Stoikiometri

PENGENALAN ILMU KIMIAKimia merupakan ilmu tentang materi, sifatnya, strukturnya, perubahan/reaksinya serta energi yang menyertai perubahan tersebut.

Mengenal susunan (komposisi) zatPenggunaaan bahan-bahan Mengenal proses-proses dlm benda hidup

Kejadian (peristiwa kimia)

AlamiahAkibat perbuatan manusia

menguntungkanmerugikan

1

ZAT KIMIA

Perubahan fisikaPerubahan kimiaILMU KIMIA- MEMPELAJARI KOMPOSISI, STRUKTUR ZAT KIMA

Contoh : molekul airDua atom hidrogen, satu atom oksigen Rumus: H2O Struktur air yang telah disederhanakan:

2

MATERI

Materi adalah sesuatu yang mempunyai massa dan menempati ruang, yaitu semua yang dapat disentuh, dirasa, dilihat atau dicium, seperti buku, pensil, roti, batu, binatang, tumbuhan dan diri kita sendiri.

Massa adalah ukuran kuantitas materi.

3

SIFAT MATERI

Selama berabad-abad, para ahli alkimia sia-sia berusaha mengubah logam dasar menjadi emas. Mereka bekerja atas asumsi yang salah: bahwa sifat suatu materi dengan cara tertentu dapat diekstrak (diambil) dari materi tersebut dan ditransfer ke materi lain. Para ahli alkimia itu tidak mengenali bahwa sifat materi itu adalah intriksik, yaitu ciri melekat yang dibawa oleh materi itu dan tidak dapat dipisahkan darinya. Disamping sifat intriksik, materi juga memiliki sifat ekstrinsik adalah sifat yang tidak khas dari materi itu, seperti ukuran, bentuk, panjang, bobot dan temperatur.

4

Sifat materi juga dapat dibedakan menjadi sifat kimia dan sifat fisika.

Sifat kimia merupakan sifat khas dari suatu zat yang menyebabkan zat itu berubah, baik dengan sendirinya maupun dengan berantaraksi dengan zat lain, dan dengan berubah itu membentuk bahan-bahan berlainan. Misalnya etil alkohol sifatnya mudah terbakar, besi berkarat, dan kayu melapuk.

Sifat fisika merupakan karakteristik suata zat yang membedakan dari zat-zat lain dan tidak melibatkan perubahan apapun ke zat lain.Misalnya titik leleh, titik didih, rapatan, viskositas, kalor jenis, dan kekerasan.

5

ENERGI

energi adalah sesuatu yang menyertai perubahan materi. Jika energi yang dikandung materi sebelum perubahan lebih besar dari sesudahnya, akan keluar sejumlah energi (kalor ke luar) dan peristiwa itu disebut eksotermik. Contoh peristiwa eksotermik adalah benda jatuh, bensin terbakar, atau bila makanan yang kita makan terbakar dalam sel-sel kita. Sebaliknya, jika energi materi sebelumnya lebih kecil maka peristiwa itu menyerap sejumlah energi dan disebut endotermik. Contoh peristiwa endotermik menguapkan air, dan mengangkat batu.

6

PERUBAHAN DALAM MATERI

Perubahan kimia adalah perubahan yang mengakibatkan terbentuk zat baru karena terjadi perubahan susunan dan struktur zat tersebut. Misalnya, proses fermentasi, sampah dibakar, dll. Persamaan reaksi di bawah ini akan meringkas fermentasi [glukosa]] (rumus kimianya C6H12O6. Satu mol glukosa diubah menjadi 2 mol etanol dan 2 mol karbon dioksida:C12H22O11 +H2O + invertase 2 C6H12O6 C6H12O6 + Zymase 2C2H5OH + 2CO2 Perubahan fisika adalah perubahan yang tidak mengakibatkan pembentukan zat baru. Misalnya es meleleh menjadi air

PERUBAHAN ENERGISatu bentuk energi dapat diubah ke bentuk lain. Energi kimia adalah energi yang dimiliki oleh suatu zat karena keadaan kimianya.

7

Materi diklasifikasikan menjadi katagori Zat (substance) dan campuran (mixture).

campuran, dapat dipisahkan ke dalam komponen-komponennya melalui cara-cara fisik biasa seperti pelelehan, pembekuan, pendidihan, atau pelarutan dalam pelarut.

Campuran homogen : sifat-sifatnya seragam atau homogen diseluruh bagian sampel tersebut. Contoh: campuran air dgn garam.Campuran yang homogen ini disebut sebagai larutan

Campuran heterogen : setiap bagian memiliki bagian-bagian yang sifatnya berbeda-beda Misalnya sepotong kayu.

8

Jika prosedur (cara-cara) fisik ini gagal memisahkan materi menjadi bagian-bagian yang sifatnya berbeda, maka materi ini disebut ZAT.

Zat dibedakan menjadi unsur dan senyawa.

Unsur adalah zat yang tidak dapat diuraikan menjadi dua atau lebih zat lain yang lebih sederhana melalui cara fisika atau kimia biasa (115 unsur).

Senyawa adalah zat yang mengandung dua atau lebih unsur kimia dengan perbandingan tetap yang masih dapat dipisahkan menjadi unsur-unsur komponennya melalui proses kimia.

9

Apakah Atom itu?Atom adalah partikel terkecil unsur yang masih sifat unsur tersebut.Sebagai contoh: partikel terkecil dari unsur karbon adalah sebuah atom karbon. Jika atom karbon ini dibagi lagi, maka hasilnya bukan karbon lagi

PIECES OF CARBONCARBON ATOM

10

Atom adalah satuan materi yang amat kecil yang terdiri atas inti yang bermuatan positif, yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti.

neutronprotonelektron

11

Apakah molekul itu?Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni yang masih mempertahankan sifat kimia dan fisik yang unik.

Molekul gula (sukrosa)rumus molekul C12H22O11

12

Gabungan atom-atom membentuk molekulMolekulMetana+Dua MolekulOksigenKarbondioksidDua MolekulAir+=

Mengapa atom dipelajari ?Penyusun bagian-bagian atom sangat menentukan sifat benda/materi.Untuk mengetahui bagaimana atom bergabung sehingga dapat mengubah bahan sesuai dengan kebutuhan.Berguna untuk kehidupan manusia: kesehatan, energi, telekomunikasi dll.

14

Atoms are the building blocks of all matter. They consist of three sub-atomic particles: protons, neutrons and electrons. Protons and neutrons are found in the nucleus of an atom. Electrons are found in energy levels around the nucleus as shown in the diagram representing a carbon atom with 6 protons, 6 neutrons and 6 electrons.

15

16

Struktur Atom

17

Gambar yang menunjukkan lokasi masing2 bagian atom.

18

Draw a diagram showing the location of each part of the atom.

19

Electrons are arranged in atoms according to their energies. This is called the electronic structure or electronic configuration of the atom. A crude but still useful model says the electrons can be in different energy levels. Electrons in a particular energy level all have the same energy as one another. The lowest energy level can accommodate up to 2 electrons. The second level can accommodate up to 8 electrons. The third level can accommodate up to 18 electrons. The diagram shows the situation for a sulfur atom.

20

Importantly it's electrons in the outermost energy level of an atom that are involved in chemical bonding.

21

Element Symbols Contain the symbol of the element, the mass number and the atomic number.X MassnumberAtomicnumberSubscript Superscript

22

SymbolsFind each of these: number of protons number of neutrons number of electrons Atomic number Mass NumberBr80 35

23

SymbolsIf an element has an atomic number of 34 and a mass number of 78, what is the: number of protons number of neutrons number of electrons complete symbol

24

Symbols If an element has 91 protons and 140 neutrons what is the Atomic number Mass number number of electrons complete symbol

25

Symbols If an element has 78 electrons and 117 neutrons what is the Atomic number Mass number number of protons complete symbol

26

IsotopesDalton was wrong about all elements of the same type being identicalAtoms of the same element can have different numbers of neutrons.Thus, different mass numbers.These are called isotopes.

27

Isotopes

Frederick Soddy (1877-1956) proposed the idea of isotopes in 1912Isotopes are atoms of the same element having different masses, due to varying numbers of neutrons.Soddy won the Nobel Prize in Chemistry in 1921 for his work with isotopes and radioactive materials.

28

IsotopesAtoms with the same number of protons, but different numbers of neutrons. Atoms of the same element (same atomic number) with different mass numbers Isotopes of chlorine35Cl37Cl1717 chlorine - 35 chlorine - 37

LecturePLUS Timberlake29

29

Naming IsotopesWe can also put the mass number after the name of the element:carbon-12carbon-14uranium-235

30

Learning Check AT 2 Naturally occurring carbon consists of three isotopes, 12C, 13C, and 14C. State the number of protons, neutrons, and electrons in each of these carbon atoms. 12C 13C14C 6 6 6#P ____6___ ___6____ ___6____ #N ____6___ ___7____ ___8____ #E ____6___ ____6___ __6_____

LecturePLUS Timberlake31

31

Susunan elektron dalam atomElektron dalam atom disusun sbg:SHELLS (n)SUBSHELLS (l)ORBITALS (ml)

Untuk menentukan kedudukan suatu elektron dalam atom, digunakan 4 bilangan kuantum. 1. Bilangan kuantum utama (n): menunjukan lintasan elektron dalam atom. n mempunyai harga 1, 2, 3, ..... - n = 1 sesuai dengan kulit K- n = 2 sesuai dengan kulit L- n = 3 sesuai dengan kulit M- dan seterusnya Tiap kulit atau setiap tingkat energi ditempati oleh sejumlah elektron. Jumlah elektron maksimum yang dapat menempati tingkat energi itu harus memenuhi rumus Pauli = 2n2. kulit ke-4 (n=4) dapat ditempati maksimum= 2 x 42 elektron = 32 elektron

33

2. Bilangan kuantum azimuth (l) : menunjukkan sub kulit dimana elektron itu bergerak sekaligus menunjukkan sub kulit yang merupakan penyusun suatu kulit. Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari 0 sampai dengan (n-1).n = 1 ; l = 0 ; sesuai kulit Kn = 2 ; l = 0, 1 ; sesuai kulit Ln = 3 ; l = 0, 1, 2 ; sesuai kulit Mn = 4 ; l = 0, 1, 2, 3 ; sesuai kulit Ndan seterusnya Sub kulit yang harganya berbeda-beda ini diberi nama khusus: l = 0 ; sesuai sub kulit s (s = sharp)l = 1 ; sesuai sub kulit p (p = principle)l = 2 ; sesuai sub kulit d (d = diffuse)l = 3 ; sesuai sub kulit f (f = fundamental)

34

3. Bilangan kuantum magnetik (ml): mewujudkan adanya satu atau beberapa tingkatan energi di dalam satu sub kulit. Bilangan kuantum magnetik (ml) mempunyai harga (-l) sampai harga (+l). Untuk:

l = 0 (sub kulit s), harga ml = 0 (mempunyai 1 orbital)l = 1 (sub kulit p), harga ml = -1, O, +1 (mempunyai 3 orbital)l = 2 (sub kulit d), harga ml = -2, -1, O, +1, +2 (mempunyai 5 orbital)l = 3 (sub kulit f) , harga ml = -3, -2, O, +1, +2, +3 (mempunyai 7 orbital)

35

Susunan elektron di dalam atomSetiap orbital dapat diisi tidak lebih dari 2 elektron.

Hal ini terkait dengan bilangan kuantum yang ke-4, yaitu bilangan kuantum spin elektron, ms.

Bilangan kuantum spin elektron, msDua arah spin, ms dimana ms = +1/2 and -1/2.

4. Bilangan kuantum spin (ms): menunjukkan arah perputaran elektron pada sumbunya.Dalam satu orbital, maksimum dapat beredar 2 elektron dan kedua elektron ini berputar melalui sumbu dengan arah yang berlawanan.

n ---> shell1, 2, 3, 4, ...l ---> subshell0, 1, 2, ... n - 1ml ---> orbital -l ... 0 ... +lms ---> electron spin +1/2 and -1/2

QUANTUMNUMBERS

Electrons in AtomsWhen n = 1, then l = 0 this shell has a single orbital (1s) to which 2e- can be assigned.When n = 2, then l = 0, 1 2s orbital 2e- three 2p orbitals6e- TOTAL = 8e-

Electrons in AtomsWhen n = 3, then l = 0, 1, 2 3s orbital 2e- three 3p orbitals6e- five 3d orbitals10e- TOTAL = 18e-

Electrons in AtomsWhen n = 4, then l = 0, 1, 2, 3 4s orbital 2e- three 4p orbitals6e- five 4d orbitals10e- seven 4f orbitals14e- TOTAL = 32e-

And many more!

Three rules are used to build the electron configuration:Aufbau principlePauli Exclusion PrincipleHunds Rule

KONFIGURASI ELEKTRON

43

Aturan AufbauElektron mengisi orbital atom mulai dari orbital yang energinya terendah.

44

Orbital Diagram

45

Filling Order diagram

46

Azas Larangan PauliDalam atom tidak boleh ada dua elektron yg mempy pasangan harga yg sama bagi keempat bilangan kuantum (n,l, m dan s).That is, each electron in an atom has a unique address of quantum numbers.

-Pauli Exclusion Principle(Wolfgang Pauli, Austria, 1900-1958)-Electron Spin Quantum NumberAn orbital can hold only two electrons and they must have opposite spin.

Electron Spin Quantum Number (ms): +1/2, -1/2

48

Hunds RuleDi dalam mengisi orbital yang energinya sama elektron-elektron tidak berpasangan terlebih dahulu.

Analogy: Students could fill each seat of a school bus, one person at a time, before doubling up.

49

Orbital Diagram for Hydrogen

50

OrbitalDiagram for Helium

51

Orbital Diagram for Lithium

52

Orbital Diagram for Beryllium

53

Orbital Diagram for Boron

54

OrbitalDiagram for Carbon

55

Orbital Diagram for Nitrogen

56

Orbital Diagram for Fluorine

57

Standard Notation of Fluorine

Main Energy Level Numbers 1, 2, 2SublevelsNumber of electrons in the sub level 2,2,51s2 2s2 2p5

58

Shorthand NotationUse the last noble gas that is located in the periodic table right before the element.Write the symbol of the noble gas in brackets.Write the remaining configuration after the brackets.Ex: Fluorine: [He] 2s2 2p5

59

Orbital Diagrams

Oxygen; 8 electronsElectron Configuration; 1s22s22p4Orbital Diagram

60

Paramagneticunpaired electrons

2pDiamagneticall electrons paired

2p

7.8

61

Electron Spin Quantum NumberDiamagnetic: NOT attracted to a magnetic fieldParamagnetic: substance is attracted to a magnetic field. Substance has unpaired electrons.

Blocks in the Periodic Table

63

Electron ConfigurationsA list of all the electrons in an atom (or ion)Must go in order (Aufbau principle)2 electrons per orbital, maximumWe need electron configurations so that we can determine the number of electrons in the outermost energy level. These are called valence electrons.The number of valence electrons determines how many and what this atom (or ion) can bond to in order to make a molecule1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 etc.

Electron Configurations2p4Energy LevelSublevelNumber of electrons in the sublevel

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 etc.

Lets Try It!Write the electron configuration for the following elements:HLiNNeKZnPb

Exceptions to the Aufbau PrincipleRemember d and f orbitals require LARGE amounts of energyIf we cant fill these sublevels, then the next best thing is to be HALF full (one electron in each orbital in the sublevel)There are many exceptions, but the most common ones are d4 and d9For the purposes of this class, we are going to assume that ALL atoms (or ions) that end in d4 or d9 are exceptions to the rule. This may or may not be true, it just depends on the atom.(HONORS only)

Exceptions to the Aufbau PrincipleOK, so this helps the d, but what about the poor s orbital that loses an electron?

Remember, half full is good and when an s loses 1, it too becomes half full!

So having the s half full and the d half full is usually lower in energy than having the s full and the d to have one empty orbital.(HONORS only)

Try These!Write the shorthand notation for:Cu (nomor atom 29)W (nomor atom 74)Ag ( nomor atom 47)

(HONORS only)

Periodic TrendsElemental Properties and Patterns

70

The Periodic LawDimitri Mendeleev was the first scientist to publish an organized periodic table of the known elements.He was perpetually in trouble with the Russian government and the Russian Orthodox Church, but he was brilliant never-the-less.He was very accurate in his predictions, which led the world to accept his ideas about periodicity and a logical periodic table.

71

The Periodic LawMendeleev understood the Periodic Law which states:When arranged by increasing atomic number, the chemical elements display a regular and repeating pattern of chemical and physical properties.

72

The Periodic LawAtoms with similar properties appear in groups or families (vertical columns) on the periodic table.They are similar because they all have the same number of valence (outer shell) electrons, which governs their chemical behavior.

73

A Different Type of GroupingBesides the 4 blocks of the table, there is another way of classifying element:MetalsNonmetalsMetalloids or Semi-metals.The following slide shows where each group is found.

74

Metals, Nonmetals, Metalloids

75

Metals, Nonmetals, MetalloidsThere is a zig-zag or staircase line that divides the table.Metals are on the left of the line, in blue.Nonmetals are on the right of the line, in orange.

76

Metals, Nonmetals, MetalloidsElements that border the stair case, shown in purple are the metalloids or semi-metals.There is one important exception.Aluminum is more metallic than not.

77

MetalsMetals are lustrous (shiny), malleable (dpt ditempa), and are good conductors of heat and electricity.They are mostly solids at room temp.What is one exception?

78

NonmetalsNonmetals are the opposite.They are dull (kusam), brittle (rapuh), nonconductors (insulators).Some are solid, but many are gases, and Bromine is a liquid.

79

MetalloidsMetalloids, semi-metals are just that.They have characteristics of both metals and nonmetals.They are shiny but brittle.And they are semiconductors.What is our most important semiconductor?

80

Periodic TrendsThere are several important atomic characteristics that show predictable trends that you should know.The first and most important is atomic radius.Radius is the distance from the center of the nucleus to the edge of the electron cloud.

81

Atomic RadiusJari-jari atom adalah jarak inti sampai elektron kulit terluar. Since a clouds edge is difficult to define, scientists use define covalent radius, or half the distance between the nuclei of 2 bonded atoms.Atomic radii are usually measured in picometers (pm) or angstroms (). An angstrom is 1 x 10-10 m.

82

Covalent RadiusTwo Br atoms bonded together are 2.86 angstroms apart. So, the radius of each atom is 1.43 .

2.86 1.43 1.43

83

Atomic RadiusThe trend for atomic radius in a vertical column is to go from smaller at the top to larger at the bottom of the family.

84

Atomic RadiusHorisontal:The effect is that the more positive nucleus has a greater pull on the electron cloud.The nucleus is more positive and the electron cloud is more negative.The increased attraction pulls the cloud in, making atoms smaller as we move from left to right across a period.

85

86

Atomic RadiusHere is an animation to explain the trend.On your help sheet, draw arrows like this:

87

Ionization EnergyThis is the second important periodic trend.If an electron is given enough energy (in the form of a photon) to overcome the effective nuclear charge holding the electron in the cloud, it can leave the atom completely.The atom has been ionized or charged.The number of protons and electrons is no longer equal.

88

Ionization EnergyThe energy required to remove an electron from an atom is ionization energy. (measured in kilojoules, kJ)The larger the atom is, the easier its electrons are to remove.Ionization energy and atomic radius are inversely proportional.Ionization energy is always endothermic, that is energy is added to the atom to remove the electron.

89

Ionization Energy

90

Ionization Energy (Potential)Draw arrows on your help sheet like this:

91

Electron AffinityWhat does the word affinity mean?Electron affinity is the energy change that occurs when an atom gains an electron (also measured in kJ).Where ionization energy is always endothermic, electron affinity is usually exothermic, but not always.

92

Electron AffinityElectron affinity is exothermic if there is an empty or partially empty orbital for an electron to occupy.If there are no empty spaces, a new orbital or PEL must be created, making the process endothermic.This is true for the alkaline earth metals and the noble gases.

93

Electron AffinityYour help sheet should look like this:

+

+

94

Metallic CharacterThis is simple a relative measure of how easily atoms lose or give up electrons.Your help sheet should look like this:

95

ElectronegativityElectronegativity is a measure of an atoms attraction for another atoms electrons.It is an arbitrary scale that ranges from 0 to 4.The units of electronegativity are Paulings.Generally, metals are electron givers and have low electronegativities.Nonmetals are are electron takers and have high electronegativities. What about the noble gases?

96

ElectronegativityYour help sheet should look like this:

0

97

Overall ReactivityThis ties all the previous trends together in one package.However, we must treat metals and nonmetals separately.The most reactive metals are the largest since they are the best electron givers.The most reactive nonmetals are the smallest ones, the best electron takers.

98

Overall ReactivityYour help sheet will look like this:

0

99

The Octet RuleThe goal of most atoms (except H, Li and Be) is to have an octet or group of 8 electrons in their valence energy level.They may accomplish this by either giving electrons away or taking them.Metals generally give electrons, nonmetals take them from other atoms.Atoms that have gained or lost electrons are called ions.

100

IonsWhen an atom gains an electron, it becomes negatively charged (more electrons than protons ) and is called an anion.In the same way that nonmetal atoms can gain electrons, metal atoms can lose electrons.They become positively charged cations.

101

IonsHere is a simple way to remember which is the cation and which the anion:This is a cat-ion.This is Ann Ion.

Hes a plussy cat!Shes unhappy and negative.

+ +

102

Ionic RadiusCations are always smaller than the original atom.The entire outer PEL is removed during ionization.Conversely, anions are always larger than the original atom.Electrons are added to the outer PEL.

103

Cation Formation

11p+

Na atom1 valence electronValence e- lost in ion formationEffective nuclear charge on remaining electrons increases.Remaining e- are pulled in closer to the nucleus. Ionic size decreases.Result: a smaller sodium cation, Na+

104

Anion Formation

17p+

Chlorine atom with 7 valence e-One e- is added to the outer shell.Effective nuclear charge is reduced and the e- cloud expands.A chloride ion is produced. It is larger than the original atom.

105

Octet Rule = atoms tend to gain, lose or share electrons so as to have 8 electronsC would like to N would like toO would like toGain 4 electronsGain 3 electronsGain 2 electrons

106

Why are electrons important?Elements have different electron configurationsdifferent electron configurations mean different levels of bonding

107

108

109

Electron Dot StructuresSymbols of atoms with dots to represent the valence-shell electrons

1 2 13 14 15 16 17 18H He: Li Be B C N O : F :Ne : Na Mg Al Si P S :Cl :Ar :

110

Chemical bonds: an attempt to fill electron shells

Ionic bonds Covalent bonds Metallic bonds

111

Learning Check A. X would be the electron dot formula for

1) Na2) K3) Al

B. X would be the electron dot formula 1) B2) N3) P

112

IONIC BONDbond formed between two ions by the transfer of electrons

113

Formation of Ions from Metals

Ionic compounds result when metals react with nonmetals Metals lose electrons to match the number of valence electrons of their nearest noble gasPositive ions form when the number of electrons are less than the number of protons Group 1 metals ion 1+Group 2 metals ion 2+Group 13 metals ion 3+

114

Formation of Sodium Ion Sodium atom Sodium ion Na e Na +

2-8-1 2-8 ( = Ne)

11 p+ 11 p+ 11 e- 10 e- 0 1+

115

Formation of Magnesium IonMagnesium atom Magnesium ion Mg 2e Mg2+ 2-8-2 2-8 (=Ne)

12 p+ 12 p+ 12 e- 10 e- 0 2+

116

Some Typical Ions with Positive Charges (Cations)Group 1Group 2Group 13H+Mg2+Al3+Li+Ca2+Na+Sr2+K+Ba2+

117

Learning Check A. Number of valence electrons in aluminum1) 1 e- 2) 2 e-3) 3 e-

B. Change in electrons for octet1) lose 3e- 2) gain 3 e- 3) gain 5 e-

C.Ionic charge of aluminum 1) 3- 2) 5- 3) 3+

118

Solution A. Number of valence electrons in aluminum3) 3 e-

B. Change in electrons for octet1) lose 3e-

C.Ionic charge of aluminum 3) 3+

119

Learning CheckGive the ionic charge for each of the following:A. 12 p+ and 10 e-1) 02) 2+3) 2-B. 50p+ and 46 e-1) 2+2) 4+3) 4-C. 15 p+ and 18e-2) 3+ 2) 3-3) 5-

120

Ions from Nonmetal IonsIn ionic compounds, nonmetals in 15, 16, and 17 gain electrons from metals Nonmetal add electrons to achieve the octet arrangement Nonmetal ionic charge: 3-, 2-, or 1-

121

Fluoride Ionunpaired electronoctet 1 - : F + e: F :

2-7 2-8 (= Ne) 9 p+ 9 p+ 9 e- 10 e- 0 1 - ionic charge

122

Ionic BondBetween atoms of metals and nonmetals with very different electronegativityBond formed by transfer of electronsProduce charged ions all states. Conductors and have high melting point.Examples; NaCl, CaCl2, K2O

123

124

Ionic Bonds: One Big Greedy Thief Dog!

125

1). Ionic bond electron from Na is transferred to Cl, this causes a charge imbalance in each atom. The Na becomes (Na+) and the Cl becomes (Cl-), charged particles or ions.

126

127

COVALENT BONDbond formed by the sharing of electrons

128

Covalent BondBetween nonmetallic elements of similar electronegativity.Formed by sharing electron pairsStable non-ionizing particles, they are not conductors at any stateExamples; O2, CO2, C2H6, H2O, SiC

129

Covalent Bonds

130

Bonds in all the polyatomic ions and diatomics are all covalent bonds

131

when electrons are shared equallyNONPOLAR COVALENT BONDSH2 or Cl2

132

2. Covalent bonds- Two atoms share one or more pairs of outer-shell electrons.

Oxygen Atom

Oxygen AtomOxygen Molecule (O2)

133

when electrons are shared but shared unequallyPOLAR COVALENT BONDSH2O

134

Polar Covalent Bonds: Unevenly matched, but willing to share.

135

- water is a polar molecule because oxygen is more electronegative than hydrogen, and therefore electrons are pulled closer to oxygen.

Other example: methane, ethane, other.

136

METALLIC BONDbond found in metals; holds metal atoms together very strongly

137

Metallic BondFormed between atoms of metallic elementsElectron cloud around atoms Good conductors at all states, lustrous, very high melting pointsExamples; Na, Fe, Al, Au, Co

138

Metallic Bonds: Mellow dogs with plenty of bones to go around.

139

Ionic Bond, A Sea of Electrons

140

Metals Form Alloys

Metals do not combine with metals. They form Alloys which is a solution of a metal in a metal.Examples are steel, brass, bronze and pewter.

141

Formula WeightsFormula weight is the sum of the atomic masses.Example- CO2Mass, C + O + O 12.011 + 15.994 + 15.99443.999

142

PracticeCompute the mass of the following compounds round to nearest tenth & state type of bond:NaCl; 23 + 35 = 58; Ionic BondC2H6; 24 + 6 = 30; Covalent BondNa(CO3)2; 23 + 2(12 + 3x16) = 123; Ionic & Covalent

143

StoikiometriDalam stoikiometri akan dipelajari jumlah materi yang diperlukan atau dihasilkan dalam reaksi-reaksi kimia. Stoikiometri adalah hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terkait dalam suatu reaksi kimia.

144

Perkembangan ilmu kimia sebagai sains kuantitatif didasarkan atas empat (4) hukum dasar, yaitu: hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, hukum kelipatan perbandingan danhukum perbandingan terbalik.

145

HUKUM-HUKUM DASAR DALAM ILMU KIMIA1. Hukum Kekekalan Massa. Lavoisier mengemukakan hukum kekekalan massa: Dalam setiap operasi kimia, kuantitas materi sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.Contoh: Mg + Cl2 MgCl2 1,0 g 2,9 g 3,9 gKasus: Bila besi berkarat massa naik, bila korek api terbakar massa turun. Apakah kejadian-kejadian ini melanggar hukum kekekalan massa.?

146

Hukum Susunan Tetap ( Hukum Perbandingan Tetap)

Kemajuan yang cepat terjadi ketika kimiawan mulai melakukan perhitungan yang cermat atas massa reaktan dan produknya. Seorang kimiawan Perancis Joseph Proust, melalui pekerjaannya yang cermat, menyatakan hukum perbandingan tetap:Dalam suatu senyawa kimia, proporsi berdasar-massa dari unsur-unsur penyusunnya adalah tetap, tidak bergantung pada asal-usul senyawa tersebut atau cara pembuatannya. Senyawa natrium klorida murni mengandung 60,66% klorin berdasar-massa, dan 39,34% natrium, baik dalam materi yang diperoleh dari tambang garam, atau lewat kristalisasi air laut atau danau garam, atau melalui sintesis dari unsur-unsurnya, natrium dan klorin.

Air selalu 11,2% hidrogen dan 88,8% oksigen berdasar massa.

147

Hukum Perbandingan TetapA drop of water, a glass of water, and a lake of water all contain hydrogen and oxygen in the same percent by mass.

148Figure: 04-08

Title:Law of Definite Composition

Caption:A drop of water, a glass of water, and a lake of water all contain hydrogen and oxygen in the same percent by mass, that is, 11.2% hydrogen and 88.8% oxygen.

Notes:The Law of Definite Composition states that no matter its source, a compound contains the same elements in the same percents by mass.

3. Hukum Perbandingan GandaHukum perbandingan Ganda menyatakan bila dua unsur membentuk sederet senyawa, massa-massa dari satu unsur yang bergabung dengan massa yang tertentu dari unsur lainnya merupakan nisbah bilangan bulat terhadap satu dengan yang lainnya.Contoh: 1. Klorin (Cl) membentuk empat senyawa biner yang berbeda. Analisis menghasilkan data berikut:Senyawa Massa O yg bergabung dgn 1,00 g Cl A0,22564 g B0,90255 g C1,3539 g D1,5795 gTunjukkan bahwa hukum perbandingan ganda berlaku untuk semua senyawa tersebutJika rumus senyawa A adalah Cl2O, tentukan rumus senyawa B, C dan D.

149

2. Nitrogen (N) dan silikon (Si) membentuk senyawa biner dengan komposisi berikut:Senyawa massa %N massa % Si 1 33,2866,72 2 39,9460,06Hitunglah massa silikon yang bergabung dengan 1,0000 g nitrogen dalam kedua kasus itu.Tunjukkan bahwa senyawa ini memenuhi hukum perbandingan ganda. Jika senyawa kedua mempunyai rumus Si3N4, apa rumus senyawa pertama?3. Vanadium dan oksigen membentuk sederetan senyawa dengan komposisi berikut:massa % V Massa % O 76,1023,90 67,9832,02 61,4238,5856,0243,98Bagaimana jumlah relatif atom oksigen dalam senyawa untuk massa tertentu atom vanadium?

150

4. Hukum Penggabungan Volume.Kimiawan perancis Joseph Gay-Lussac melakukan eksperimen yang sangat penting mengenai volume gas yang bereaksi dengan gas lain membentuk gas baru. Ia menemukan hukum penggabungan volume:Volume dua gas yang bereaksi (pada suhu dan tekanan yang sama) merupakan nisbah dari bilangan-bilangan bulat yang sederhana. Contoh:2 volume hidrogen + 1 volume oksigen 2 volume uap air3 volume hidrogen + 1 volume nitrogen 2 volume amonia

151

Hipotesis Avogadro

Pada tahun 1811, Avogadro menyatakan postulat yang akhirnya terkenal sebagai hipotesis avogadro:Pada volume yang sama, gas-gas yang berbeda (pada suhu dan tekanan yang sama) mengandung partikel yang jumlahnya sama.Hipotesis avogadro ini menjelaskan hk penggabungan volume Gay-Lussac. Reaksi dalam bentuk kata-kata tadi dapat dituliskan:2 H2 + O2 2 H2O3 H2 + N2 2 NH3semua koefisien reaksinya berbanding lurus dengan volume gas reaktan dan produk.

152

Contoh soal:Nitrogen dioksida (NO2) murni terbentuk jika dinitrogen oksida (N2O) dan oksigen dicampur dengan keberadaan katalis tertentu. Berapa volume N2O dan oksigen yang diperlukan untuk menghasilkan 4,0 L NO2 jika semua gas dijaga pada kondisi suhu dan tekanan yang sama?Penyelesaian:2 N2O + 3 O2 4 NO2Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan koefisien menyatakan perbandingan volume.N2O = 2,0 LO2 = 3,0 L

153

Pada pembakaran 1 liter gas C2H2 dengan reaksi:C2H2 + O2 CO2 + H2O. Semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berapa liter diperlukan udara (yang mengandung 20% volume oksigen).

154

Persamaan reaksi kimiaSuatu pereaksi ialah apa saja yang mula-mula terdapat dan kemudian diubah selama suatu reaksi kimia. Suatu hasil-reaksi ialah zat apa saja yang dihasilkan selama reaksi kimia. Misalnya, persamaan reaksi berimbang untuk reaksi antara dua molekul hidrogen dengan satu oksigen yang menghasilkan dua molekul air ditulis sebagai:2H2 + O2 2H2O pereaksi hasil reaksi

155

Menulis Persamaan Kimia yang BalansOleh karena atom tidak dapat dimusnahkan dalam reaksi kimia, maka jumalah atom (atau mol atom) dari setiap unsur sebelum dan sesudah reaksi harus selalu sama.

Langkah-langkah dalam menyetarakan persamaan kimia:Tentukan 1 sebagai koefesien satu spesies. Pilihan terbaik ialah spesies yang paling rumit, yang jumlah unsur-unsurnya paling banyak.Identifikasi, berdasarkan urutan, unsur-unsur yang muncul hanya satu spesies yang koefesiennya belum ditentukan. Pilihlah koefesien untuk menyetarakan jumlah mol dari atom unsur tersebut. Teruskan sampai semua koefesien teridentifikasi.Jika diinginkan, kalikan seluruh persamaan dengan bilangan bulat terkecil yang dapat menghilangkan semua pecahan.

156

Soal:Proses Hargreaves ialah prosedur industri untuk membuat natrium sulfat (Na2SO4) yang digunakan dalam pembuatan kertas. Bahan awalnya ialah natrium klorida (NaCl), sulfur dioksida (SO2), air dan oksigen. Hidrogen klorida (HCl) dihasilkan sebagai hasil sampingan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.

157

_ NaCl + _ SO2 + _ H2O + _ O2 Na2SO4 + _ HCl ( reaktan) (produk)Mulai dengan menetapkan koefesien 1 untuk Na2SO4 , sebab ini merupakan spesies yang paling rumit, terdiri atas tiga unsur yang berbeda.

2 NaCl + SO2 + _ H2O + _ O2 Na2SO4 + _ HCl

2 NaCl + SO2 + H2O + _ O2 Na2SO4 + 2 HCl

2 NaCl + SO2 + H2O + O2 Na2SO4 + 2 HCl

Pengalian koefisien dengan 2 menghasilkan:

4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 Na2SO4 + 4 HCl

Dalam menyetarakan persamaan di atas, oksigen dipertimbangkan belakangan karena atom ini muncul beberapa kali di ruas kiri persamaan.

158

Soal:Gas propana (C3H8) biasa digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga. Semua minyak bumi dan gas jika dibakar sempurna akan menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Tuliskanlah persamaan reaksi pembakarannya.Tuliskan persamaan reaksi lengkap pada reaksi penguraian padatan kalium klorat oleh panas membentuk kalium klorida dan gas oksigen.Tuliskan persamaan reaksi lengkap pada reaksi pembakaran alkohol (C2H5OH) menjadi gas karbon dioksida dan uap air.

159

Cara 2.

Setarakan reaksi berikut:

Sb2S3 + HNO3 Sb2O5 + NO2 + S + H2O

Misalkan koefesien reaksinya adalah:

a Sb2S3 + b HNO3 c Sb2O5 + d NO2 + e S + f H2OUnsur yang terdapat dalam satu senyawa di kiri dan satu senyawa di kanan adalah Sb, S, H dan N.

Jadi:Sb: c = a N: d = bS : e = 3a H: f = bPersamaan reaksi menjadi:a Sb2S3 + b HNO3 a Sb2O5 + b NO2 + 3a S + b H2OUnsur yang lain adalah O, maka 3b = 5a + 2b + b

160

Misalkan:a = 1 sehingga3 b = 5 + 2 bb = 10sehingga persamaan reaksi menjadi: Sb2S3 + 10 HNO3 Sb2O5 + 10 NO2 + 3 S + 5 H2O

Setarakan reaksi berikut:1. KMnO4 + H2C2O4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O2. Fe + H2O Fe2O3 + H2

161

Menyeimbangkan reaksi redoksAda 2 metode utk menyeimbangkan reaksi redoks:Cara setengah reaksi.Cara perubahan bilangan oksidasi.Ad 1. Menyeimbangkan dengan cara setengah reaksi

Jika reaksi berlangsung dlm suasana asam:Tentukan yg mana spesies yang mengalami reaksi oksidasi atau reduksi.Tuliskan reaksi dalam bntk setengah reaksinya.Seimbangkan jumlah atom yang mengalami reaksi oksidasi atau reduksi

162

Menyeimbangkan O dengan cara menambahkan H2O.Menyeimbangkan H dengan cara menambahkan H+.Menyeimbangkan muatan dengan menambahkan elektron.Menjumlahkan kedua setengah reaksiJika reaksi berlangsung dalam suasana basa:

Tahap 1 4 sama.Pada ruas reaksi yang kekurangan O ditambahkan H2O sejumlah H2O yang kurang.Seimbangkan jumlah H dengan menambahkan H2O sejumlah H yang kurang dan pada sisi yg lain ditambahkan OH- dengan jumlah yg sama.6-7 sama.

163

Jika reaksi berlangsung dalam suasana basa:Contoh:Cr2O72- + H2SO3 Cr3+ + HSO4- (suasana asam)H2O2 + MnO4- O2 + Mn2+ (suasana asam)Ce(IO3)4 + H2C2O4 Ce2(C2O4)3 + I2 + CO2 (suasana asam)MnO4- + Mn2+ MnO2 (suasana basa)

164

Ad 2. Menyeimbangkan dgn cara perubahan bilangan oksidasi.

Tuliskan pereaksi dan hasil reaksiTandai unsur2 yg mengalami perub bil oksSetarakan jumlah unsur yg mengalami perubhn bil oks di ruas kanan dan ruas kiri persm reaksi.Hit dan samakan jmlh berkurang dan bertambhnya bil oks.Samakan jmlh muatan di ruas kanan dan kiri dengan menambahkan H+ bila suasana asam dan OH- bila suasana basaTambahkan H2O utk menyamakan jumlah atom H di ruas kiri dan ruas kanan.

165

Penulisan rumusRumus suatu zat menyatakan jenis dan banyaknya atom yang bersenyawa secara kimia dalam suatu satuan zat.

Terdapat beberapa jenis rumus, di antaranya ialah (1) rumus molekul (2) rumus empiris.

Suatu rumus molekul menyatakan banyaknya atom yang sebenarnya dalam suatu molekul atau satuan terkecil suatu senyawa.

Suatu rumus empiris menyatakan angka banding bilangan bulat terkecil dari atom-atom suatu senyawa.

Rumus molekul hidrogen peroksida adalah H2O2, Sebaliknya rumus empirisnya adalah HO, angka banding bilangan bulat terkecil atom-atom dalam sebuah molekul air adalah 1 : 1.

166

Rumus unsurUntuk kebanyakan unsur rumusnya cukup berupa lambangnya saja. Misalnya, natrium (Na), besi (Fe), perak (Ag), dan timah (Sn). Namun terdapat tujuh unsur yang lazim dikenal, yang hampir selalu berupa molekul diatom, yaitu hidrogen (H2), nitrogen (N2), oksigen (O2), fluor (F2), klor (Cl2), brom (Br2), dan iod (I2). Dalam persamaan reaksi, ketujuh unsur ini ditulis sebagai moleku diatom. 2H2 + O2 2H2O (betul)tidak sebagai2H + O H2O (salah).Ada unsur-unsur selain yang tujuh tersebut di atas, berbentuk molekul dengan lebih dari dua atom. Misalnya molekul S8 dari belerang dan molekul P4 dari fosforus. Namun, dalam reaksi unsur-unsur ini biasanya dinyatakan oleh lambang-lambangnya yang sederhana yakni sebagai S dan P.

167

Rumus senyawaDalam banyak hal rumus untuk suatu zat ialah rumus untuk satu molekul dari zat itu. Misalnya air, H2O, tiap molekul terbuat dari tiga atom; hidrogen peroksida, H2O2, tiap molekul terbuat dari empat atom; dan glukosa, C6H12O6 terbuat dari 24 atom.

168

RUMUS EMPIRIS DAN RUMUS MELEKUL

Menentukan rumus empiris suatu senyawa:Ubah satuan persen masssa dari masing masing unsur menjadi gram, dengan mengumpamakan berat sampel 100 g, kemudian tentukan mol dari masing-masing unsur tersebut.Bagi nilai mol itu dengan mol yang paling kecil, hasil bagi ini ditulis dengan angka di samping sebelah bawah unsur tersebut.Jika hasil bagi bukan bilangan bulat, maka kalikan dengan bilangan bulat sampai didapat angka bilangan bulat.

169

170

Sebanyak 60,00 g cairan cuci kering dianalisis dan diketahui mengandung 10,80 g C, 1,36 g H, 47,84 g Cl. Tentukan rumus empiris senyawa tersebut.Barium dan nitrogen membentuk dua senyawa biner yang masing-masing mengandung 90,745% dan 93,634% barium. Tentukan rumus empiris kedua senyawa tersebut.

171

Menentukan rumus molekul suatu senyawa:Tentukan rumus empirisnya.Hitung berat molekul berdasarkan rumus empirisnyaHitung perbandingan antara berat molekul yang diketahui dengan berat molekul berdasarkan rumus empiris.Kalikan jumlah masing-masing unsur dalam rumus empiris dengan angka yang didapat pada poin 3 di atas.

172

Contoh soal:Suatu senyawa organik mempunyai rumus empiris CH. Bila berat molekulnya = 78 g/mol, bagaimanakah rumus molekulnya ?Rumus empiris CH(CH)n = 78 g/mol( 12 + 1 ) n = 7813 n = 78n = 6

Rumus molekul (CH)6 = C6H6

173

SOAL:Suatu senyawa yang digunakan dalam pengelasan hanya mengandung karbon dan hidrogen. Pembakaran sempurna sedikit sampel itu dengan oksigen menghasilkan 3,38 g CO2, 0,692 g air, serta tidak ada produk lain. Tentukan rumus empiris senyawa tersebut dan tentukan pula rumus molekulnya jika diketahui berat molekul tersebut adalah 26 gram mol-1.

Suatu senyawa nitrogen dan oksigen ternyata bersusun 30,0 persen nitrogen dan 70,0 persen oksigen. Bagaimana rumus molekulnya jika berat molekulnya 90 g/mol.

174

Soal-soal:1. Vanadium dan oksigen membentuk sederetan senyawa dengan komposisi berikut:massa % V Massa % O 76,1023,90 67,9832,02 61,4238,58 56,0243,98Bagaimana jumlah relatif atom oksigen dalam senyawa untuk massa tertentu atom vanadium?

175

2. Wolfram (W) dan klorin (Cl) membentuk sederet senyawa dengan komposisi berikut: -------------------------------------------------------------Massa % W Massa % Cl ------------------------------------------------------------ 72,1727,83 56,4543,55 50,9149,09 46,3653,64 -------------------------------------------------------------Jika satu molekul dari setiap senyawa mengandung hanya satu atom wolfram, bagaimana rumus keempat senyawa tersebut?

176

3. Sampel N2H4 cair diuraikan dan memberikan N2 gas dan H2 gas. Kedua gas tersebut dipisahkan, dan nitrogen menempati volume 13,7 mL pada suhu dan tekanan kamar. Tentukan volume hidrogen pada kondisi yang sama itu.

4. Pada suhu dan tekanan tertentu, 5 mL gas Arsen, As2, bergabung dengan 15 mL khlor, Cl2, mengkasilkan Arsen Trikhlorida dengan reaksi : As2 + 3 Cl2 2 AsCl3. Berapa mL gas AsCl3 yang dihasilkan ?

177

Balanskan persamaan kimia berikut: Tuliskan persamaan reaksi lengkap pembakaran alkohol (C2H5OH menjadi gas karbon dioksida (CO2) dan air (H2O).CH3COOH + O2 CO2 + H2O Al + Cr2O3 Al2O3 + Cr Fe + H2O Fe2O3 + H2 HSbCl4 + H2S Sb2S3 + HCla Fe + b H2O c Fe2O3 + d H2

178

Seng fosfat digunakan sebagai semen gigi. Sebanyak 50,00 mg sampel dihancurkan menjadi unsur-unsurnya dan menghasilkan 16,58 mg oksigen, 8,02 mg fosforus, dan 25,40 mg seng. Tentukan rumus empiris seng fosfat.(Diketahui Ar O = 16 g/mol, P = 31 g/mol dan Zn = 65,37 g/mol.Suatu senyawa nitrogen dan oksigen ternyata bersusun 30,0 persen nitrogen dan 70,0 persen oksigen. Bagaimana rumus molekulnya jika berat molekulnya 90 g/mol. (Diketahui Ar N = 14 g/mol dan O = 16 g/mol).Aspartam merupakan gula substitusi dalam minuman ringan yang tersusun atas 57,1457 % C, 6,1222 % H, 9,5236 % N dan 27,2084 % O. Tentukan rumus empiris aspartam tsb dan tentukan pula rumus molekulnya jika berat molekul aspartam 294 g/mol. (Diketahui Ar C = 12 g/mol, H = 1 g/mol, N = 14 g/mol dan O = 16 g/mol).

179

Massa atom relatifPada tahun 1961 ditetapkan melalui perjanjian international, angka 12 tepat sebagai massa atom relatif 12C. Ada dua isotop tabil karbon 12C dan 13C (14C serta isotop karbon lainnya tidak stabil dan kelimpahannya rendah di alam. Karbon alami mengandung 98,892% 12C dan 1,108% 13C berdasar massa. Massa relatif unsur-unsur yg dijumpai di alam dpt diperoleh sbg rata-rata dari massa isotop setiap unsur, berdasarkan fraksi kelimpahannya.Jika suatu unsur terdiri atas n isotop, isotop ke-i mempunyai massa Ai dan kelimpahan fraksinya pi, maka massa atom relatif rata-rata unsur tsb di alam adalah:

180

Soal-soalKarbon alami mengandung 98,892% 12C dan 1,108% 13C berdasar massa. Hitunglah massa atom relatif kimia dari karbon, dengan menggunakan massa atom relatif 13C sebesar 13,003354 pada skala 12C.

Penyelesaian:IsotopMassa isotop x kelimpahannya12C12,000000 x 0,9889 = 11,86713C13,003354 x 0,01108 = 0,144Massa atom relatif kimia = 12,011

181

Kelimpahan alami dan massa isotop unsur silikon (Si) relatif terhadap 12C = 12,000000 ialahisotop % kelimpahanmassa isotop28Si92,2127,9769329Si 4,7028,9764930Si 3,0929,97376Hitung massa atom silikon alami.Hanya dua isotop boron (B) yg ada di alam; massa atom dan kelimpahannya diberikan pada tabel berikut. Lengkapi tabel dgn menghitung massa atom relatif 11B sampai empat angka signifikan, bila massa atom ralatif boron menurut tabel berkala adalah 10,811.isotop % kelimpahanmassa isotop10B19,6110,01311B80,39?

182

Konsep MolMol adalah sebutan untuk satuan zat

183

Massa molar (Mm) = massa 1 mol zatMm atom X (g/mol) = Ar atom X (sma)Mm molekul XY (g/mol) = Mr atom XY (sma)Volume molar gas (STP)Persamaan gas ideal :

p V = n R T n = jumlah mol gas R = tetapan gas (0,082 L atm. mol-1.K-1.)

Pd keadaan standar (STP), dimana T = 0C = 273 K, p = 1 atm, maka 1 mol gas = 22,4 L.

184

Hubungan antara mol dengan koefesien reaksiJumlah mol jumlah partikel koefesien reaksi

Jumlah mol gas jumlah partikel gas volume koefesien reaksi Hubungan massa dan volume

Persen berat unsur dalam senyawa:

Massa unsur dalam senyawa:

185

Hubungan massa dalam reaksi kimiaPersamaan kimia yg balans menghasilkan pernyataan kuantitatif mengenai massa relatif zat-zat yang bereaksi.

Contoh:Kalsium hipoklorit, CaOCl, digunakan sebagai bahan pemutih. Senyawa ini dihasilkan dari natrium hidroksida, kalsium hidroksida, dan klorin menurut persamaan reaksi:2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O.Berapa gram klorin dan natrium hidroksida yg bereaksi dgn 1067 g Ca(OH)2 dan brp gram kalsium hipoklorit yg dihasilkan?

186

Massa reaktanYg diketahui1067 g Ca(OH)2Bagi dgn massa molar nya:

Jumlah bahan kimia reaktan yg diketahui14,40 mol Ca(OH)2Kalikan faktor konversi dari persamaan yg balansdr reaktan atau produk yang dicari:

Jumlah bahan kimia reaktan atau produk yg dicari28,80 mol NaOHKalikan dengan massa molarnya:

Massa reaktan atau produk yg dicari1152 g NaOH

187

Reaktan pembatas dan hasil persentase

Reaktan pembatasDalam reaksi, reaktan pertama kali habis disebut reaktan pembatas.Reaktan lain ini berada dalam keadaan berlebih.

Contoh:Asam sulfat (H2SO4) terbentuk dalam reaksi kimia2 SO2 + O2 + 2 H2O 2 H2SO4Andaikan 400 g SO2, 175 g O2 dan 125 g H2O dicampr dan reaksi dibiarkan berlangsung sampai salah satu reaktan habis. Mana yg merupakan reaktan pembatas? Brp massa H2SO4 yg diproduksi, dan brp massa reaktan yg tersisa?

188

189

Menentukan reaktan pembatas.Banyaknya reaktan yang diketahui dijadikan molTentukan mol reaktan yang lain Jumlah mol masing-masing reaktan dibagi dgn koefesiennya dan yg menghasilkan mol terkecil itulah reaktan pembatas.Contoh soal:Gas hidrogen sianida (HCN) beracun dihasilkan pada reaksi suhu tinggi amonia dgn metana. Hidrogen jg dihasilkan dlm reaksi ini.Tuliskan persamaan reaksinyaAndaikan 500 g metana dicampur dgn 200 g amonia, hitunglah massa zat yg ada sesudah draksi dibiarkan berjalan sempurna.

190

Hasil PersentaseJumlah produk yg dihitung berdasarkan persamaan reaksi disebut hasil teoritis.Hasil nyata dari suatu produk, biasanya lebih kecil dari hasil teoritis.Perbandingan hasil nyata terhadap hasil teoritis dikalikan 100% disebut Hasil Persentase.Sulfida bijih seng (ZnS) direduksi menjadi unsur seng lewat pemanasan di udara, menghasilkan ZnO dan selanjutnya Zn) dipanaskan dengan karbon monoksida, reaksinya:ZnO + CO Zn + CO2Andaikan 5,32 kg ZnS diolah dengan cara ini dan dihasilkan 3,30 kg Zn, hitung hasil teoritis Zn dan hasil persentasenya?

191

SOAL-SOAL LATIHANProses skala industri untuk menghasilkan asetilena terdiri atas urutan cara kerja berikut:CaCO3 CaO + CO2batu gamping kapurCaO + 3 C CaC2 + CO kalsium karbidaCaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + C2H2 asetilenaBerapa persentase hasil dari proses keseluruhan, jika 2,32 ton C2H2 dihasilkan dari 10,0 ton batu gamping.

Silikon nitrida (Si3N4), suatu keramik berharga, terbuat dari kombinasi langsung silikon dan nitrogen pada suhu tinggi. Berapa banyak silikon harus direaksikan dengan nitrogen berlebih untuk membuat 125 g silikon nitrida, jika perolehan reaksi ini 95,0%?

192

Nitrogen dioksida merupakan polutan udara. Apabila saudara menghirup 2,0 g gas Nitrogen dioksida, berapa molekul gas tersebut yang telah saudara hirup?Berapa gram oksigen yang bergabung dengan 50 g karbon dalam metanol? Berapa mol-kah itu?Cuplikan tembaga bermassa 1,25 g dilarutkan dalam asam nitrat menghasilkan kupri nitrat. Senyawa ini diubah menjadi tembaga (II) hidroksida, lalu kupriklorida, dan akhirnya tembaga (II) fosfat. Senyawa murni yang dihasilkan adalah 2 gram. Apabila tidak ada kehilangan tembaga dalam proses tersebut, berapa % kandungan tembaga murni cuplikan di atas?

193

Gas sianida yang biasa digunakan di kamar gas dihasilkan dengan mereaksikan asam sulfat dengan kalium sianida. Berapa g asam diperlukan utk bereaksi dgn 13 g kalium sianida? Berapa gram kalium sulfat dihasilkan? Dan brp liter gas beracun yg diproduksi pada kondisi STP?Gas ketawa (N2O) dihasilkan dari dekomposisi amonium nitrat. Berpakah gram amonium nitrat yang diperlukan utk menghasilkan 2,2 g gas ketawa dan berapa g air yang turut dihasilkan?Butana merupakan bahan bakar yang biasa digunakan dalam korek api gas. Bila dinyalakan gas tersebut akan terbakar menghasilkan gas karbon monoksida dan uap air.a. tuliskan reaksi pembakaran butanab. berapa liter udara pada STP (yang mengandung 20% volume oksigen) diperlukan utk membakar 23,2 g butana.c. Berapa liter gas karbon dioksida yang dihasilkan?d. Berapa gram uap air yang dibebaskan?

194

Ke dalam 500 g kurpi nitrat terlarut dimasukkan 300 g serbuk Zn. Setelah reaksi berhenti, ternyata masih ada sisa Zn seberat 127 g. Berapa gram Zn(NO3)2 yang dihasilkan dari reaksi tersebut?

195