu terkecil yang dapat kita lihat dengan mata
telanjang memiliki 1 1016
atom! Jelaslah bahwa kita
dapat menimbang satu atom akan tetapi lewat
18
percobaan kita dapat menentukan massa satu atom
relatif terhadap atom yang lainnya. Langkah pertama
adalah memberikan nilai pada massa dari satu atom
unsur tertentu agar kemudian dapat digunakan sebagai
standar.
Berdasarkan perjanjian Internasional, satu atom
dari isotope karbon (disebut karbon-12) yang
mempunyai enam proton dan enam neutron memiliki
massa tepat 12 satuan massa atom (sma). Atom karbon-
12 ini dipakai sebagai standar, sehingga satu satuan
massa atom didefinisikan sebagai suatu massa yang
besarnya tepat sama dengan seperduabelas massa dari
satu atom karbon-12.
Massa satu atom karbon-12 = 12 sma
1 sma =
Hasil percobaan menunjukkan bahwa, kerapatan
satu atom hidrogen secara rata-rata hanya 8.400 persen
dari kerapatan atom karbon-12 standar. Jika kita
menerima bahwa dalam satuan massa atom hidrogen
tentunya adalah 0,08400 x 12,00 sma atau 1,008 sma.
(Ingat kembali bahwa massa atom disebut juga berat
19
atom). Perhitungan serupa menunjukkan bahwa massa
atom oksigen adalah 16,00 sma dan massa atom besi
adalah 55,85 sma. Jadi, meskipun mengetahui berapa
massa rata-rata atom besi, kita tahu bahwa massanya
kurang lebih 56 kali massa atom hidrogen
Massa Molar
Massa molar (molar mass) (M), didefinisikan
sebagai massa (dalam gram atau kilogram) dari 1 mol
entitas (seperti atom atau molekul) zat. Demikian pula,
massa atom dari Natrium (Na) adalah 22,99 sma dan
massa molarnya adalah 22,99 gram. Jika mengetahui
massa atom dari suatu unsur, maka kita mengetahui
juga massa molarnya.
Massa Molekul Relatif
Kita telah mengetahui bahwa, massa atom (massa
molar) dari atom H adalah 1,008 g dan massa atom O
aalah 16,00 g. Bagaimana dengan massa molekul atau
massa molar H2O?
Jika kita mengetahui massa atom dari atom-atom
penyusun suatu molekul, kita dapat menghitung massa
dari molekul tersebut. Massa molekul (molecular mass)
20
(kadang disebut berat molekul) adalah jumlah dari
massa atom (dalam sma) dalam suatu molekul.
Contohnya, massa molekul H2O adalah:
2 (massa atom H) + massa atom O
atau
2 (1,008 sma) + 16,00 sma = 18,02 sma
dari massa molekul tersebut, kita dapat
menentukan massa molar dari suatu molekul atau
senyawa. Massa molar suatu senyawa (dalam gram)
sama dengan massa molekulnya (dalam sma).
Misalnya, massa molekul air adalah 18,02 sma, maka
massa molarnya adalah 18,02 gram.
Mol
21
Teori atom Dalton dan perkembangan dari daftar
massa atom elemen-elemen di alam, membuka jalan
untuk perhitungan Stoikiometri (berasal dari bahasa
Yunani Stocheion = elemen dan metron = mengukur),
yaitu istilah yang dipakai dalam menggambarkan
bentuk kuantitatif dari reaksi dan senyawa kimia.
Dalam Hukum Perbandingan Berganda kita telah
mempelajari bahwa atom bereaksi untuk membentuk
molekul dalam perbandingan angka yang mudah dan
bulat. Misalnya, atom hidrogen dan oksigen, bergabung
dalam perbandingan 2 : 1 untuk membentuk air (H2O).
Di laboratorium, kita tidak dapat bekerja dengan atom-
atom, karena mereka berukuran sangat kecil. Dalam
keadaaan sebenarnya, kita memperbesar ukuran sampel
sedemikian rupa, sehingga ia dapat dilihat dan
dipergunakan. Akan tetapi, perbesaran ukuran sampel
ini harus dibuat dengan cara sedemikian rupa agar
perbandingan atom dalam sampel tersebut sesuai.
Jelaslah bahwa perlu suatu cara untuk
menghitung atom secara lusinan dengan perbandingan
yang tepat sesuai dengan perbandingan atomnya. Oleh
para ahli kimia, lusinan atom ini disebut dengan mole
22
(disingkat mol). Mol ini terdiri dari 6,022 1023
partikel (Bilangan Avogadro).
Bilangan Avogadro
Apa itu bilangan Avogadro??
Para Kimiawan menggunakan satuan mol untuk
mengukur atom dan molekul. Pada sistem SI, mol
(mole) adalah banyaknya suatu zat yang mengandung
entitas dasar (atom, molekul, atau partikel lain)
sebanyak jumlah atom yang terdapat dalam tepat 12 g
(atau 0,012 kg) isotop atom karbon-12. Definisi mol ini
didasarkan pada hasil eksperimen ilmuwan Italia,
Amedeo Avogadro. Jum,lah sebenarnya dalam 12 g
karbon-12 ini disebut dengan bilangan Avogadro
(Avogadro’s number) (NA). Nilai untuk bilangan ini
yaitu:
NA = 6,0221367 1023
(dibulatkan menjadi 6,022 1023
)
Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel
Konsep bilangan Avogadro memungkinkan kita
untuk melakukan konversi (pengubahan) antara mol
23
dan jumlah partikel. Telah diketahui bahwa satu mol
terdiri dari 6,022 1023
partikel.
= 1
Hal ini berarti, bila mol akan diubah ke dalam
jumlah partikel maka mol harus dikalikan
6,022 1023
..Sebaliknya, jika jumlah partikel ingin
diubah ke dalam mol, harus dibagi 6,022 1023
.
Contoh Soal:
Berapakah jumlah partikel 0,50 mol H2?
Penyelesaian:
0,50 mol H2 = 0,50 6,022 1023
= 3,011 1023
partikel
Hubungan Mol dengan Massa
Bilangan Avogadro merupakan jumlah atom
dalam suatu sampel dari tiap elemen yang mempunyai
massa dalam gram, yang jumlah angkanya sama
dengan massa atom (massa molar) elemen tersebut.
Misalnya, massa atom dari karbon adalah 12,00, maka
24
1 mol atom karbon mempunyai massa molar
sebesar12,00 gram.
1 mol C = 12,00 g C
1 mol O = 16,00 g C
Dengan konsep bilangan Avogadro dan massa
molar (yang sebelumnya telah dipelajari), kita dapat
mengetahui hubungan antara mol dengan massa dan
melakukan konversi antara mol dan massa.
= 1
Massa X = mol X
Atau
Jumlah mol dalam unsur =
=
Untuk mendapatkan satu mol dalam tiap
elemen, yang kita perlukan adalah melihat massa
atom (massa molar) dari elemen tersebut.
25
Massa molar setiap unsur selalu berisi satu mol atom.
Perhatikan tabel berikut ini.
Unsur Massa Atom
Relatif
Massa Molar Unsur
(g/mol)
Hidrogen 1 1
Karbon 12 12
Belerang 32 32
Klorin 35,5 35,5
Besi 56 56
Timbal 207 207
Massa molar suatu senyawa mengandung satu mol
molekul. Hal ini ditunjukkan dalam tabel berikut.
Unsur Rumus
molekul
Massa
molekul
relative
Massa
molar
senyawa
Hidrogen H2 2 2
Air H2O 18 18
Butana C4H10 58 58
Asam
etanoat CH3COOH 60 60
Contoh Soal:
26
Berapa gram berat 0,250 mol Na2CO3?
Penyelesaian:
1 mol Na2CO3 = 106,0 g Na2CO3
Maka, 0,250 mol Na2CO3 adalah:
Massa Na2CO3
= 0,250 mol Na2CO3 (106,0 g Na2CO3 / 1 mol
Na2CO3)
= 26,5 g Na2CO3
Hubungan Mol dengan Volume
Bila Hukum Boyle, Hukum Gay-Lussac dan
Hukum Avogadro dipadukan, maka akan diperoleh
persamaan:
27
= c = R atau PV = nRT
Dengan R disebut ‘tetapan gas ideal’ (R=
0,08206 L.atm/K.mol = 8,314 J/K.mol = 1,987
kal/K.mol).
Rumus di atas dikenal sebagai Persamaan
Keadaan Gas, karena menyatakan keadaaan gas pada
suatu saat tertentu. Keadaan tersebut dicirikan oleh
volume, tekanan, suhu, dan banyaknya gas.
Pengukuran kuantitas gas tergantung suhu dan
tekanan gas. Jika gas diukur pada keadaan
standar,maka volumenya disebut volume molar.
Volume molar adalah volume 1 mol gas yangdiukur
pada keadaan standar. Keadaan standar yaitu keadaan
pada suhu 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1atmosfer
(atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkat STP
(Standard Temperature and Pressure). Besarnya
volume molar gas dapat ditentukan dengan persamaan
gas ideal:
PV = nRT
Maka:
28
PV = nRT
1 V = 1 0,082 273
V = 22,389
V = 22,4 liter
Volume standar = VSTP = 22,4 liter
Atau dapat dirumuskan:
V = n Vm
Dimana:
V = volume gas, n = jumlah mol, dan Vm = volume
molar (22,4 L)
Contoh Soal:
Hitunglah volume 6,4 gram SO2 (Mr = 64) pada
keadaaan standar!
Penyelesaian:
6,4 gram SO2 =
mol = 0,1 mol
Volume SO2 (STP) = 0,1 mol 22,4 L = 2,24 L
29
Hasil pembahasan dari hubungan mol dengan
jumlah partikel, massa, dan volume dapat disimpulkan
dalam bagan jembatan mol seperti di bawah ini.
Dengan mengetahui konsep jembatan mol di atas,
kita akan lebih mudah dalam menentukan hasil dari
suatu reaksi dan memperkirakan banyaknya zat
pereaksi.
Soal Latihan
1. Hitung massa molekul dari senyawa-senyawa
berikut ini
a. Belerang dioksida (SO2)
b. Kafein (C8H10N2O2)
2. Hitunglah jumlah partikel dari 6,3 mol PbSO4!
3. Hitunglah jumlah mol H2SO4 yang mengandung
0, 875 1023
partikel!
30
4. Beberapa mol silicon yang terdapat dalam 30,5
g Si? Silikon merupakan suatu unsur yang
dipakai untuk pembuatan transistor.
5. Berapa massa dalam gram dari satu atom Fe?
Dan berapa massa dari satu molekul SO2?
6. Berapa banyak mol butana, C4H10 yang terdapat
dalam 1,40 103
g butana?
7. Jika 5,6 gram CaO dihasilkan pada penguraian
sempurna CaCO3 menurut reaksi berikut ini.
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
Hitunglah volume gas CO2 (STP) yang
terbentuk!
31
Daftar Pustaka
Brady, James E. 1999. Kimia Universitas Asas dan
Struktur Edisi Kelima Jilid Satu. Jakarta:
Binarupa Aksara
Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar Konsep-
Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.
Staff Pengajar Jurusan Kimia. 2003. Kimia Dasar 1.
Bogor: Jurusan Kimia FMIPA IPB.