BAB 5

STOIKIOMETRI

5.1 Tata Nama Senyawa Sederhana

5.2 Hukum-hukum Dasar Kimia

5.3 Persamaan Reaksi

5.4 Hukum Gay Lussac dan Hipotesis

Avogadro

5.5 Konsep Mol

5.6 Soikiometri Senyawa

5.7 Stoikiometri Reaksi

Tata Nama Senyawa Anorganik

a. Senyawa Molekul (Senyawa Kovalen) Biner

Senyawa biner adalah senyawa yang hanya terdiri dari dua

jenis unsur, misalnya air (H2O), amonia (NH3), dan karbon

dioksida (CO2).

1. Rumus Senyawa: unsur yang terdapat lebih dahulu

dalam urutan berikut ditulis di depan.

B – Si – C – Sb – As – P – N – H – S – I – Br – Cl – O – F

Contoh:

Rumus kimia amonia lazim ditulis sebagai NH3 bukan

H3N.

2. Nama Senyawa: nama senyawa kovalen biner

adalah rangkaian nama kedua jenis unsur dengan

akhiran ida pada nama unsur yang kedua.

Contoh: HCl : hidrogen klorida

H2S : hidrogen sulfida

Jika pasangan unsur membentuk lebih dari sejenis

senyawa, maka dibedakan dengan menyebutkan

angka indeks dalam bahasa Yunani.

Contoh: CO : karbon monokdisa

CO2 : karbon dioksida

3. Senyawa yang sudah umum dikenal tidak perlu

mengikuti aturan di atas.

Contoh: H2O : air

CH4 : metana

Senyawa ion terdiri atas suatu kation dan suatu anion.

1. Rumus senyawa: kation ditulis di depan.

Contoh:

Rumus kimia natrium klorida ditulis NaCl, bukan

ClNa.

2. Nama senyawa: nama senyawa ion adalah

rangkaian nama kation (di depan), nama anioinnya,

angka indeks tidak disebut.

b. Tata Nama Senyawa Ion

Contoh:

CaCl2 (kalsium klorida)

Jika unsur logam mempunyai lebih dari sejenis

bilangan oksidasi, senyawa-senyawanya

dibedakan dengan menuliskan bilangan

oksidasinya.

Contoh:

FeCl2 : besi (II) klorida

FeCl3 : besi (III) klorida

c. Tata Nama Asam

Asam adalah senyawa hidrogen yang di dalam air

mempunyai rasa masam.

Rumus kimia asam umumnya terdiri dari atom

hidrogen dan suatu anion yang disebut sisa

masam.

Contoh:

H3PO4 Nama asam: asam fosfat

Rumus sisa asam: PO43–

d. Tata Nama Basa

Basa adalah senyawa ion dari suatu logam dengan ion

hidroksida (OH).

Tata nama basa sama dengan tata nama senyawa ion.

Contoh:

NaOH : natrium hidroksida (soda kaustik)

Ca(OH)2: kalsium hidroksida (kapur sirih)

Al(OH)3: alumunium hidroksida (dlm obat maag)

Fe(OH)2: besi(II) hidroksida

Tata Nama Senyawa Organik

Senyawa organik adalah senyawa-senyawa karbon

dengan sifat-sifat tertentu.

Berikut ini adalah nama lazim dari beberapa senyawa

organik

1. CH4 : metana (gas rawa, gas alam, atau gas tambang)

2. CO(NH2)2 : urea (ureum)

3. CH3COOH : asam cuka (asam asetat)

4. C6H12O6 : glukosa (gula darah, gula anggur)

5. HCHO : formaldehida (bahan formalin)

6. CHCI : iodoform (suatu antiseptik)

7. CH3CH2OH : etanol (alkohol)

Hukum-Hukum Dasar Kimia

Hukum Lavoiser (Hukum Kekekalan Massa)

• “Dalam sistem tertutup, massa zat sebelumnya dan sesudahreaksi adalah sama”

Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)

• “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawaadalah tertentu dan tetap”

Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Berganda)

• “Hukum kelipatan berganda berkaitan dengan pasanganunsur yang dapat membentuk lebih dari satu jenis senyawa”

Persamaan Reaksi

Tanda panah menunjukkan arah reaksi.

Huruf kecil miring dalam tanda kurung menyatakan wujud

atau keadaan zat.

Huruf g berarti gas,l berarti cairan atau (liquid), s berarti padat

(solid), dan aq berarti larutan dalam air (aqueous)

Bilangan yang mendahului rumus kimia zat dalam persamaan

reaksi disebut koefisien reaksi.

Persamaan reaksi yang sudah diberi koefisien yang sesuai

disebut persamaan setara.

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

Menuliskan Persamaan Reaksi

Contoh:

Alumunium bereaksi dengan larutan asam sulfat membentukalumunium sulfat dan gas hidrogen.

Langkah 1: menuliskan persamaan kata-kata

Alumunium + larutan asam sulfat larutan alumunium sulfat+ gas hidrogen

Langkah 2: menuliskan persamaan rumus

Al(s) + H2SO4 (aq) Al2(SO4)3(aq) + H2(g) (belum setara)

Langkah 3: penyetaraan

2Al(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) (setara)

Menyetarakan Persamaan Reaksi

Contoh:

Al(s) + HCl (aq) AlCl3(g) (belum setara)

1. Tetapkan koefisien AlCl3 = 1, sedangkan zat lainnya dengankoefisien sementara .

aAl(s) + bHCl(aq) 1AlCl3(g) + cH2(g)

2. Setarakan atom Al dan Cl

Penyetaraan atom Al: Jumlah atom Al di ruas kiri = a,

sedangkan di ruas kanan = 1, berarti a = 1.

Penyetaraan atom Cl: Jumlah atom Cl di ruas kiri = b,

sedangkan di ruas kanan = 3 berarti b = 3.

1Al(s) + 3HCl(aq) 1AlCl3(g) + cH2(g)

3. Setarakan H: Jumlah atom H di ruas kiri = 3, di ruaskanan = 2c, berarti 2c = 3, atau c = 1,5

1Al(s) + 3HCl(aq) 1AlCl3(g) + 1,5H2(g)

Akhirnya, untuk membulatkan pecahan setengah, semua koefisien dikalikan 2:

2Al(s) + 6HCl(aq) 2AlCl3(g) + 3H2(g) (setara)

Hukum Gay Lussac

Contoh:

Pada reaksi antara gas nitrogen dengan gas hidrogenmembentuk amonia, perbandingan volumnya adalah 1 : 3 : 2.

Gay Lussac menyimpulkan penemuannya dalam suatuperbandingan volum, yaitu:

“Bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, volum gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sebagai

bilangan bulat dan sederhana”

Hipotesis Avogadro

Hukum Perbandingan Volum Avogadro:

Jadi, perbandingan volum gas-gas itu juga merupakanperbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi atauperbandingan volum gas-gas yang bereaksi sama dengankoefisien reaksinya.

“Pada suhu dan tekanan sama, semua gas bervolum sama mengandung jumlah molekul

yang sama pula.”

Contoh:

Reaksi antara gas hidrogen dengan gas klorin membentuk gas hidrogen klorida.

1Hx(g) + 1Cly(g) 2HaClb(g)

Nilai paling sederhana untuk x dan y yang membuatpersamaan di atas setara adalah x = 2 dan y = 2.

Dengan x = , maka nilai a = 1.

Dengan y = 2, maka nilai b = 1.

Jadi, persamaan di atas menjadi:

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

Konsep Mol

1 mol = 6,02 x 10 (= 602 miliar triliun)23

Bilangan 6,02 x 10 ini disebut tetapan Avogadro dandinyatakan dengan lambang L.

L = 6,02 x 10

23

23

Hubungan jumlah mol (n) dengan jumlah partikel (χ)

χ = n x 6,02 x 1023

Massa Molar (mm)

m = n x mm

23

Contoh:

Diketahui Ar Ca = 40 dan Mr CO2 = 44, maka

- massa 1 mol Ca (= 6,02 x 10 atom Ca) = 40 gram.

- massa 1 mol CO2 (= 6,02 x 10 molekul CO2) = 44 gram.23

Untuk unsur yang partikelnya berupa atom: mm = Ar gram mol

Untuk zat lainnya : mm = Mr gram mol

-1

-1

dengan m = massan = jumlah molmm = massa molar

Volum Molar Gas (Vm)

V = n x Vm

23

Contoh:

Diketahui Ar Ca = 40 dan Mr CO2 = 44, maka

- massa 1 mol Ca (= 6,02 x 10 atom Ca) = 40 gram.

- massa 1 mol CO2 (= 6,02 x 10 molekul CO2) = 44 gram.23

Pada keadaan STP : Vm = 22,4 liter mol

Pada keadaan RTP : Vm = 24 liter mol

-1

-1

Keterangan: V = volumn = jumlah molVm = volum molar

Persamaan Gas Ideal

V = nRTP

Persamaan gas ideal: PV = nRT

Keterangan: P = tekanan gas (dalam atm)V = volum gas (dalam liter)n = jumlah mol gasR = tetapan gas (0,082 L atm mol K )T = suhu mutlak gas

(dalam Kelvin = 273 + suhu Celcius)

-1 -1

Kemolaran Larutan

M =

Keterangan: M = kemolaran larutann = jumlah mol zat terlarutV = volum larutan

Satuan kemolaran adalahmol L atau mmol mL .-1 -1

Konsentrasi(kemolaran) larutanbiasanya ditunjukkandengan label yang tertempel ada botol.

nV

Menentukan Rumus Empiris

Rumus empiris atau rumus perbandingan suatusenyawa menyatakan perbandingan paling sederhanadari atom-atom unsur penyusun senyawa.

Data yang diperlukan untukpenentuan rumus empiris adalah:

1) Jenis unsur penyusun senyawa

2) Perbandingan massaantarunsur dalam senyawa

Contoh

-1

Suatu senyawa mengandung unsur karbon, hidrogen, danoksigen. Dari analisis dikerahui bahwa dalam 3gram senyawa ituterdapat 1,2 gram karbon, 0,2 gram hidrogen, dan sisanyaadalah oksigen.(Ar H= 1; C = 12; dan O = 16)Jumlah mol C = 1,2 g = 0,1 mol

12 g molJumlah mol H = 0,2 g = 0,2 mol

1 g mol

Massa O = 3 – (1,2 + 0,2) gram = 1,6 gram.Jumlah mol O = 1,6 g = 0,1 mol

16 g mol

Perbandingan mol C : H : O = 0,1 : 0,2 : 0,1 = 1 : 2 : 1.Rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2O.

-1

-1

Menentukan Rumus Molekul

Secara umum, jika rumus empiris senyawa adalah RE, makarumus molekulnya dapat dinyatakan sebagai (RE)n; harga nbergantung pada massa molekul relatif (Mr) dari senyawa yang bersangkutan.

Contoh:

Senyawa X mempunyai rumus empiris CH2O dan massamolekul relatif (Mr) = 60.

Diketahui rumus empiris senyawa adalah CH2O.Misalkan rumus molekul senyawa itu (CH2O)χ.

Mr (CH2O)χ = 60 (12 + 2 + 16)χ = 6030χ = 60

χ = 2

Jadi, rumus molekul senyawa itu adalah (CH2O)2 atau C2H4O2.

Kadar Unsur dalam Senyawa

χ adalah jumlah atom unsur dalam 1 molekul senyawa = indeksdari unsur yang bersangkutan dalam rumus kimia senyawa.

Contoh:

Kadar C dan N dalam urea, CO(NH2)2? (Ar H = 1; C = 12; danO = 16)

Kadar unsur X = χ x Ar unsur X x 100%Mr senyawa

Mr urea = 12 + 16 + 28 + 4 = 60

Kadar C = (1 x 12) x 100% = 20%

60

Kadar N = (2 x 14) x 100% = 46,67%

60

Pereaksi Pembatas

Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dahulu.

Contoh:

4Al(s) = 3O2(g) 2Al2O3(s)

Persamaan reaksi menunjukkan bahwa perbandingan mol alumunium dengan oksigen adalah 4 : 3.

Jika jumlah mol yang direaksikan sesuai denganperbandingan itu, maka kedua pereaksi itu akan habis.

Jika jumlah mol yang direaksikan tidak 4 : 3, maka salahsatu pereaksi akan habis lebih dulu.

Pereaksi Pembatas

Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dahulu.

Contoh:

4Al(s) = 3O2(g) 2Al2O3(s)

Persamaan reaksi menunjukkan bahwa perbandingan mol alumunium dengan oksigen adalah 4 : 3.

Jika jumlah mol yang direaksikan sesuai denganperbandingan itu, maka kedua pereaksi itu akan habis.

Jika jumlah mol yang direaksikan tidak 4 : 3, maka salahsatu pereaksi akan habis lebih dulu.

Beberapa contoh diberikan dalam tabel berikut.

No. Jumlah Mol Ekivalen

(Ya/Tidak)

Pereaksi

Pembatas

Jumlah

Mol Al2O3

Jumlah

Pereaksi

yang Sisa

1 4 3 ya - 2 -

2 8 6 ya - 4 -

3 2 1,5 ya - 1 -

4 4 4 tidak Al 2 1 mol O2

5 5 3 tidak O2 2 1 mol O2

6 7 5 tidak O2 3,33 0,33 mol Al

Pereaksi

Menentukan Rumus Kimia Hidrat

Hidrat adalah zat padat yang mengikat beberapa molekul

air sebagai bagian dari struktur kristalnya.

Contoh:

1. Terusi, CuSO4.5H2O : tembaga(II) sulfat

pentahidrat

2. Gipsum, CaSO4.2H2O : kalsium sulfat dihidrat

3. Garam inggris, MgSO4.7H2O : magnesium sulfat

heptahidrat

4. Soda hablur, Na2CO3.10H2O : natrium karbonat

dekahidrat

Menentukan Rumus Kimia Hidrat

Jika suatu hidrat dipanaskan, sebagian atau seluruh air kristalnyadapat lepas (menguap).

Ketika dipanaskan, kristal biru tembaga(II) sulfat pentahidrat berubah

menjadi tembaga(II) sulfat anhidrat Gambar 1 yang berwarna putih.