HUKUM DASAR KIMIA DANPERHITUNGAN KIMIA

Mata Pelajaran : KimiaKelas : X (Sepuluh)

Nomor Modul : Kim.X.06

Penulis : Dorthy Hariandja, S.Pd.Penyunting Materi : Drs. Darsef, M.SiPenyunting Media : Drs. Purwanto, M.Pd.

DAFTAR ISI

IDENTITAS

DAFTAR ISI

PENDAHULUAN

Kegiatan Belajar 1: HUKUM DASAR ILMU KIMIA .......................................... 5Tujuan Pembelajaran Khusus ................................................... 5Uraian Materi ............................................................................ 51. Hukum Kekekalan Massa ................................................... 52. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Lavoisier) ................. 73. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton) .............. 104. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay Lussac) .......... 10TUGAS KEGIATAN 1 ............................................................ 14

Kegiatan Belajar 2: PERHITUNGAN KIMIA (STOIKIOMETRI) .................... 17Tujuan Pembelajaran Khusus ................................................... 17Uraian Materi ............................................................................ 171. Penentuan Volum Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi................. 172. Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif ................. 203. Konsep Mol dan Tatapan Avogadro....................................... 22TUGAS KEGIATAN 2 ............................................................ 45

PENUTUP ..................................................................................................................... 49

KUNCI TUGAS ......................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 52

PENDAHULUAN

Selamat… Anda telah mencapai modul yang ke-enam.

Pada modul ini Anda akan mempelajari tentang “ Hukum Dasar Kimia dan PerhitunganKimia “. Namun sebelum mempelajari modul ini, Anda sebaiknya mengingat kembalimodul kelima, karena modul ini, erat hubungannya dengan modul tersebut.

Materi yang akan dibahas dalam modul ini adalah, Hukum Lavoisier, Hukum Proust,Hukum Dalton, Hukum Gay Lussac, Hukum Avogadro dan Perhitungan Kimia.Karena materi yang ada pada modul ini sangat banyak, maka modul ini dibagi atasdua kegiatan. Kegiatan ke-1 membahas tentang Hukun Dasar Kimia dan kegiatan ke-2 membahas tentang Perhitungan Kimia.

Untuk memudahkan Anda memahami modul ini, bacalah setiap kegiatan baik-baik,dan jika ada tugas latihan dan tes, harus Anda kerjakan seluruhnya. Modul ini sangatsarat dengan perhitungan ( angka-angka ). Jadi Anda perlu memperhatikan contoh-contoh soal dengan teliti. Dan hitungan-hitungan yang ada dalam modul ini merupakandasar dari hitungan kimia di modul-modul berikutnya.

Untuk mempelajari modul ini dibutuhkan waktu 26 x 45 menit. Mudah-mudahandengan mengikuti semua petunjuk dalam modul ini, Anda dapat memahaminya denganbaik, dan jangan lupa, jika Anda mendapatkan kesulitan, coba tanyakan pada GuruBina.

Selamat belajar, Semoga Anda sukses…

5

Kegiatan Belajar 1

HUKUM DASAR ILMU KIMIA

Setelah mempelajari modul ini, Anda diharapkan dapat:1. Membuktikan berdasarakan percobaan, bahwa massa zat, sebelum dan

sesudah reaksi, tetap (hukum kekekalan massa atau (Hukum Lavoisier).2. Membuktikan berdasarkan percobaan dan menafsirkan data tentang

massa dua unsur yang bersenyawa (Hukum Proust).3. Membuktikan berlakunya hukum kelipatan perbandingan (Hukum Dalton), pada

beberapa senyawa.4. Menggunakan data percobaan untuk membuktikan hukum perbandingan volume

(Hukum Gay Lussac).

1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

Pernahkah Anda memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udaraterbuka, dan pada suatu waktu kita akan menemukan, bahwa besi itu

telah berubah menjadi karat besi. Jika kita timbang massa besi sebelum berkaratdengan karat besi yang dihasilkan, ternyata massa karat besi lebih besar . Benarkahdemikian?

Anda yang sering melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalahsejumlah sisa pembakaran berupa abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, makamassa abu akan lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkahdemikian?

Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam suatureaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi.

Pada pelajaran /modul yang lalu, Anda telah menerapkan Hukum kekkalan massa,dalam menyetarakan persamaan reaksi, artinya massa zat sebelum reaksi samadengan massa sesudah reaksi. Untuk memahami hukum kekekalan massa, Andadapat melakukan percobaan perorangan, atau kelompok di rumah atau di sekolahinduk (jika memungkinkan).

6

UJI KOMPETENSIMassa Zat Sebelum Dan Sesudah Pembakaran

TUJUAN:Membuktikan hubungan massa zat-zat, sebelum dan sesudah reaksi.

Alat dan bahan yang dibutuhkan:- Botol transparan dengan tutupnya 1 buah- Kaca pembesar 1 buah- Neraca 1 buah- Kertas sehelai (dikeringkan lebih dahulu).

CARA KERJA:1. Masukkan secarik kertas putih ke dalam botol bersih dan kering, lalu tutuplah

dengan rapat.2. Timbanglah botol yang berisi kertas putih itu dengan neraca, kemudian catat

massanya.3. Bawa botol yang berisi kertas putih tersebut ke terik matahari dan fokuskan

sinar matahari pada kertas dalam botol, dengan menggunakan kaca pembesar,sehingga kertas dalam botol terbakar.

4. Anda catat apa yang terjadi, setelah kertas putih dalam botol terbakar, dantimbang kembali, setelah kertas putih terbakar.

5. Bandingkan massanya sebelum dan sesudah pembakaran..

LEMBAR PENGAMATAN

PEREAKSI / SEBELUM TERBAKAR

HASIL REAKSI / SETELAH TERBAKAR

Zat Warna Wujud Massa sebelum reaksi

Kertas

Udara

Zat Warna Wujud Massa sesudah reaksi

Arang

7

PERSAMAAN REAKSI:C

6 H

12 O

6 + ................... → ..................... + ....................

kertas gas oksigen arang / karbon uap air

KESIMPULAN:Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah ......(sama/tidaksama).

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa. DanAnda telah mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebihsebagai contoh, air (H

2O). Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan

Oksigen. Seperti Anda ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasukhidrogen dan oksigen. Bagaimana kita mengetahui massa unsur hidrogen danoksigen yang terdapat dalam air?

Pada tahun 1799, seorang ahli kimia Perancis, yang bernama Joseph Louis Proust(1754–1826), mencoba menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk membentukair.

Tabel 06.1 Hasil Eksperimen Proust

Dari tabel di atas terlihat, bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8gram oksigen, menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massahidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandinganyang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya air yang terbentuk. Dari percobaanyang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan,Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi:

“Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatusenyawa selalu tetap”

Massa hidrogen Massa oksigen Massa air yang Sisa hidrogenyang direaksikan yang direaksikan terbentuk atau oksigen

(gram) (gram) (gram) (gram)

1 8 9 –

2 8 9 1 gram hidrogen

1 9 9 1 gram oksigen

2 16 18 –

8

Pahamkah Anda? Anda perhatikan contoh di bawah ini!

Contoh:Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram airyang terbentuk?

Jawab:Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8.Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40.Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yangdiperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram.Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigenmasih bersisa sebanyak ( 40 – 32 ) gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akanmenghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gramoksigen? Tentu saja 36 gram.

Ditulis sebagai H2 + O

2 H

2O

Perbandingan Massa 1 gram : 8 gram 9 gramJika awal reaksi 4 gram 40 gram ….. gram?Yang bereaksi 4 gram 32 gram 36 gramOksigen bersisa = 8 gram.

Bagaimana pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihanberikut!

LATIHANBila logam magnesium dibakar dengan gas oksigen akandiperoleh senyawa Magnesium oksida. Hasil percobaan terterapada tabel berikut.

Tabel 06.2 Reaksi Magnesium dengan Oksigen.

Massa Magnesium Massa oksigen Massa Magnesium Unsur yang(gram) (gram) oksida (gram) bersisa

45 8 20 33 gram Mg12 40 20 12 gram O6 20 10 36 gram O

45 16 40 21 gram Mg

9

1 Apakah data di atas menunjukkan berlakunya hukum perbandingantetap (Proust)? Jika berlaku, berapa perbandingan massa magnesiumdan oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida?

2 Dalam senyawa AB diketahui perbandingan massa A : massa B = 2 :1. Jika terdapat 60 gram senyawa AB, tentukan massa masing-masingunsur dalam senyawa tersebut!

3 Perbandingnan, massa Fe : massa S = 7 : 4, untuk membentuk senyawabesi sulfida. Bila 30 gram besi (Fe) dan 4 gram belerang (S) dibentukmenjadi senyawa besi sulfida, berapa gram massa besi sulfida (FeS)yang dapat terjadi?

Jika Anda sudah mengerjakannya, cocokanlah dengan jawaban berikut.

1. Data di atas sesuai dengan Hukum perbandingan tetap karena dari data 1, 2, 3,4, perbandingan massa Magnesium : massa Oksigen dalam senyawaMagnesium Oksida selalu 12 : 8 atau 3 : 2

2. Perbandingan massa A : massa B = 2 : 1

→

jumlah perbandingan= 3. Untuk membentuk senyawa AB

Jumlah senyawa AB = 60 gram

Maka, massa A dalam senyawa tersebut =

32

x 60 = 40 gram

massa B dalam senyawa tersebut = 31 x 60 = 20 gram

3. Perbandingan massa Fe : massa S = 7 : 4

Bila semua unsur Fe habis, maka S diperlukan = 74 x 30 = 17,1 gram

Hal ini tidak mungkin, sebab hanya tersedia 4 gram S. Jadi yang habismembentuk senyawa adalah unsur S, seberat 4 gram.

Maka, Fe yang diperlukan = 47 x 4 gram = 7 gram

Massa FeS yang terjadi = 7 gram + 4 gram = 11 gramBesi (Fe) yang tersisa = ( 30 – 7 ) gram = 23 gram

Bagaimana jawaban Anda? Mudah-mudahan benar ya…

10

3. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Komposisi kimia ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air,dua unsur bergabung masing-masing menyumbangkan sejumlah atom tertentuuntuk membentuk suatu senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawadengan perbandingan berbeda-beda. MIsalnya, belerang dengan oksigen dapatmembentuk senyawa SO

2 dan SO

3. Dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk

senyawa H2O dan H

2O

2.

Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dandidapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukumPerbandingan Berganda yang bunyinya:

“Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massasalah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsuryang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dansederhana”

Contoh: Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO,

N2O

3, dan N

2O

4 dengan komposisi massa terlihat pada tabel berikut.

Tabel 06.3 Perbandingan Nitrogen dan oksigen dalam senyawanya.

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7gram, maka perbandingan massa oksigen dalam:N

2O : NO : N

2O

3 : N

2O

4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau 1 : 2 : 3 : 4

Pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

SenyawaMassa Nitrogen Massa Oksigen

Perbandingan (gram) (gram)

N2O 28 16 7 : 4

NO 14 16 7 : 8N

2O

328 48 7 : 12

N2O

428 64 7 : 16

11

LATIHAN

1. Komposisi dua sample A dan B setelah dianalisa ternyata hanyamengandung atom karbon dan oksigen. Hasil analisa dapat dilihat padatabel berikut:

Tabel 06.4. Perbandingan massa karbon : oksigen.

a. Apakah kedua sampel merupakan senyawa yang sama? Ataukeduanya berbeda?

b. Apakah data tersebut mendukung hukum perbandingan tetap atauhukum perbandingan berganda?

Cocokkan dengan jawaban berikuit!

a. Tidak samab. Ya, mendukung hukum perbandingan berganda karena perbandingan massa :

Karbon : Oksigen , pada senyawa I = 4 : 11Karbon : Oksigen , pada senyawa II = 4 : 6

Bagaiman jawaban Anda? Tentunya benar bukan?Semoga Anda telah paham akan materi tersebut.

4. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lusssac)

Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksidengan gas Oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen danOksigen dalam reaksi tersebut adalah tetap, yakni 2 : 1.

Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasilmelakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi denganmenggunakan berbagai macam gas.

UnsurMassa dalam sampel A Massa dalam sampel B

(gram) (gram)

Karbon 16,56 6,63Oksigen 44,18 8,84

12

Berikut adalah contoh dari percobaan yang dilakukan

Gambar 06.1 Percobaan Gay Lussac

Menurut Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen bereaksi dengan 1 volume gasOksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agarreaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen diperlukan 1 volume gasOksigen, menghasilkan 2 volume uap air.

“ Semua gas yang direaksikan dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan rekananyang sama atau (T.P) sama.”

Untuk lebih memahami Hukum perbandingan volume, Anda perhatikan, data hasilpercobaan berkenaan dengan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekananyang sama.

Data hasil percobaan adalah sebagai berikut :

Tabel 06.5 Data Percobaan reaksi gas

No. Volume gas Hasil Perbandinganyang bereaksi Reaksi Volume

1. Hidrogen + Oksigen Uap air 2 : 1 : 21 L + 0,5 L 1 L

2. Nitrogen + Hidrogen Amonia 1 : 3 : 22 L + 6 L 4 L

3. Hidrogen + Klor Hidrogen Klorida 1 : 1 : 21 L + 1 L 2 L

4. Etilena + Hidrogen Etana 1 : 1 : 11 L + 1 L 1L

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)2 mol H2 + 1 mol O2 2 mol H2O2 vol H2 + 2 vol O2 2 vol H2O

HH

HHHH

+

13

Hukum KonservasiMassa“Massa zat sebelum reaksiadalah sama denganmassa zat hasil reaksi”

Hukum PerbandinganTetap“Perbandingan massaunsur-unsur penyusunsuatu senyawa adalahtetap tidak tergantungpada asal usul senyawatersebut”

Hukum PerbandinganVolum“Pada suhu dan tekanansama, volum gas yangbereaksi dan volum gashasil reaksi merupakanperbandingan bilangan-bilangan bulat”

Hukum PerbandinganBerganda“Bila dua unsurmembentuk senyawa,massa-massa dari satuunsur yang bergabungdengan massa dari unsurlainnya merupakanperbandingan bilanganbulat terhadap satudengan yang lainnya”

Berdasarkan data percobaan pada tabel di atas, perbandingan volume gas yangbereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Datapercobaan tersebut sesuai dengan Hukum perbandingan volume atau dikenaldengan Hukum Gay Lussac bahwa :

“ Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksidan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat “

Nah… sekarang Anda telah selesai membahas Hukum-hukum Dasar Kimia yangmeliputi Hukum kekalan massa, Hukum perbandingan tetap, Hukum kelipatanperbandingan dan Hukum perbandingan volume. Hukum Dasar Kimia ini akanditerapkan pada perhitungan kimia, oleh karena itu pahamilah dengan baik, materiini untuk memudahkan Anda dalam mempelajari topik berikutnya.

RANGKUMAN

Untuk mengukur apakah Anda benar-benar paham akan materi kegiatan belajar 1,Anda kerjakan tugas mandiri berikut!

14

TUGAS KEGIATAN 1

I. PILIHAN GANDA

Petunjuk: Pilihlah jawaban yang benar!

1. Massa atom sebelum dan sesudah reaksi adalah sama, dinyatakan oleh …..a. Lavoisierb. Proustc. Avogadrod. Daltone. Gay Lussac

2. Suatu contoh hukum perbandingan berganda Dalton adalah pembentukanpasangan senyawa …a. H

2O dan HCl

b. CH4 dan CCl

4

c. SO2 dan SO

3

d. CO2 dan NO

2

e. NH3 dan PH

3

3. Perbandingan massa atom dalam suatu senyawa adalah tetap. Pernyataan inidikemukakan oleh…a. Lavoisierb. Avogadroc. Proustd. Daltone. Gay Lussac

4. Unsur N dan O dapat membentuk senyawa NO dan NO2. Pada massa Oksigen

yang sama, maka perbandingan massa unsur N pada kedua senyawa tersebutmemiliki perbandingan … ( Ar N = 4 : O = 16 )a. 1 : 2b. 2 : 3c. 3 : 2d. 2 : 1e. 1 : 3

15

5. Diketahui reaksi : 2 C (s)

+ O2 (g)

→ 2 CO (g)

Massa atom C Massa atom O

6 gram 8 gram10,5 gram 14 gram15 gram 20 gram

Perbandingan massa unsur C dan massa unsur O dalam senyawa CO adalah…a. 2 : 3b. 3 : 2c. 2 : 4d. 3 : 4e. 4 : 3

6. Jika 35 gram besi bereaksi dengan Belerang menghasilkan 55 gram besi (II)Belerang, menurut Hukum Proust, berat belerang ( Fe : S = 7 : 4 ) sebanyak….a. 20 gramb. 35 gramc. 55 gramd. 75 grame. 90 gram

7. Volume gas-gas yang bereaksi dengan volume gas-gas hasil reaksi, jika diukurpada suhu dan tekanan yang sama, berbanding sebagai bilangan bulat dansederhana.Pernyataan tersebut dikemukakan oleh…a. Avogadrob. Lavoisierc. Proustd. Gay Lussace. Dalton

8. Persamaan reaksi :a C

2H

6 (g) + b O

2 (g) 14

→

c CO2 (g)

+ d H2O

(g)

akan memenuhi Hukum Lavoisier, jika a, b, c, dan d berturut-turut….a. 2, 4, 7, 6b. 2, 7, 4, 6c. 2, 6, 7, 4d. 2, 4, 6, 7e. 2, 6, 4, 7

16

9. Perbandingan H : O = 1 : 8 , dalam senyawa air. Jika H2O sebanyak 45

gram, maka gram Hidrogen dan gram Oksigen adalah sebanyak….a. 45 dan 5b. 40 dan 5c. 5 dan 8d. 5 dan 9e. 5 dan 40

10. Berdasarkan persamaam reaksi ( pada t,p ) sama :MnO

2 + HCl 14 MnCl

2 + H

2O + Cl

2

Maka perbandingan volumenya adalah….a. 1, 2, 1, 4, 1b. 1, 4, 1, 2, 1c. 2, 1, 4, 1, 1d. 1, 4, 1, 1, 2e. 2, 1, 1, 4, 1

II. ESSAY1. a. Bagaimana bunyi Hukum perbandingan berganda dari Dalton

b. Bagaimana perbandingan massa O dalam senyawa CO dan CO2.

(denganmassa C yang sama atau tetap)

2. Diketahui persamaan reaksiN

2 (g) + H

2 (g) NH

3 (g)

Jika volume gas H2 sebanyak 60 ml, pada (t,p) sama, tentukan :

a. Volume gas N2 dan NH

3

b. Perbandingan volume antara N2

: H2 : NH

3

c. Apakah berlaku Hukum Gay Lussac?

Jika Anda telah menyelesaikan soal-soal tersebut, coba Anda cocokkan dengan kuncijawaban yang ada pada akhir modul ini. Jangan lupa hitung skor yang Anda dapatkan.Mudah-mudahan skor Anda e” 7,5 , sehingga Anda boleh melanjutkan ke kegiatan 2.

17

PERHITUNGAN KIMIA(STOIKIOMETRI)

Setelah mempelajari modul ini, Anda diharapkan dapat :1. Menghitung volume gas pereaksi atau hasil reaksi berdasarkan hukum

Gay Lussac.2. Menemukan hubungan antara volume gas dengan jumlah molekulnya

yang dukur pada suhu dan tekanan yang sama. (Hukum Avogadro).3. Menjelaskan pengertian mol sebagai satuan jumlah zat.4. Mengkonversikan jumlah mol dengan jumlah partikel, massa, dan volume zat.5. Menentukan rumus empiris, rumus molekul, dan air kristal serta kadar zat.6. menentukan pereaksi pembatas dalam suatu reaksi yang didasarkan pada langkah-

langkah perhitungan kimia sederhana.

Hukum-hukum Dasar Kimia, yang baru saja Anda pelajari akan Andaterapkan dalam perhitungan kimia. Melalui perhitungan kimia, Anda dapatmenghitung jumlah zat-zat yang bereaksi dan hasil reaksi.

1. Penentuan Volume Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi

Sebagaimana telah Anda pelajari, pada bahasan mengenai Hukum perbandinganvolume, yang menyatakan bahwa : volume gas yang bereaksi dan volume gashasil reaksi, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sam (t,p), merupakanperbandingan bilangan bulat dan sederhana (Hukum Gay Lussac). Penemuan inidigunakan oleh Amadeo Avogadro untuk mengajukan hipotesisnya yang terkenaldan disebut hipotesis Avogadro.

Menurut Avogadro:

“Gas-gas yang volumenya sama, jika diukur pada suhu dan tekanan yangsama, akan memiliki jumlah molekul yang sama pula”

Kegiatan Belajar 2

18

Gambar 06.2 Ilustrasi percobaan Avogadro

Ternyata perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisienreaksi gas-gas tersebut. Hal ini berarti bahwa, jika volume salah satu gas diketahui,maka volume gas yang lain dapat ditentukan dengan cara membandingkankoefisien reaksinya.

Contohnya: Pada reaksi pembentukkan uap air.2 H

2 (g) + O

2 (g) 2 H

2O

(g)

Jika volume gas H2 yang diukur pada suhu 25o C dan tekanan 1 atm adalah 10

liter, maka volume gas O2 dan H

2O pada tekanan dan suhu yang sama dapat

ditentukan dengan cara sebagai berikut :

Volume H2 : Volume O

2 = Koefisien H

2 : Koefisien O

2

Volume O2 = x volume H

2

Volume O2 = 2

1 x 10 L = 5 Liter

Coba Anda tentukan volume H2O

Jawab :

Volume H2O = 2

2 x 10 L = 10 Liter

19

LATIHAN

1. Tuliskan persamaan reaksi yang menunjukkan bahwa perbandingan volumegas Nitrogen (N

2), gas Hidrogen (H

2) yang bereaksi dengan Amonia (NH

3)

yang dihasilkan adalah : 1 : 3 : 2

2. Gas Metana (CH4) terbakar di udara menurut reaksi :

CH4 (g)

+ 2 O2 (g)

CO2 (g)

+ 2 H2O

(g)

Jika gas Metana yang terbakar (pada suhu dan tekanan yang sama) sebanyak1 liter :a. Berapa liter O

2 yang diperlukan?

b. Berapa liter uap air dan gas CO2 yang dihasilkan?

Coba cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut.

1. Perbandingan volume :gas N

2 : gas H

2 : gas NH

3 = 1 : 3 : 2

Persamaan reaksinya :N

2 (g) + 3 H

2 (g) → 2 NH

3 (g)

2. Persamaan reaksi :CH

4 (g) + 2 O

2 (g)

→

CO2 (g)

+ 2 H2O

(g)

Volume CH4 = 1 liter

Maka :

a. Volume O2 =

12

x 1 L = 2 L

b. Volume H2O = 1

2 x 1 L = 2 L

c. Volume CO2 = 1

1 x 1 L = 1 L

20

2. Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

Dalam struktur atom, Anda telah mempelajari bahwa atom, sangatlah kecil, olehkarena itu tak mungkin kita menimbang atom dengan menggunakan neraca.

“ Berdasarkan perhitungan para ahli, satu atom Hidrogen memiliki massa1,67 x 10 -27 Kg “

Untuk membandingkan massa atom yang berbeda-beda, para ahli menggunakanskala massa atom relatif dengan lambang “ Ar “

Para ahli juga menggunakan isotop karbon C-12, sebagai standar dengan massaatom relatif sebesar 12.

Contohnya :Massa atom rata-rata Oksigen 1,33 kali lebih besar dari pada massa atom karbon- 12.Maka : Ar O = 1,33 x Ar C-12

= 1,33 x 12 = 15,96

Dengan ditetapkannya massa atom relatif karbon – 12 sebesar 12,000 , maka

satuan massa atom relatif adalah : 121 x massa atom C-12

Massa atom relatif suatu unsur menunjukkan berapa kali lebih besar massa atom

unsur itu dibandingkan terhadap 121 x massa atom C-12 atau ….

Ar X = 12 - karbon atommassa x121

Xrata unsur- rataatommassa

Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massamolekul relatif adalah perbandingan massa molekul unsur atau senyawa terhadap

121 x massa atom C-12.

Mr (unsur) = 12 - karbon atommassa x121

unsurmolekulmassa

Mr (senyawa) = 12 - karbon atommassa x121

senyawa molekulmassa

21

Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan Ar dari atom-atom pembentuk molekul tersebut.

∑= Ar Mr

Contoh Soal :Diketahui massa atom relatif (Ar) beberapa unsur sebagai berikut :Ca = 40O = 16H = 1Tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa Ca(OH)

2

Penyelesaian :Satu molekul Ca(OH)

2 mengandung 1 atom Ca, 2 atom O, dan 2 atom H

Mr Ca(OH)2

= Ar Ca + ( 2 Ar O ) + ( 2 Ar H )= 40 + ( 2 x 16 ) + ( 2 x 1 )= 40 + 32 + 2= 74

Jika Anda telah paham, coba kerjakan latihan berikut.

LATIHAN

1. Diketahui Ar Al = 27S = 32O = 16Tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa Al

2(SO

4)

3

2. Diketahui Ar Cu = 63,5S = 32O = 16 H = 1Tentukan massa molekul CuSO

4 . 5 H

2O

22

Jika Anda telah menyelesaikan soal tersebut, cocokkan dengan jawabanberikut.

1. Satu molekul Al2(SO

4)

3 mengandung 2 atom Al

3 atom S dan 12 atom O

Mr Al2(SO

4)

3= ( 2 x Ar Al ) + ( 3 x Ar S ) + ( 12 x Ar O )= ( 2 x 27 ) + ( 3 x 32 ) + ( 12 x 16 )= 342

2. Satu molekul CuSO4 . 5 H

2O mengandung: 1 atom Cu

1 atom S10 atom H9 atom O

Mr CuSO4. 5 H

2O = ( 1 x Ar Cu ) + ( 1 x Ar S ) + ( 10 x Ar H ) + (9 x Ar O)

= ( 1 x 63,5 ) + ( 1 x 32 ) + ( 10 x 1 ) + ( 9 x 16 ) = 63,5 + 32 + 10 + 144 = 249,5

Benarkah jawaban Anda? Semoga ya….

3. Konsep Mol dan Tetapan Avogadro

Apabila kita mereaksikan satu atom Karbon (C) dengan satu molekul Oksigen(O

2), maka akan terbentuk satu molekul CO

2. Tetapi sebenarnya yang kita reaksikan

bukan satu atom Karbon dengan satu molekul Oksigen, melainkan sejumlah besaratom Karbon dan sejumlah besar molekul Oksigen. Oleh karena itu jumlah atomatau jumlah molekul yamg bereaksi begitu besarnya, maka untuk menyatakannya,para ahli kimia menggunakan “ mol “ sebagai satuan jumlah partikel (molekul,atom, atau ion).

Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itusebanyak atom yang terdapat dalam 12,000 gram atom Karbon - 12.

Jadi dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 1023 partikel. Nilai 6,022 x 1023

partikel/mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N.

Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat kita analogikan sebagai “ lusin “. Jikalusin menyatakan jumlah 12 buah, maka mol menyatakan jumlah 6,022 x 1023

partikel zat.

23

Kata partikel pada NaCl, H2O, N

2 dapat dinyatakan dengan ion dan molekul,

sedangkan pada unsur seperti Zn, C, Al dapat dinyatakan dengan atom.

Perhatikan tabel berikut.

Tabel 06.6 Jumlah partikel dalam beberapa zat.

Rumus kimia suatu senyawa menunjukkan perbandingan jumlah atom yang adadalam senyawa tersebut.

Tabel 06.7 Perbandingan atom-atom dalam H2SO

4

1 mol zat mengandung 6,022 x 10 23 partikel

Pahamkah Anda? Anda perhatikan contoh berikut.

Contoh:Satu molekul air (H

2O) terdapat 6,022 x 10 23 molekul H

2O.

Ada berapa atom dalam 1 mol air tersebut?

Jawab :Satu molekul air (H

2O) tersusun oleh 2 atom H dan 1 atom O.

Jadi 1 molekul air tersusun oleh 3 atom.1 mol H

2O mengandung 6,022 x 1023 molekul atau

3 x 6,022 x 1023 atom = 1,806 x 1024 atom

Nama Rumus JumlahJenis Jumlah

Partikel Partikel

Seng Zn 1 mol atom 1 x (6,022x1023) atomAluminium Al 1 mol atom 1 x (6,022x1023) atom

Natrium Klorida NaCl 1 mol ion 1 x (6,022x1023) molekulAir H

2O 1 mol molekul 1 x (6,022x1023) molekul

Jumlah Jumlah Jumlah JumlahH

2SO

4atom H atom S atom O

1 2 1 4

1 mol 2 mol 1 mol 4 mol

1 x (6,022x1023) 2 x (6,022x1023) 1 x (6,022x1023) 4 x (6,022x1023)

6,022 x 10 23 1,204 x 10 24 11 mol6,022 x 10 23 44 mol2,408 x 10 24

24

MASSA MOLAR (M)

Massa satu mol zat dinamakan massa molar (lambang M).Besarnya massa molar zat adalah massa atom relatif atau massa molekulrelatif zat yang dinyatakan dalam satuan gram.

Perhatikan contoh pada tabel berikut :

Tabel 06.8 Massa molar beberapa zat

Massa suatu zat merupakan perkalian massa molarnya (g/mol) dengan mol zattersebut (n).

Massa = M x n

Perhatikan contoh berikut.

Contoh:1. Jika diketahui Ar H = 1 ; Ar O = 16

Berapa massa 2 mol H2O?

Jawab :Mr H

2O = ( 2 . Ar H ) + ( 1 . Ar O )

= ( 2 x 1 ) + ( 1 x 16 ) = 18

Massa molar H2O = 18 g/mol

Jadi massa 2 mol H2O = 2 mol x 18 g/mol

= 36 gram

Nama Zat Rumus Ar atau Mr Massa Molar

Besi Fe Ar = 56 56 g/molAir H

2O Mr = 18 18 g/mol

Garam Dapur NaCl Mr = 53,5 53,5 g/molKarbon C Ar = 12 12 g/mol

25

2. Jika diketahui Ar C = 12 ; Ar O = 16Berapakah jumlah mol dari 11 gram CO

2

Jawab :Mr CO

2 = ( 1 x Ar C ) + ( 2 x Ar O ) = ( 1 x 12 ) + ( 2 x 16 ) = 44

Massa molar CO2 = 44 g/mol

Massa = M . n

→

n =

M

massa

= g/mol 44

g 11 = 0,25 mol

Apakah Anda telah paham? Coba kerjakan latihan berikut!

LATIHANJika diketahui: Ar Al = 27

Ar S = 32Ar O = 16

Ditanya :a. Berapa massa 0,5 mol Al

2(SO

4)

3?

b. Berapa jumlah mol dari 684 gram Al2(SO

4)

3?

Sudah Anda kerjakan? Cocokkan dengan berikut!

Mr Al2(SO

4)

3 = ( 2 x 27 ) + ( 3 x 32 ) + ( 12 x 16 ) = 342

Massa molar Al2(SO

4)

3 = 342 g/mol

a. Massa 0,5 mol = M x n = 342 g/mol x o,5 mol = 171 gram

b. n = M

massa =

g/mol 342

g 648 = 2 mol

Jadi hubungan mol suatu zat dengan massanya dapat dinyatakan sebagai berikut.

Gambar Diagram mol – massa

26

VOLUME MOLAR ( Vm )

“ Volume satu mol zat dalam wujud gas dinamakan volume molar (denganlambang, Vm) zat tersebut”.

Berapakah volume molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentugas pada suhu dan tekanan tertentu?

Dengan mengandaikan gas yang akan kita ukur bersifat ideal, maka persamaanyang menghubungkan jumlah mol (n) gas, tekanan, suhu dan volume, adalah:

P . V = n . R . T

Dimana:P = tekanan (satuan atmosfir, atm)V = volume (satuan liter, L)n = jumlah mol gasR = tetapan gas ( 0,08205 L atm/mol. K )T = suhu mutlak ( oC + 273,15K )

P . V = n . R . T → V =

Jika n = 1 molR = 0,08205 L atm/mol. oKP = 1 atm, danT = 273 oK

Vm =atm 1

K 273 x k atm/mol L0,08205 x mol 1

Vm = 22,4 L

Menurut hukum Avogadro:“ Setiap gas yang volumenya sama, bila diukur pada suhu dan tekanan sama akanmengandung jumlah partikel yang sama”.

Hal ini juga berarti bahwa:“ Setiap gas yang mengandung jumlah pertikel yang sama, pada suhu dan tekananyang sama akan memiliki volume yang sama pula”.

27

Pada keadaan standar (STP atau Standard, Temperatur and Pressure yaitu suhu0oC, Tekanan 1 atm); volume sejumlah gas tertentu dapat dihitung denganmenggunakan persamaan:

V = n x 22,4 L

Anda perhatikan contoh soal berikut!

Contoh:1. Hitung volume molekul gas CH

4 pada keadaan STP!

Jawab:

3,01 x 1023 molekul gas CH4 =

23

23

10 x 6,02

10 x 3,01 = 0,5 mol

0,5 mol gas = 0,5 mol x 22,4 L/mol= 11,2 L

Jadi volume gas CH4 tersebut = 11,2 L

2. Berapa Liter volume 17 gram gas H2S pada keadaan STP?

Diketahui Ar H = 1 ; S = 32Jawab:

Mr H2S = ( 2 x 1 ) + ( 1 x 32 ) = 34

Mol H2S =

34

17

Mr

gram = = 0,5 mol

Volume H2S = n x Vm = 0,5 mol x 22,4 L/mol

= 11,2 L

3. Berapa mol gas metana (CH4) pada keadaan standar,

jika volumenya = 5,6 Liter?Jawab:

Mol CH4 =

L/mol22,4

L5,6

Vm

gram = = 0,25 mol

4. Berapa liter volumen 6 gram gas NO (Mr = 30),jika diukur pada suhu 27 oC dan tekanan 1 atm?Jawab:

Mol NO = 30

6

Mr

gram = = 0,2 → n = 0,2

P = 1 atmR = 0.082T = 27 + 273 oK = 300 oK

28

P . V = n . R .T1 . V = 0,2 . 0,082 . 300V = 164 x 3 x 10-2

V = 4,92 liter

GAS-GAS PADA SUHU, TEKANAN SAMA

Menurut Avogadro:“ Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan volume sama, mengandungjumlah molekul yang sama, karena jumlah molekul sama, maka jumlah molnyapasti sama “.

Jadi, “Pada suhu dan tekanan yang sama (TP sama), maka perbandinganmol gas sama dengan perbandingan volume gas”

Pada (TP)

Dimana:n

1 = mol gas 1

n2 = mol gas 2

V1 = volume gas 1

V2 = volume gas 2

Contoh:Tentukan volume 22 gram gas CO

2, jika pada suhu dan tekanan yang sama, 8

gram gas SO3 volumenya = 10 liter.

Mr CO2 = 44,

Mr SO3 = 80.

Jawab:

Mol gas CO2 =

44

22 = 0,5

Mol gas SO3

= 80

8 = 0,1

Jadi, n1

= 0,5,n

2 = 0,1

V1 = ?

V2 = 10 L

29

Karena suhu dan tekanan sama, perbandingan mol menunjukkan perbandinganvolume gas.

2

1

2

1

V

V

n

n= →

L10

V

0,1

0,5 1=

Jadi V1 atau volume gas CO

2 =

0,1

L10 x 0,5 = 50 L

Pahamkah Anda akan uraian di atas? Jika belum, ulangi kembalimempelajarinya….!

RUMUS MOLEKUL DAN KADAR UNSUR DALAM SENYAWA

Perbandingan massa dan kadar unsur dalam suatu senyawa dapat ditentukan darirumus molekulnya.

Dimana, % Unsur = Mr

unsurAr x atom Jumlah x100 %

Contoh :Berapakah kadar C dan N dalam urea (CO(NH

2)

2)?

Dimana, Ar C = 12 ; N = 4 ; O = 16 ; dan H = 1.

Jawab:1 mol urea mengandung 1 atom C, 1 atom O, 2 atom N dan 4 atom H.Mr urea = 12 + 16 + 28 + 4 = 60

Kadar C = 60

12 x 100 % = 20 %

Kadar N = 60

28 x 100 % = 46,66 %

Pahamkah Anda? Coba kerjakan latihan beikut!

LATIHAN

1. Berapa persenkah kadar N dan S dalam senyawa ZA atau (NH4)

2SO

4.

Dimana Ar N = 14 ; S = 32 ; H = 1 dan O = 16.

30

Cocokkanlah dengan jawaban berikut ini!

Dalam (NH4)

2SO

4 terdapat 2 atom N, 8 atom H, 1 atom S, dan 4 atom O.

Mr (NH4)

2SO

4= 28 + 8 + 32 + 64 = 132

%N = 132

28 x 100 % = 20 %

%S = 132

32 x 100 % = 20 %

Benarkah jawaban yang Anda kerjakan? Semoga ya.

PENENTUAN RUMUS EMPIRIS DAN RUMUS MOLEKUL

Rumus kimia menunjukkan jenis atom unsur dan jumlah relatif masing-masingunsur yang terdapat dalam zat. Banyaknya unsur yang terdapat dalam zatditunjukkan dengan angka indeks.

Rumus kimia dapat berupa rumus empiris dan molekul.

“Rumus empiris, rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun senyawa”

Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsuryang menyusun satu molekul senyawa.Contoh : Anda perhatikan pada tabel berikut.

Tabel 06.9 Rumus molekul dan rumus empiris beberapa senyawa

Nama Senyawa Rumus Molekul Rumus Empiris

Air H2O H

2O

Glukosa C6H

12O

6C

2H

2O

Benzena C6H

6CH

Etilena C2H

4CH

2

Asetilena C2H

2CH

31

Rumus Molekul = (Rumus Empiris)n

Mr Rumus Molekul = n x (Mr Rumus Empiris)

n = bilangan bulatUntuk menentukan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa, dapatditempuh dengan langkah berikut :1. Cari massa (persentase) tiap unsur penyusun senyawa2. Ubah ke satuan mol3. Perbandingan mol tiap unsur merupakan rumus empiris4. Untuk mencari rumus molekul dengan cara :

( Rumus Empiris ) n = Mr → n dapat dihitung5. Kemudian kalikan n yang diperoleh dari hitungan, dengan rumus empiris.

Contoh :1. Suatu senyawa terdiri dari 43,7% P dan 56,3% O.

Tentukan rumus empirisnya! (Ar P = 3 dan O = 16)Jawab : Misal massa senyawa = 100 gram

Maka massa P dan O masing-masing 43,7 g dan 56,3 g

Perbandingan mol P : mol O =

31743,

: 16356,

= 1,41 : 3,52= 1 : 2,5= 2 : 5

Jadi rumus empirisnya P2O

5

2. Suatu senyawa terdiri dari 60% Karbon, 5% Hidrogen, dan sisanya Nitrogen.Jika Mr senyawa itu = 80 (Ar C = 12 ; H = 1 ; N = 14). Tentukan rumusempiris dan rumus molekul senyawa itu!Jawab : Persentase Nitrogen = 100% - ( 60% + 5% ) = 35%

Misal massa senyawa = 100 gramMaka massa C : N : H = 60 : 35 : 5

Perbandingan mol C : mol H : mol N = 1435

15

1260 : :

= 5 : 5 : 2,5 = 2 : 2 : 1

Maka rumus empiris = C2H

2N

( C2H

2N )

n= 80

( 24 + 2 + 14 ) n

= 80

( 40 )n

= 80 → n =

4080

= 2

Jadi rumus molekul senyawa tersebut = ( C2H

2N )

2

= C4H

4N

2

32

Pahamkah Anda? Coba kerjakan latihan berikut.

LATIHAN

1. Stirena adalah komponen penyusun Polistirena, mempunyai massamolekul relatif (Mr) sebesar 104. Jika diketahui rumus empirisnya (CH),maka tentukan rumus molekul Stirena! (Ar C = 12 ; H = 1)

2. Massa molekul relatif suatu senyawa yang dianalisis 58. Jika senyawaitu terdiri dari 82,8% Karbon dan 17,2% Hidrogen, tentukan rumusmolekulnya!

Jika Anda telah menyelesaikan soal tersebut, cocokkan jawaban Anda denganberikut!

1. Jawab : Rumus Stirena = ( Rumus empiris Stirena ) n

Mr Stirena = n x (Mr CH) 104 = n x {( 1 x 12 ) + ( 1 x 1 )} 104 = n x 13

n = 13104 = 8

Jadi rumus molekul Stirena adalah ( CH ) 8 atau C

8H

8

2. Jawab : Dalam 100 gram senyawaPerbandingan massa C : massa H = 82,8 g : 17,2 g

Perbandingan mol C : mol H = 12882, : 1

717,

= 6,9 : 17,2 = 1 : 2,5 = 2 : 5

Rumus empiris adalah C2H

5

( C2H

5 )

n = 58

( 24 + 5 ) n = 58 → n = = 2

Jadi rumus molekul senyawa ( C2H

5 )

2 atau C

4H

10

33

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 rumushidrat adalah penentuan jumlah molekul air kristal (H

2O) 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 H

2O,

artinya dalam setiap mol CaSO4 terdapat 2 mol H

2O. Beberapa senyawa berhidrat/

berair kristal dapat Anda lihat pada tabel berikut.

Tabel 06.10 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 :- Misalkan rumus hidrat adalah CuSO

4 . x H

2O

- Tulis persamaan reaksinya- Tentukan mol zat sebelum dan sesudah reaksi- Hitung nilai x, dengan menggunakan perbandingan mol CuSO

4 : mol H

2O

CuSO4 . x H

2O

(s) → CuSO

4 (s) + x H

2O

5 gram 3,2 gram 1,8 gram

Perbandingan, mol CuSO4 : mol H

2O =

mol/g g ,

mol/g ,g , : 18

81515923

= 0.02 : 0,10

Nama Senyawa Jumlah Molekul Rumus KimiaAir Kristal

Kalsium Sulfat 2 CaSO4 . 2 H

2O

Asam Oksalat 2 H2C

2O

4 . 2 H

2O

Tembaga (II) Sulfat 5 CuSO4 . 5 H

2O

Natrium Sulfat 5 Na2SO

4 . 5 H

2O

Magnesium Sulfat 7 MgSO4 . 7H

2O

Natrium Karbonat 10 Na2CO

3 . 10 H

2O

34

Perbandingan, mol CuSO4 : mol H

2O = 1 : 5

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

2O.

2. Bagaimanakah Rumus kimia garam Barium Klorida Berhidrat (BaCl2.x H

2O)

bila 12,2 gram garam tersebut dipanaskan menghasilakan zat yang tersisasebanyak 10,4 gram.Ar Ba = 137 ; Cl = 35,5 ; O = 16 ; H = 1

Jawab: BaCl2 . x H

2O → BaCl

2 + x H

2O

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

Perbandingan, mol BaCl2 : mol H

2O = 18

81208041 ,, :

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

Jadi rumus kimia garam tersebut BaCl2 . 2 H

2O

Pahamkah Anda? Coba Anda kerjakan latihan berikut.

LATIHAN

Kadar air kristal dalam suatu hidrat dari Na2CO

3 adalah 14,5%.

Tentukan rumus hidratnya! (Ar Na = 23 ; C = 12 ; O = 16 ; H = 1)

Jika anda telah selesai membahasnya, cocokkan jawaban Anda denganjawaban berikut ini!

Misal: senyawa hidrat = 100 gramNa

2CO

3 . x H

2O → Na

2CO

3 + x H

2O

100% 85,5% 14,5% = 100 gram = 85,5 gram = 14,5 gram

Perbandingan, mol Na2CO

3 : mol H

2O =

= 0,8 : 0,8= 1 : 1

Jadi Rumus hidrat tersebut Na2CO

3 . H

2O

35

HITUNGAN KIMIA

Penentuan jumlah pereaksi dan hasil reaksi yang terlibat dalam reaksi harusdiperhitungkan dalam satuan mol. Artinya, satuan-satuan yang diketahui harusdiubah kedalam bentuk mol. Metode ini disebut metode pendekatan mol.

Adapun langkah-langkah metode pendekatan mol tersebut dapat Anda simak dalambagan berikut :

Contoh:1. Berapa gram air (H

2O) yang dihasilkan dari reaksi pembakaran 4 gram H

2

dengan O2? Ar H = 1 ; O = 16.

Penyelesaian:Setarakan reaksinya: 2 H

2 + O

2 → 2H

2O

Agar penyelesain lebih mudah gunakan alur berikut:

g H2 mol H

2 mol H

2O g H

2O

ubah ke cari ubah ke

H2 = 2

4 mol = 2 mol

H2O =

2

2HKoefisien

OHKoefisien x mol H

2 = 2

2 x 2 mol = 2 mol

g H2O = 2 x Mr H

2O = 2 x 18 = 36 g

1. Tuliskan persamaan reaksi dari soal yang ditanyakan dan setarakan

2. Ubahlah semua satuan yang diketahui dari tiap-tiap zat ke dalam mol

3. Gunakanlah koefisien reaksi untuk menyeimbangkan banyaknya mol zat reaktandan produk

4. Ubahlah satuan mol dari zat yang ditanyakan ke dalam satuan yang ditanya (Latau gram atau partikel, dll)

36

2. Satu mol logam Aluminium direaksikan dengan asam klorida secukupnyamenurut reaksi:Al

(s) + HCl

(aq) AlCl

3 (aq) + H

2 (g)

Ditanya:a. Berapa gram AlCl

3 yang terbentuk?

b. Berapa L gas H2 (STP)?

c. Berapa pertikel H2 yang terjadi? Ar Al = 27 ; Cl = 35,5

Penyelesaian: 2 Al (s)

+ 6 HCl (aq)

2 AlCl3 (aq)

+ 3 H2 (g)

Al = 1 mol

a. AlCl3 =

AlKoefisien AlClKoefisien 3 x mol Al = 2

2 = x 1 mol = 1 mol

g AlCl3

= 1 x Mr AlCl3

= 1 x { (27) + (3 x 35,5) } = 1 x 133,5 = 133,5 g

b. H2

= AlKoefisien HKoefisien 2 x mol H

2

= 23 x 1 mol

= 1,5 molL H

2 (STP = mol H

2 x 22,4 L

= 1,5 x 22,4 L= 33,6 L

c. Partikel H2

= mol H2 x 6,02 . 1023

= 1,5 x 6,02 . 1023

= 9,03 x 1023 partikel

3. 13 gram Seng tepat habis bereaksi dengan sejumlah HCl menurut reaksi:Zn

(s) + HCl

(aq) ZnCl

2 (aq) + H

2 (g)

Bila 1 mol gas oksigen pada tekanan dan suhu tersebut bervolume 20 liter,berapa literkah volume gas Hidrogen yang dihasilkan pada reaksi tersebut?Ar Zn = 65.

37

Penyelesaian:Zn

(s) + 2 HCl

(aq) ZnCl

2 (aq) + H

2 (g)

mol Zn = 6513 = 0,2 mol

mol H2

= ZnlKoefisien HKoefisien 2 x mol Zn

= 11 x 0,2 mol = 0,2 mol

L H2

= mol H2 x 20 L (T.P) tersebut

= 0,2 x 20 L = 4 L

4. Untuk membakar gas etana (C2H

6) diperlukan oksigen 4,48 L (STP), menurut

reaksi:C

2H

6 (g) + O

2 (g)

CO2 (g)

+ H2O

(g)

a. Berapa gram etana tersebut ( Ar C + 12 ; H = 1 ; O = 16 )b. Berapa gram CO

2 yang dihasilkan?

Penyelesaian: 2 C2H

6 (g) + 7O

2 (g)

4 CO2 (g)

+ 6 H2O

(g)

mol O2 = 422

484,

, = 0,2 mol

a. mol C2H

6= 7

2 x 0,2 mol = 0,057 mol

gram C2H

6= 0,057 x 30 = 1,71 gram

b. mol CO2

= 74 x 0,2 mol = 0,114 mol

gram CO2

= 0,114 x 44 = 5,02 gram

Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

LATIHAN

1. 7 gram Nitrogen (N2) tepat bereaksi dengan Hidrogen membentuk

Amoniak (NH3)

a. Tulis reaksi setaranya!b. berapa liter Amoniak dihasilkan (stp)? (Ar N = 14)

2. Sejumlah Karbon direaksikan dengan Oksigen membentukKarbon dioksida (CO

2). Jika CO

2 dihasilkan 11,2 L (STP), berapa

gram Karbon yang bereaksi? (Ar C = 12)

38

+

= molekul zat X

= molekul zat Y

= molekul zat XY2

+

Coba cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut!

1. Jawab : N2 + 3 H

2 2 NH

3

Mol N2

= 287 = 0,25 mol

Mol NH3

= 12 x 0,25 mol = 0,5 mol

L NH3 (stp) = 0,5 x 22,4 L = 11,2 L

2. Jawab : C + O2 CO

2

Mol CO2

= 422211,, = 0,5 mol

Mol C = 11 x 0,5 mol = 0,5 mol

Gram C = 0,5 x 12 = 6 gram

Benarkah jawaban yang Anda kerjakan?Semoga ya, jika Anda belum paham, ulangi kembali memperhatikan contoh soaltersebut.

PEREAKSI PEMBATAS

Di dalam suatu reaksi kimia, perbandingan mol zat-zat pereaksi yang dicampurkantidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Hal ini berarti bahwaada zat pereaksi yang akan habis bereaksi lebih dahulu. Pereaksi demikian disebutpereaksi pembatas. Bagaimana hal ini dapat terjadi?

Anda perhatikan gambar di bawah ini!

X + 2 Y XY2

Gambar : Pereaksi Pembatas

39

Reaksi di atas memperlihatkan bahwa menurut koefisien reaksi, 1 mol zat Xmembutuhkan 2 mol zat Y. Gambar di atas menunjukkan bahwa 3 molekul zat Xdireaksikan dengan 4 molekul zat Y. Setelah reaksi berlangsung, banyaknyamolekul zat X yang bereaksi hanya 2 molekul dan 1 molekul yang tersisa,sedangkan 4 molekul zat Y habis bereaksi. Maka zat Y ini disebut pereaksipembatas.

Pereaksi pembatas merupakan reaktan yang habis bereaksi dan tidak bersisa diakhir reaksi.

Dalam hitungan kimia, pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan caramembagi semua mol reaktan dengan koefisiennya, lalu pereaksi yangmempunyai nilai hasil bagi terkecil, merupakan pereaksi pembatas.

Untuk lebih jelasnya, Anda simak contoh berikut ini!

Contoh :1. Diketahui reaksi sebagai berikut

S (s)

+ 3 F2 (g)

SF6 (g)

Jika direaksikan 2 mol S dengan 10 mol F2

a. Berapa mol kah SF6 yang terbentuk?

b. Zat mana dan berapa mol zat yang tersisa?

Penyelesaian :S + 3 F

2 SF

6

Dari koefisien reaksi menunjukkan bahwa:1 mol S membutuhkan 3 mol F

2

Kemungkinan yang terjadi:– JIka semua S bereaksi maka F

2 yang dibutuhkan

mol F2

= S KoefisienF Koefisien 2 x 2 mol S

= 13 x 2 mol

= 6 molHal ini memungkinkan karena F

2 tersedia 10 mol.

40

- Jika semua F2 habis bereaksi, maka S yang dibutuhkan

mol S = 2F Koefisien

S Koefisien x 10 mol F2

= 31 x 10 mol

= 3,33 molHal ini tidak mungkin terjadi, karena S yang tersedia hanya 2 mol.

Jadi yang bertindak sebagai pereaksi pembatas adalah S!

Banyaknya mol SF6 yang terbentuk =

S KoefisienSF Koefisien 2 x mol S

a. mol SF6 = 1

1 x 2 mol = 2 mol

b. zat yang tersisa adalah F2, sebanyak = 10 mol – 6 mol

= 4 mol F2

Soal di atas dapat juga diselesaikan dengan:- setarakan reaksinya- semua pereaksi diubah menjadi mol- bagikan masing-masing mol zat dengan masing-masing koefisiennya.- Nilai hasil bagi terkecil disebut pereaksi pembatas (diberi tanda atau

lingkari)- cari mol zat yang ditanya.- Ubah mol tersebut menjadi gram/liter/partikel sesuai pertanyaan.

Penyelesaian: S + 3 F2 SF

6

↓ ↓ 2 mol 10 mol

↓ ↓

21 = 2 3

10 = 3,33 (Nilai 2 < 3,33)

Berarti zat pereaksi pembatas : S

Sehingga ditulis: S + 3 F2 SF

6

↓ ↓ 2 mol 10 mol

a. mol SF6= pembatasereaksip Koefisien

SF Koefisien 2 x 2 mol S

= x 2 mol = 2 mol

41

b. mol F2 yang bereaksi =

S KoefisienF Koefisien 2 x 2 mol S

= 13 x 2 mol = 6 mol

mol F2 sisa = mol tersedia - mol yang bereaksi

= 10 mol - 6 mol= 4 mol

Bagaimana? Mudah bukan? Coba perhatikan lagi contoh berikut ini!

2. 10 gram Fe dipanaskan dengan 3,2 gram S membentuk besi sulfida, menurutpersamaan:

Fe (s)

+ S (s)

FeS (s)

a. tentukan pereaksi pembatasb. gram FeS yang terbentukc. massa zat yang tersisa ( Ar Fe = 56 ; S = 32 )

Penyelesaian: Fe (s)

+ S (s)

FeS (s)

↓ ↓10 gram 3,2 gram

= 323,2 mol = 32

3,2 mol

= 0,178 mol = 0,1 mol

↓ ↓ = 0,178 = 0,1 (Nilai 0,1 < 0,178)

Sehingga: Fe (s)

+ S (s)

FeS (s)

↓ ↓,178 0,1 mol

a. Pereaksi pembatas S

b. FeS yang terjadi = 11 x 0,1 mol

= 0,1 molg FeS = 0,1 x Mr FeS = 0,1 x 88

= 8,8 gram

c. Fe yang bereaksi = 11 x 0,1 = 0,1 x 56

= 5,6 gramFe sisa = 10 – 5,6 gram = 4,4 gram

Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

42

LATIHAN

1. 0,5 mol N2 direaksikan dengan 3 mol H

2 menurut reaksi:

N2

+ H2 NH

3

a. Tentukan pereaksi pembatasb. Berapa liter NH

3 (STP) dihasilkan?

c. Berapa mol zat sisa?

2. 22,4 L gas SO2 direaksikan deangan 33,6 L gas O

2 (STP) membentuk gas

SO3. Berapa gram SO

3 yang terjadi? ( Ar S = 32 ; O = 16 )

Cocokkan jawaban Anda dengan jawaban berikut!

1. Reaksi: N2 (g)

+ 3 H2 (g)

2 NH3 (g)

↓ ↓0,5 mol 3 mol

↓ ↓

10,5 = 0,5 3

3 = 1 (Nilai 0, 5 < 1)

Maka pereaksi pembatas adalah N2,

sehingga:N

2 (g) + 3 H

2 (g) 2 NH

3 (g)

↓ 0,5 mol

a. Pereaksi pembatas zat : N2

b. NH3 = 1

2 x 0,5 mol = 1 mol

L NH3 = 1 x 22,4 L = 22,4 L

c. H2 yang bereaksi = 1

3 x 0,5 mol = 1,5 mol

H2 sisa = yang tersedia - yang bereaksi

= ( 3 – 1,5 ) mol= 1,5 mol

43

2. Reaksi: 2 SO2 (g)

+ O2 (g)

2 SO3 (s)

↓ ↓22,4 L 33,6 L

= 22,433,6 mol = 22,4

33,6 mol

= 1 mol = 1,5 mol

↓ ↓

21 = 0,5 1

1,5 = 1,5 (Nilai 0,5 < 1,5)

Maka pereaksi pembatas adalah SO2,

sehingga:2 SO

2 (g)

+ O2 (g)

2 SO3 (s)

↓ 1 mol

SO3

= 22 x 1 mol = 1 mol

g SO3

= 1 x Mr = 1 x 80 = 80 gram.

Sekarang Anda telah selesai mempelajari semua kegiatan 2. Dan untuk memudahkanAnda mempelajarinya. Anda perhatikan rangkuman materi berikut.

1. Hitungan kimia menggambarkan hubungan kuantitatif antar atom-atom dariunsur dalam zat-zat dan hubungan kuantitatif antar zat dalam suatu reaksikimia.

2. Massa molekul relatif atau massa rumus relatif (Mr)

∑= unsur)Ar x unsurindeks(angka Mr

3. Hipotesis Avogadro: Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas denganvolume yang sama akan mengandung jumlah molekulyang sama pula.

2

1

2

1

n

n

V

V=

4. Konsep mol menggambarkan keterkaitan antara mol (jumlah partikel dalamzat) dengan massa molar atau volume molar.

5. Koefisiens reaksi dapat juga menyatakan perbandingan mol zat-zat pereaksidan hasil reaksi.

44

6. Hidrat : senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O)

7. Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis bereaksi lebih dahulu dalam reaksikimia

Untuk mengetahui apakah Anda benar-benar telah paham akan materi kegiatan belajar2, Anda kerjakan tugas mandiri II dan jika telah selesai Anda jawab, cocokkan dengankuncinya yang ada pada akhir modul ini.

Selamat Bekerja…..!

45

TUGAS KEGIATAN 2

I. PILIHAN GANDAPetunjuk: Pilihlah jawaban yang benar

1. Jika diketahui Ar Al = 27 ; S = 32 ; dan O = 16Berapakah Mr Al

2(SO

4)

3?

a. 123b. 150c. 214d. 310e. 342

2. Setengah mol unsur Karbon (C) mengandung atom C sebanyak….a. 3,01 x 1023

b. 6,02 x 1023

c. 12 x 1023

d. 12,04 x 1023

e. 6,02 x 1022

3. Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akanmengandung jumlah molekul yang sama pula. Pernyataan ini dikemukakanoleh…a. Proustb. Lavoisierc. Avogadrod. Daltone. Gay Lussac

4. Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengandung jumlah partikelsama dengan jumlah partikel dalam…a. 14 gram C-18b. 14 gram C-17c. 14 gram C-14d. 12 gram C-12e. 12 gram C-13

46

5. Perhatikan reaksi berikut A + B C + DGas A bereaksi dengan gas B, membentuk gas C dan D. Jika dalam reaksitersebut masih tersisa gas, maka yang disebut pereaksi pembatas adalah gas…..a. Ab. Bc. Cd. De. A dan B

6. Jika kristal Barium Klorida (Mr = 208) mengandung 14,75% air kristal (Mrair = 18), maka rumus kristal Barium Klorida adalah….a. BaCl

2 . H

2O

b. BaCl2 . 2 H

2O

c. BaCl2 . 3 H

2O

d. BaCl2 . 4 H

2O

e. BaCl2 . 5 H

2O

7. Jika pada keadaan (STP) volume dari 4,25 gram gas sebesar 2,8 liter, makamassa molekul relatif gas tersebut adalah….a. 26b. 28c. 30d. 32e. 34

8. Jika diketahui massa atom relatif Fe = 56 ; S = 32 ; dan O = 16, maka massabesi yang terdapat dalam 4 gram Fe

2(SO

4)

3 adalah….

a. 4,00 gramb. 1,12 gramc. 0,56 gramd. 0,28 grame. 0,01 gram

9. Pengolahan besi dari bijinya dilakukan menurut reaksi :Fe

2O

3 + CO 2 FeO + CO

2

Jumlah partikel CO yang diperlukan pada reaksi, agar dihasilkan 0,224 litergas CO

2 (STP) adalah….

a. 0,06 x 10 23

b. 0,12 x 10 23

c. 0,72 x 10 23

d. 12,00 x 10 23

e. 60,00 x 10 23

47

10. Diketahui reaksi : Fe + S FeSJika 10 gram besi dicampur dengan 3,2 gram S, maka massa FeS yangdihasilkan (Ar = 56 ; S = 32) adalah….a. 13,2 gramb. 8,8 gramc. 5,6 gramd. 3,2 grame. 2,8 gram

II. ESSAYPetunjuk: Jawablah pertanyaan berikut dengan benar!

1. Jika diketahui Ar C = 12 H = 1 N = 14Berapa mol kah zat-zat di bawah ini?a. 3,2 gram CH

4

b. 170 gram NH3

c. 5,6 L gas NH3 (STP)

2. Diketahui reaksi Al (s)

+ H2SO

4 (aq) Al

2(SO

4)

3 (aq) + H

2 (g)

Jika pada reaksi tersebut 8,1 gram Al direaksikan dengan 29,4 gram H2SO

4

(Ar Al = 27 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1)a. Setarakan reaksi tersebutb. Tentukan pereaksi pembatasnyac. Berapa liter gas H

2 (STP) dihasilkan?

Selamat Bekerja…..!

48

49

PENUTUP

Akhirnya Anda berhasil mempelajari modul ini dengan baik. Sekarang Anda telahdapat menerapkan pengetahuan Anda tentang modul ini, terhadap proses-proses kimiayang berhubungan hukum dasar Ilmu kimia dan perhitungan kimia di dalam kehidupansehari-hari.

Dalam modul ini Anda telah mempelajari hukum kekekalan massa (Lavoisier), hukumperbandingan tetap (Proust), hukum perbandingan ganda (Dalton), hukumperbandingan volume (Gay Lussac) dan perhitungan kimia.

Sekarang Anda paham akan aplikasi hukum dasar kimia tersebut dalam persamaanreaksi. Bahkan Anda dapat membuat korelasi antara volume gas dengan jumlahpartikelnya dalam reaksi homogen pada suhu dan tekanan yang sama. Di samping ituAnda juga telah paham akan konsep mol, rumus empiris, rumus molekul, danmenyelesaikan hitungan kimia sederhana.

Semoga apa yang telah Anda pelajari bermanfaat bagi Anda, dan utnuk memperkayakhasanah ilmu pengetahuan Anda, perbanyak membaca buku kimia yang lain.

Akhir kata, selamat mengikuti Tes Akhir Modul, semoga Anda berhasil.

50

KUNCI TUGASTUGAS 1

I. Pilihan Ganda1. A 6. A2. C 7. D3. C 8. B4. D 9. E5. D 10. B

II. Essay1. a. Hukum perbandingan berganda (Dalton) berbunyi :

Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massasalah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsuryang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dansederhana.

b. Perbandingan massa O dalam senyawa CO dan CO2 adalah

16 : 32 atau 1 : 2

2. Reaksi : N2 + 3 H

2 2 NH

3

Volume H2 = 60 ml

a. Maka volume N2 = 3

1 x 60 ml = 20 ml

Volume NH3 = 3

2 x 60 ml = 40 ml

b. Perbandingan volume N2 : H

2 : NH

3 = 1 : 3 : 2

c. Ya, karena berbanding sebagai bilangan bulat sederhana

PETUNJUKI. Untuk Pilihan Ganda

Setiap soal, jika benar, nilainya = 0,7Jika semua benar, nilainya = 10 x 0,7 = 7

II. Untuk EssaySetiap soal, jika benar, nilainya = 1,5Jika semua benar, nilainya = 2 x 1,5 = 3

Sekarang Anda jumlahkan score pilihan ganda + essay yang Anda dapat- Jika score Anda ≥ 7,5 Anda lanjutkan ke kegiatan 2- Jika score Anda < 7,5 Ulang kembali kegiatan1.

51

TUGAS 2

I. Pilihan Ganda1. E 6. B2. A 7. E3. C 8. B4. D 9. A5. A 10. B

II. Essay

1. a. Mol CH4

=

g/mol 16

g 3,2

= 0,2 mol

b. Mol NH3

= g/mol 17

g 170 = 10 mol

c. Mol NH3 (stp) =

L/mol22,4

L5,6 = 0.25 mol

2. 2 Al (s)

+ 3 H2SO

4 (aq) Al

2(SO

4)

3 (aq)

+ 3 H2 (g)

↓ ↓ 8,1 gram 29,4 gram

= 278,1 mol = 98

29,9 mol

= 0,3 mol = 0,3 mol

↓ ↓

20,3 = 0,15 3

0,3 = 0,1 (Nilai 0,1 < 0,15) →pereaksi pembatas : H2SO

4

Sehingga : 2 Al + 3 H2SO

4 Al

2(SO

4)

3 + 3 H

2

↓ 0,3 mol

Gas H2 = x 0,3 mol = 0,3 mol

= 0,3 x 22,4 = 6,72 L

52

PETUNJUKI. Untuk Pilihan Ganda

Setiap soal, jika benar, nilainya = 0,7Jika semua benar, nilainya = 10 x 0,7 = 7

II. Untuk EssaySetiap soal, jika benar, nilainya = 1,5Jika semua benar, nilainya = 2 x 1,5 = 3

Anda jumlahkan semua score yang Anda dapatkanJika score Anda ≥ 7,5 Anda berhasil

Selamat mengikuti Tes Akhir Modul….

DAFTAR PUSTAKA

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Kurikulum 1994 SMU, GBPP MataPelajaran Kimia, Jakarta ; 1988

Michael Purba, Kimia 1A, untuk SMA kelas X, Jakarta ; Erlangga, 2002Nana Sutresna, dkk, Panduan Menguasai Kimia 1, Jakarta ; Ganeca Exact,

2002Pustekkom, PDKBM, SMA Terbuka, 2004Ramlah Rasyid, dkk, Reaktor Kimia Kelas 1, Bandung ; Sinergi, Pustaka

Indonesia, 2004Sumarna Omay, dkk, Kimia 1, Bandung ; Regina, 2004Ucu Cahyana, dkk, Kimia 1A, Jakarta ; Piranti Darma Kalokatama, 2004.