KIMIA DASAR I

STOIKHIOMETRI Dr. Rien H J. UsmanDra. Suliestyah, MSi

www.pondokbelajar.com

FAKULTAS TEKNOLOGI KEBUMIAN DAN ENERGIUNIVERSITAS TRISAKTI

JAKARTA

www.kimfis-oke.blogspot.com

STOIKHIOMETRI Stoikiometri – (stoichion = unsur, metron = mengukur)

Membahas aspek kwantitatif dalam reaksi kimia.

Hukum Kekekalan massa (Lavoisier, 1783)Pada setiap reaksi kimia, massa dari zat-zat yang bereaksi adalah samadengan massa dari zat-zat yang dihasilkan.

Mg + Khlor MgCl21,0 g 2,9 g 3 ,9 g

Hukum Perbandingan Tetap (Proust, 1799)

Atau Suatu senyawa murni selalu terdiri dari unsur-2 yang sama, yang bergabung dalam perbandingan tertentu. – Air selalu mengandung 1 gram Hidrogen (11,19%) dan 8 gram Oksigen (38,81%).Hukum ini tidak berlaku untuk senyawa non stoikiometris – contoh Cu1,7S

Hukum Kelipatan Perbandingan (Dalton, 1803)Jika dua unsur dapat bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, maka massa-massa dari unsur yang pertama dengan suatu massa tetapdari unsur kedua akan berbanding dengan bilangan bulat yang mudah.Contoh: Nitrogen dan Oksigen dapat membentuk lima macam senyawa,

Hukum Penyatuan Volume (Gay Lussac, 1808)Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, perbandinganvolume gas-gas pereaksi dan gas-gas hasil reaksimerupakan bilangan yang mudah dan bulat.

Hidrogen + Oksigen Uap air2 vol 1 vol 2 vol

Hidrogen + Nitrogen Amoniak3 vol 1 vol 2 vol

Hukum Avogadro (1811)Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama.

Hidrogen + Nitrogen Amoniak3 vol 1 vol 2 vol3 mol 1 mol 2 mol

Teori Atom Dalton Unsur tersusun dari partikel-partikel yang sangat kecil yang tidak dapat dipecah lagi disebut atom. Atom-atom unsur murni selalu identik yaitu mempunyai sifat yang sama (ukuran, bentuk dan massa) dan berlainan dengan atom unsur lain.Senyawa tersusun atas atom-atom dari dua unsur atau lebih. Dalam setiap senyawa, perbandingan jumlah atom setiap atom merupakan bilangan bulat atau pecahan sederhana.Dalam reaksi kimia hanyalah pemisahan, penggabungan atau penyusunan ulang atom-atom, reaksi kimia tidak mengakibatkan penciptaan atau pemusnahan atom-atom.

Setiap atom mempunyai massa tertentu yang sangat kecilsatuan massa atom (sma) SI: I sma = 1/12 massa satu atom karbon (isotop 12C)

Massa Atom relatifMassa dari satu atom relatif terhadap massa relatif satu atom isotop 12C.Tabel Massa Atom dapat dilihat pada Susunan Berkala, yaitu sesuai denganbilangan nomor massa

Massa Atom = bilangan nomor massaMassa satu atom = bilangan nomor massa dalam sma.

Contoh: Dalam Susunan Berkala, Na mempunyai nomor massa 22,8, berarti :

Massa atom Na = 22,9, Massa satu atom Na = 22,9 sma

Massa Molekul relatifMassa dari satu molekul relatif terhadap massa satu atom isotop 12C, yang merupakan jumlah dari berat atom unsur-unsur penyusunnya.

Massa molekul Na Cl = Massa atom Na + Massa Atom Cl= 22,9 + 35,5 = 58,5

Massa Formula relatifMassa dari satu ion relatif terhadap massa satu atom isotop 12C, yang merupakan jumlah massa dari ion-ion dengan massa atomnya atau jumlahmassa atom unsur pembentuknya.

Massa Formula ion NO3- = Massa Atom N + 3 Massa Atom O

= 14 + (3 X 16) = 62

1 atom C + 1 atom O 1 atom CO1 lusin atom C + 1 lusin atom O 1 lusin molekul CO1 mol atom C + 1 mol atom O 1 mol molekul CO

Satu Mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang samadengan jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12 yaitu mengandungsejumlah N (=bilangan Avogadro = 6,6023 x 1023 butir) atom

N = Bilangan Avogadro = 6,023 x 1023

1 mol = 6,023 x 1023 butir (atom, molekul, ion)Massa satu mol atom suatu unsur adalah sama dengan sejumlah

nomor massa unsur tsb. dalam gram

Contoh 1: Massa Atom Ca = 40,11 mol Ca mengandung 6,02 x 1023 atom CaMassa 1 mol Ca = 40,1 g

Contoh 2:1 mol CO2 mengandung 6,02 x 1023 molekul CO2Massa 1 mol CO2 = massa 1 mol C + massa 2 mol O = 12 + 32 = 44 g

Contoh 3: Berapa perbandingan jumlah atom Karbon dan atom Khlor dalammolekul C2Cl6 (pelarut bahan eksplosif)= 2 atom C : 6 atom Cl = 1 : 3 Molekul C2Cl6 membutuhkan atom Karbon dan atom Khlor denganperbandingan mol C : Cl = 1 ; 3

Contoh 4: Berapa mol karbon di dalam 2,65 mol C2Cl6 ?1 mol C2Cl6 æ 2 mol C2,65 mol C2Cl6 æ 2 x 2,65 mol C = 5,30 mol C

Contoh 5: Berapa mol Karbon dibutuhkan untuk bereaksi dengan4,87 mol Khlor menghasilkan C2Cl6?Molekul C2Cl6 membutuhkan atom Karbon dan atom Khlordenganperbandingan mol C : Cl = 1 ; 34,87 mol Cl membutuhkan C = 1/3 x 4,87 = 1,62 mol C

Contoh 6: Berapa gram Ca yang ada dalam 2,55 mol Ca, massa atom Ca = 40,1?1 mol Ca = 40,1 g Ca2,55 mol Ca = 2,55 x 40,1 g = 102,55 g

Contoh 7: Berapa gram Ca diperlukan untuk bereaksi dengan 41,5 gram Cl menghasilkan CaCl2?1 mol Ca æ 2 mol Cl1 mol Cl = 35,5 g Cl1 mol Ca = 40,1 g Ca41,5 g Cl = 41,5/36,5 g Cl = 1,17 mol Cl1,17 mol Cl membutuhkan Ca = ½ x 1,17 = 0,585 mol Ca

= 0,585 x 40,1 = 23,5 g

Contoh 8: Berapa komposisi molekul CHCl3 (dalam persen).Komposisi (dalam persen) adalah perbandingan komposisi unsur-unsurpenyusun suatu molekul dalam persen massa.

Massa molekul CHCl3 = (1 X 12,01) + (1 X 1,008) + (3 X 35,45) = 119,37 g% C = 12,01/119,37 x 100% = 10,06%% H = 1,008/119,37 x 100% = 0,844%% Cl = (3 x 35,45)/119,37 x 100% = 89,09%

Contoh 9: Suatu sampel gas coklat yang merupakan polutan udara mengandung2,34 g Nitrogen dan 5,34 g Oksigen. Tuliskan Rumus Empirisnya. Biladiketahui massa Atom Nitrogen adalah 14 dan Oksigen 16.

2,34 g N = 2,34/14 = 0,167 mol5,34 g O = 5,34/16 = 0,334 molPerbandingan N : O = 0,167 : 0,334 = 1 : 2 Rumus Empiris = (NO2)

Contoh 10: Suatu senyawa mempunyai Rumus Empiris NO2 dan massamolekulnya = 92. Tuliskan Rumus Molekulnya.

Massa molekul (empiris) NO2 = 14 + (2 x 16) = 46.Massa Molekul senyawa = 92 Berarti Senyawa tsb. = (92/46) x NO2 = N2O4

REAKSI KIMIA* * * * * * * *

1. Reaksi tanpa perubahan bilangan oksidasi2. Reaksi di mana terjadi perubahan bilangan oksidasi Reaksi RedoksPERSAMAAN REAKSI

Persamaan yang digunakan untuk menggambarkan perubahan yang terjadidalam suatu reaksi kimia.

Zn + Z Zn SKiri anak panah zat yang berubah/reaktan/pereaksiKanan anak panah hasil perubahan/produk/hasil reaksiAnak panah arah perubahan

BILANGAN OKSIDASI (Biloks)a. Bilangan oksidasi setiap atom dalam unsur bebas sama dengan nol.

Hidrogen dalam H2 dan sulfur dalam S bilangan oksidasi = 0b. Bilangan oksidasi unsur GOL IA = +1, Gol IIA = +2, Gol VII A = -1, Gol. VIA

= -2c. Bilangan oksidasi Hidrogen dalam senyawa +1, kecuali dalam Hidrida:

NaH, CaH = -1d. Bilangan oksidasi Oksgen dalam senyawa -2, kecuali dalam peroksida = -

1, dan OF2 = +2e. Untuk senyawa netral, jumlah semua bilangan oksidasi unsur penyusunnya

= 0f. Untuk suatu ion, jumlah bilangan oksidasinya adalah sama dengan

muatannya.

Contoh 11: Perhitungan Biloks: Hitunglah biloks Zn dalam logam Zn dan dalam ZnS

Zn dalam logam Zn = 0Biloks S = -2, maka Zn dalam ZnS = +2

Hitunglah bilangan oksidasi Mn dalam MnO2Mn dalam MnO2: Biloks oksigen = - 2, jadi Mn = 2 x (+2) = +4

Hitunglah bilangan oksidasi Mn dalam KMnO4Mn dalam KMnO4: Biloks K = +1, maka biloks ion MnO4

- = -1,Total biloks O dalam MnO4

- = 4 x (-2) = -8, Maka biloks Mn dalam KMnO4 = -8 – (-1) = +7

Hitunglah biloks Cr dalam KCrO4Cr dalam KCrO4: Biloks K = +1, maka biloks ion CrO4

- = -1,Total biloks O dalam CrO4

- = 4 x (-2) = -8, Maka biloks Cr dalam KCrO4 = -8 – (-1) = +7

Hitunglah biloks Cr dalam K2Cr2O7Cr dalam K2Cr2O7: Biloks K = +1, maka biloks ion Cr2O7

= = -2,Total biloks O dalam Cr2O7

= = 7 x (-2) = -14, Maka biloks Cr dalam K2Cr2O7 = -14 – (-2) = +12 dibagi 2, biloks Cr = +6

Menyetarakan persamaan reaksi kimia dimana Biloks tetap

1. Tuliskan persamaan reaksi dengan rumus kimia pada reaktan danproduk yang benar.

2. Seimbangkan koefisien reaksi dengan patokan jumlah atom di kiri dan dikanan anak panah harus sama tanpa merubah rumus kimianya.

Contoh 12: Tuliskan persamaan reaksi antara Natrium Karbonat dengan asamKhlorida menghasilkan Natrium Khlorida dan Karbon Dioksida.

Tahap 1: Tuliskan persamaan reaksi dengan rumus kimia yang benar.Na2CO3 + HCl NaCl + H2O + CO2

Tahap 2: Setimbangkan koefisien reaksi yang mempunyai harga terkecil & bulatNa2CO3 + HCl 2 NaCl + H2O + CO2

Na2CO3 + 2 HCl 2 NaCl + H2O + CO2

Contoh 13: Setimbangkan reaksi pembakaran oktana C8H18

C8H18 + O2 CO2 + H2OC8H18 + O2 8 CO2 + 9 H2O

2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O

PERHITUNGAN BERDASARKAN PERSAMAAN REAKSI KIMIA

Apabila diketahui reaksi pembakaran etanol mempunyai persamaanreaksi:C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

Secara molekuler berarti,1 mol C2H5OH + 3 mol O2 2 mol CO2 + 3 mol H2O

Koefisien reaksi menunjukkan jumlah mol dari reaktan danprodukBerarti,

1 mol C2H5OH æ 3 mol O2 æ 2 mol CO2 æ 3 mol H2O

Contoh 18: Etil alkohol dibuat secara besar-besaran melalui fermentasi gula, reaksi:

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2

Berapa mol C2H5OH dihasilkan dari 1,4 mol gula?1 mol C6H12O6 æ 2 mol C2H5OH æ 2 mol CO2

1,4 mol C6H12O6 menghasilkan C2H5OH = (2/1) x 1,4 = 2,8 mol

PEREAKSI PEMBATAS (LIMITING REACTAN)Bila 5 mol H2 dan 1 mol O2 direaksikan, dengan reaksi,

2 H2 + O2 2 H2ODari persamaan diatas didapat: 2 mol H2 æ 1 mol O2 æ 2 mol H2O. Ternyata untuk mereaksikan 1 mol O2 dibutuhkan hanya 2 mol H2, setelah O2 habis, H2 yang tersisa tidak akan bereaksi lagiJumlah produk ditentukan oleh pereaksi yang habis pertama kali

PEREAKSI PEMBATAS (LIMITING REACTAN) H2

Contoh 19: Permukaan terbuka Aluminium bereaksi dengan O2 membentuklapisan oksida dengan reaksi

4 Al + 3 O2 2 Al2O3- Berapa gram O2 dibutuhkan untuk bereaksi dengan 0,3 mol Al?- Berapa Al2O3 yang dihasilkan bila yang direaksikan 12,5 g O2?

- Dari reaksi didapat: 4 mol Al æ 3 mol O2 æ 2 mol Al2O3O2 yang dibutuhkan utk bereaksi dengan 0,3 mol Al:

= ¾ x 0,3 = 0,225 mol = 0,225 x 32 g = 7,2 g O2- 12,5/32 mol O2 æ 2/3 x 12,5/32 mol x 102 g = 26,6 g Al2O3

Contoh 20: Zn direaksikan dengan sulfur dengan reaksi:Zn + S ZnS

- Berapa g ZnS yang terjadi bila 12 g Zn direaksikan dengan 6,50 g S. - Mana Pereaksi Pembatas, dan berapa gram pereaksi yang sisa?Dari reaksi didapat: 1 mol Zn æ 1 mol S æ 1 mol ZnS

12 g Zn = 12/65,4 = 0,183 mol Zn6,50 g S = 6,5/32,1 = 0,202 mol S0,183 mol Zn æ 0,183 mol S æ 1,83 mol ZnS

ZnS yang terjadi = 0,183 x 97,5 = 17,8 g Pereaksi Pembatas : Zn, Pereaksi yang sisa : SulfurSisa Sulfur: 0,202 – 0,183 = 0,019 mol = 0,19 x 32,1 = 0,61 g

Contoh 21: Pembakaran etilena C2H4 menghasilkan CO2 dan H2O, reaksi:C2H4 + 3 O2 2 CO2 + 2 H2O

Berapa gram CO2 yang dihasilkan bila 1,93 g C2H4 dan 5,92 g O2 dibakar?Dari reaksi diatas didapat 1 mol C2H4 æ 3 mol O2 æ 2 mol CO2

1,93 g C2H4 = 1,93/28 = 0,0689 mol C2H45,92 g O2 = 5,02/32 = 0,185 mol O20,0689 mol C2H4 membutuhkan 3 x 0,0689 mol = 0,207 mol O2

Tersedia hanya 0,185 mol O2, berarti O2 adalah Pereaksi Pembatas.Jadi CO2 yang terbentuk: 2/3 x 0,185 x 44 = 5,43 g CO2

HASIL TEORITIS:

Hasil maksimum yang mungkin terjadi bila hanya terjadireaksi tunggal (perhitungan secara teoritis.

Hasil NyataPERSEN HASIL = --------------------------

Hasil Teoritis

Contoh 22: Sama dengan soal 2.20 di atas, ternyata dari eksperimendidapatkan hasil nyata yang terjadi = 3,48 g CO2 .Sedangkan secara teoritis di dapatkan terjadi 5,43 g CO2

Jadi persen hasil: 3,48/5,43 x 100% = 64,1%

Latihan soal-soal

1. Berapa mol Si yang ada dalam 65,3 g Si? Berat Atom Si = 28,1

2. Berapa mol S yang ada dalam 4,5 mol Pyrite FeS2

3. Berapa gram S yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan 0,50 mol Fe untukmembuat kristal FeS2 ? Berat atom Fe = 56,6 dan S = 32,1

4. Tuliskan rumus empiris dari senyawa yang terjadi dari 43,7% fosfor dan 56,3% oksigen (persen berat), bila berat atom fosfor = 31 dan oksigen = 16

5. Setarakan reaksi redoks dalam suasana asamKMnO4 (aq) + H2C2O4 + H2SO4 K2SO4(aq) + MnSO4(aq) + CO2(g) +

H2O6. Setarakan reaksi redoks dalam suasana basa

Cr2O3(s) + KCLO3(aq) + KOH (aq) K2CrO4(aq) + KCl (aq) + H2O(g)

7. Berapa gram oksigen dibutuhkan untuk membakar 1,80 mol C2H5OH menghasilkan CO2 dan H2O

C2H5OH + O2 CO2 + H2O

ASPEK KWANTITATIF REAKSI KIMIA DALAM LARUTAN AIR.

KONSENTRASIPerbandingan jumlah zat terlarut relatif terhadap pelarut.

BEBERAPA JENIS KONSENTRASI- Persen (persen massa, persen volume)- ppm (part per million)- M (Molarita)- N (Normalita)- m (Molalita)- x (Fraksi mol)

PERSENBagian zat terlarut per 100 bagian larutan.Persen Massa kalau yang dibandingkan massanyaPersen Volume kalau yang dibandingkan volumenya.

Contoh 23: Bagaimana cara membuat larutan NaCl 5,0% dalamair. Diketahui density air = 100 g/ml5,0% NaCl dalam air, berarti 5,00 g NaCl di dalam 100 g larutan.Maka larutan NaCl 5,00% dibuat dengan melarutkan 5,00 g NaCl dalam (100 – 5) = 95 g air.

ppm (PART PER MILLION)

Bagian zat terlarut per 106 bagian larutan.dapat berupa ppm berat maupun ppm volume

Contoh 24:Udara yang kena polusi SO2 karena pembakaran bensinmengandung sulfur tinggi. S ini dideteksi dengan mengalirkanudara tsb melalui KMnO4, dimana SO2 dioksidasi menjadi SO4

=. Pada analisa ini, ternyata 500 liter udara (density 1,2g/l) dilewatkanKMnO4, dan ternyata sejumlah 1,50 x 10-5 mol KMnO4 tereduksimenjadi Mn+2. Hitung konsentrasi SO2 dalam ppm.

MnO4- + SO2 2 Mn+2 + 5 SO4

=

2 MnO4- + 5 SO2 + 2 H2O 2 Mn+2 + 5 SO4

= + 4 H+

SO2 yang dibutuhkan untuk mereduksi 1,50 x 10-5 mol MnO4:5/2 x 1,50 x 10-5 = 3,75 x 10-5 mol SO2 Berat SO2 diudara: 3,75 x 10-5 x 64,1g = 2,40 x 10 -3 g SO2 Dalam 500 liter udara terdapat 2,40 x 10 -3 g SO2 Berat contoh udara = 500 x 1,20 = 600 g udaraKonsentrasi SO2 diudara = (2,40 x 10 -3 g SO2 )/600 = 4,00 ppm

M (MOLARITA)Menunjukkan jumlah mol zat terlarut dalam 1 liter larutanLarutan NaOH 1,25 M berarti 1,25 mol NaOH dalam 1 liter larutan NaOHLarutan CuSO4 0,1 M berarti 0,1 mol CuSO4 dalam 1 liter larutan CuSO4Larutan H2SO4 18 M berarti 18 mol H2SO4 dalam 1 liter larutan H2SO4

Contoh 25: Berapa gram NaOH diperlukan untuk membuat 350 ml larutan NaOH 1,25 M?

NaOH dibutuhkan = 350/1000 x 1,25 = 0,438 mol = 0,438 x 40 = 17,5 g.

Contoh 26: Berapa ml larutan CuSO4 0,1 M yang mengandung 4,25 g CuSO4

4,25 g CuSO4 = 4,25/159,6 = 2,66 x 10-2 mol CuSO4Volume larutan CuSO4 = 2,66 X 10-2 X 1000/0,1 = 266 ml

Contoh 27: Berapa M konsentrasi H2SO4 yang mengandung 96% (%berat) H2SO4 yang mempunyai density 1,84 gram/l dan berat formula H2SO4=98,08 Berat 1 liter larutan H2SO4 96% = 1000 x 1,84 = 1840 g.Berat H2SO4 dalam Larutan H2SO4 96% = (96/100) x 1840 = 1770 gMol H2SO4 = 1770/98,08 = 18,0 molJadi konsentrasi H2SO4 96% = 18 M

Contoh 28: Berapa ml NaCl 2 M yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan5,37 gram AgNO3 menjadi AgCl?

NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3

1 mol NaCl æ 1 mol AgNO3 æ 1 mol AgCl æ 1 mol NaNO3 5,37 gram AgNO3 membutuhkan NaCl = 5,37/170 x 1/1 = 0,0316 molSehingga NaCl 2M yang dibutuhkan = 0,0316/2 x 1000 = 15,8 ml.

Contoh 29: Berapa gram Mg(OH)2 (susu magnesia) yang diperlukan untukmenetralkan 50 ml HCl 0,095 M?

Mg(OH)2 + HCl MgCl2 + H2O

Mg(OH)2 + 2 HCl MgCl2 + 2 H2ODi dlm 50 ml HCl 0,095 M terdapat HCl = 50/1000 x 0,095 = 0,0475 mol0,0475 mol HCl membutuhkan Mg(OH)2 = ½ x 0,0475 = 0,0238 mol

= 0,0238 x 58,3 = 0,139 gramContoh 30: Berapa ml Cr2(SO4)3 0,25 M yang dibutuhkan untuk bereaksi

dengan 300 ml BaCl2 0,400M?Cr2(SO4)3 + 3 BaCl2 2 CrCl 3 + 3 BaSO4

300 ml BaCl2 0,4M mengandung BaCl2 = 300/1000 x 0,4 = 0,120 molCr2(SO4)3 yang dibutuhkan = 1/3 x 0,12 mol 0,040 mol

= 0,040/0,250 x 1000 = 160 ml.

REAKSI REDOKS:

Reaksi yang disertai dengan perpindahan elektron dari satu molekul/ ion/atom reaktanke molekul/ion/atom produk.

Dalam Reaksi redoks selalu terjadi dua reaksi bersama-sama:- Reaksi OKSIDASI: peristiwa berkurangnya elektron atau bertambahnya bilangan

oksidasi (muatan listrik positif) suatu zat/ion.Sn+2 Sn+4

- Reaksi REDUKSI: peristiwa penerimaan elektron atau berkurangnya bilanganoksidasi suatu zat/ion.

2 Hg+2 + 2 Cl- Hg2Cl2- Reaksi REDOKS: gabungan dua reaksi diatas:

Sn+2 + 2 Hg+2 + 2 Cl- Sn+4 + Hg2Cl2

DALAM REAKSI REDOKS SELALU:a. Jumlah elektron yang diterima = jumlah elektron yang dilepaskanb. Jumlah ekivalen oksidator yang digunakan = jumlah ekivalen reduktorc. Berat satu ekivalen oksidator = berat satu mol oksidator dibagi dengan jumlah

elektron yang diterimad. Berat satu ekivalen reduktor = berat satu mol dibagi dengan jumlah elektron yang

dilepaskan.

MENYETARAKAN REAKSI REDOKS DGN METODA BIL.OKS.

a. Tuliskan persamaan reaksi dengan rumus kimia yang benar.b. Hitunglah bilangan oksidasi dari tiap=tiap unsur yang ada.c. Periksalah satu persatu mana yang mengalami perubahan bilangan oksidasi

dan hitunglah perubahannya dan masukkan koefisien reaksi sementarad. Setarakan perubahan bilangan oksidasi, dalam arti:

elektron yang diberikan = elektron yang diterimae. Setarakan unsur-unsur lain.f. Bila diperlukan tambahkan H2O disebelah kiri dan/atau kanan anak panah.

Untuk menyetarakan tambahkan ion H+ (suasana asam) atau ion OH-(suasana basa) pada sisi berlawanan.

Contoh 14: Setarakan reaksi redoks dalam suasana asam dibawah ini memakaimetoda bilangan oksidasi.

Cl- (aq) + MnO2 (s) Cl2 (g) + Mn+2 (aq)-1 +4 0 +2

oksidasi: 1 x 2reduksi: -2 x 1

Reaksi setara:2 Cl- (aq) + MnO2 (s) + 4 H+ Cl2 (g) + Mn+2 (aq) + 2 H2O

MENYETARAKAN REAKSI REDOKS DGN METODA BIL.OKS.

Contoh 15: Setarakan reaksi redoks dalam suasana asam dibawah inimemakai metoda bilangan oksidasi.

H Cl + K2 Cr2 O7 K Cl + Cr Cl3 + Cl2 + H2 O+1 –1 +1 +6 -2 +1 -1 +3 -1 0 +1 -2

2 H Cl + K2 Cr2 O7 K Cl + 2 Cr Cl3 + Cl2 + H2 O+1 –1 +1 +6 -2 +1 -1 +3 -1 0 +1 -2

(hilang 2 e-) x 3 = 6e-

dapat 6e-

2x3 H Cl + K2 Cr2 O7 K Cl + 2 Cr Cl3 + 1x3 Cl2 + H2 O+1 –1 +1 +6 -2 +1 -1 +3 -1 0 +1 -2

6 H Cl + K2 Cr2 O7 K Cl + 2 Cr Cl3 + 3 Cl2 + H2 OSeimbangkan lainnya:

14 H Cl + K2 Cr2 O7 2 K Cl + 2 Cr Cl3 + 3 Cl2 + 7 H2 O

MENYETARAKAN REAKSI REDOKS DGN METODA ION ELEKTRONa. Tuliskan persamaan reaksi dengan rumus kimia yang benar.b. Bagi reaksi menjadi dua, masing2 setengah reaksi yaitu setengah reaksi

reduksi dan setengah reaksi oksidasi.c. Setiap setengah reaksi disetarakan.d. Samakan jumlah atom-atom selain atom H dan O diruas kiri dan kanan anak

panah dengan membubuhkan koefisien. e. Samakan jumlah atom H dan O di ruas kiri dan kanan anak panah dengan:

Untuk reaksi dalam suasana asam:pada ruas yang kekurangan oksigen ditambahkan H2Opada ruas yang kekurangan hidrogen ditambah ion H+

Untuk reaksi dalam suasana basa:pada ruas yang kekurangan 1 oksigen ditambahkan 2 OH-

pada ruas yang kekurangan hidrogen ditambahkan H2Of. Samakan muatan masing-masing setengah reaksi pada ruas kanan dan ruas

kiri dengan jalan menambahkan elektron pada ruas yang kekurangan muatannegatif.

g. Samakan jumlah elektron pada kedua setengah reaksielektron yang dilepas = elektron yang diterima

h. Jumlahkan kedua setengah reaksi tersebut.i. Hasil-hasil yang sama diruas kanan dan ruas kiri dapat dihapuskan.

Contoh 16: Selesaikan reaksi redoks dalam suasana asam dibawahini menggunakan metoda ion elektron.

Cr2O7-2 (aq) + Fe+2 (aq) Cr+3 + Fe+3

Setengah Reaksi Oksidasi

Fe+2 (aq) Fe+3 + 1 e-

Setengah Reaksi Reduksi

Cr2O7-2 (aq) + 14 H+ + 6 e- 2 Cr+3 + 7 H2O

Jumlah elektron yang diberikan dan diterima disamakan

6 Fe+2 (aq) 6 Fe+3 + 6 e-

Cr2O7-2 (aq) + 14 H+ + 6 e- 2 Cr+3 + 7 H2O

_________________________________________________________________________

6 Fe+2 (aq) + Cr2O7-2 (aq) + 14 H+ 6 Fe+3 + 2 Cr+3 + 7

H2O

Contoh 17: Selesaikan reaksi redoks dalam suasana basa dibawah inimenggunakan metoda ion elektron.Sn(OH)4

-2 + MnO4- Sn(OH)6

-2 + MnO2

Setengah reaksi oksidasi:Sn(OH)

4-2 + 2 OH- Sn(OH)6

-2 + 2e-

Setengah reaksi reduksi:MnO4

- + 2 H2O + 3 e- MnO2 + 4 OH-

Jumlah elektron disamakan

3 Sn(OH)4

-2 + 6 OH- 3 Sn(OH)6-2 + 6e-

2 MnO4- + 4 H2O + 6 e- 2 MnO2 + 8 OH

_____________________________________________________________________________________

3 Sn(OH)4

-2 + 2 MnO4- + 4 H2O 3 Sn(OH)6

-2 + 2 MnO2 + 2 OH-

Setarakan reaksi redoks antara Fe(CN)6-3 dengan MnO4- dalam larutan

asam menghasilkan CO2, Fe+3, NO3- dan Mn+2

Reaksi oksidasi: Fe(CN)6

-3 + 30 H2O Fe+3 + 6 NO3- + 6 CO2 + 60 H+ + 60 e-

+3 +4 -5 +1 +2 +3 +5 –2 +4 –2 +1

Reaksi reduksi: MnO4

- + 5 e- + 8 H+ Mn+2 + 4 H2O+7 +2

Fe(CN)6-3 + 30 H2O Fe+3 + 6 NO3

- + 6 CO2 + 60 H+ + 60 e-

12 MnO4- + 60 e- + 96 H+ 12 Mn+2 + 48 H2O_________________________________________________________________________________________

__

Fe(CN)6-3 + 12 MnO4

- + 36 H+ Fe+3 + 6 NO3- + 6 CO2 + 12 Mn+2

+18H2O-3 -12 +36 +3 -6 +24

NORMALITA (N)Jumlah ekivalen zat terlarut dalam 1 liter larutan

REAKSI ASAM BASA1 EKIVALEN ASAM adalah sejumlah asam yang dapat menghasilkan 1

mol H3O+ (H+)

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + H2O

1 mol H2SO4 menghasilkan 2 mol H+

1 mol H2SO4 sama dengan 2 ekivalen H2SO4

1 EKIVALEN BASA adalah sejumlah basa yang dapat menghasilkan 1 mol OH- atau dapat menetralkan 1 mol H+

1 mol NaOH menghasilkan 1 mol OH-

1 mol NaOH sama dengan 1 ekivalen NaOH

JUMLAH EKIVALEN = (BANYAKNYA MOL x n) EKIVn = jumlah H+ (asam) atau OH- (basa) yang dihasilkan oleh suatu molekul asam/basa

Contoh 31: Berapa ekivalen yang ada dalam 0,400 mol H3PO4 bilaasama ini ternetralisasisecara sempurna menjadi PO4

-3. Dan berapa ekivalennya bila dikonversikan menjadi H PO4

-2 ?H3PO4 3H+ + PO4

-3 n = 3Jumlah ekivalen = banyaknya mol x n = 0,4 x 3 = 1,2 ekiv

H3PO4 2H+ + HPO4-2 n = 2

Jumlah ekivalen = banyaknya mol x n = 0,4 x 2 = 0,8 ekiv

Dalam perhitungan stoikiometri, massa/berat 1 ekivalen suatusenyawa digunakan istilah MASSA EKIVALEN = BE

Massa MolekulMASSA EKIVALEN (BE) = ------------------------

n

Massa ContohJUMLAH EKIVALEN = EKIV = ------------------------

BE

SATU EKIVALEN ASAM MENETRALKAN SATU EKIVALEN BASA

Contoh 32: Satu mol HCl menghasilkan 1 mol H+

1 mol HCl = 1 ekiv HClMassa Ekivalen (BE) HCl = berat 1 mol HCl / n = 36,5/1 = 36,5 g

Satu mol H2SO4 menghasilkan 2 mol H+

1 mol H2SO4 = 2 x 1 = 2 ekiv H2SO4Massa Ekivalen (BE) H2SO4 = berat 1 mol H2SO4 / n = 98/2 = 49 g

Satu mol Ca(OH)2 menghasilkan 2 mol (OH)-

1 mol Ca(OH)2 = 2 x 1 = 2 ekiv Ca(OH)2 Massa Ekivalen (BE) Ca(OH)2 = berat 1 mol Ca(OH)2 /n = 74,8/2 =

7,04 gBerapa jumlah ekivalen 18,52 g Ca(OH)2 ?

18,52 g = 18,52/37,04 = 0,5 ekiv

Contoh 33: Berapa gram H3PO4 dapat dinetralkan sempurna menjadi PO4-3

dengan 20 g NaOH?1 ekiv NaOH = 1 ekiv H3PO4 Massa Ekivalen NaOH = 40/1 = 40 gMassa ekivalen H3PO4 = 98/3 = 32,7 g40 g NaOH æ 32,7 g H3PO4Berarti : 20 g NaOH æ H3PO4 = 20/40 X 32,7 = 16,4 G

20 g NaOH menetralkan 16,4 g H3PO4

REAKSI REDOKS1 EKIVALEN OKSIDATOR (zat pengoksidasi) adalah sejumlah

zat tsb yang dapat menerima satu mol elektron (6,02 x 1023

e-)

1 EKIVALEN REDUKTOR (zat pereduksi) adalah sejumlah zattsb yang dapat melepaskan/memberikan satu mol elektron(6,02 x 1023 e-)

JUMLAH EKIVALEN = (BANYAKNYA MOL x n) EKIV

Berat I molMASSA EKIVALEN (BE) = ------------------------

n

Massa ContohJUMLAH EKIVALEN = EKIV = ------------------------

BE

SATU EKIV OKSIDATOR MENETRALKAN SATU EKIV REDUKTOR

Contoh 34: Kalsium Jodat Ca (IO3)2 dikonversikan menjadi ion I- , reaksi,Ca (IO3)2 I-

+5 -1Disini setiap atom iodium menerima 6 elektron.Di dalam satu molekul Ca (IO3)2 mengandung 2 atom Iodium sehingga djdalam reaksi reduksi ini menerima 2 x 6 = 12e-

Jadi pada reaksi ini harga n = 12, yang berarti setiap 1 mol Ca (IO3)2menerima 12 elektron.

1 mol Ca (IO3)2 æ ekiv Ca (IO3)2Jumlah ekiv Ca (IO3)2 = banyaknya mol Ca (IO3)2 x 12 ekivBE Ca (IO3)2 = Berat 1 mol Ca (IO3)2 / 12

Contoh 35: FeSO4 bereaksi dengan KMnO4 dalam suasana asam asam sulfatmenghasilkan Fe2(SO4)3 dan MnSO4. Berapa g FeSO4 yang bereaksi dengan3,71 g KMnO4.1 mol FeSO4 melepaskan 1 mol elektron : Fe+2 Fe+3

1 mol KMnO4 menerima 5 mol elektron : Mn+7 Mn+2

BE FeSO4 = Massa 1 mol FeSO4 / 1 = 152/1 = 152 gBE KMnO4 = Massa 1 mol KMnO4 / 5 = 158 / 5 = 31,6 g1 ekiv FeSO4 akan bereaksi 1 ekiv FeSO4,

152 g FeSO4 akan bereaksi dengan 31,6 g KMnO43,71 g KMnO4 membutuhkan FeSO4 = (3,71/ 31,6) x 152 = 17,8 g

HUBUNGAN NORMALITA DAN MOLARITASuatu larutan A dengan konsentrasi 1,00 N, berarti sejumlah 1 EKIV zat

terlarut A dilarutkan sehingga volume larutan seluruhnya 1 liter.

a M = n x a N

Dimana : M = Molarita, N = Normalitan = bilangan yang menunjukkan:

- jumlah H+ /OH- yang dihasilkan dalam reaksi asam basa- jumlah elektron yang diserahkan/diterima dalam reaksi redoks

VA x NA = VB X NB

Jumlah Ekiv A = Jumlah Ekiv B Khusus Normalita, Hubungan ini dapat langsung dipakai tanpa melihat koefisien reaksi

JUMLAH EKIV = VOLUME x NORMALITA

Contoh 36: Berapa ml K2Cr2O7 0,15 N yang dibutuhkan untuk bereaksidengan 75 ml H2C2O4 0,4 N? Dalam 75 ml 0,4 N H2C2O4 mengandung = 75/1000 x 0,4 = 0,03 ekiv H2C2O41 ekiv H2C2O4 membutuhkan 1 ekiv K2Cr2O7

0,03 ekiv H2C2O4 membutuhkan 0,03 ekiv K2Cr2O7Volume K2Cr2O7 yang dibutuhkan = 0,03 / 0,15 x 1000 = 200 ml

BEBERAPA PENGGUNAAN REAKSI KIMIA1. ANALISA GRAVIMETRI

Dalam analisa ini zat yang tidak diketahui direaksikan dengan zattertentu yang dapat membentuk garam yang tidak larut. Endapan yang terjadi disaring, dikeringkan dan ditimbang. Setelah itu dari beratendapan yang didapat, dilakukan perhitungan untuk mendapatkanberat zat yang dicari.

Contoh 37: Sejumlah 0,2 g suatu campuran NaCl dan BaCl2 dilarutkandalam air, dan diberi asam sulfat secukupnya sehingga terjadiendapan. Endapan disaring, dikeringkan dan ditimbang. Berat endapantersebut 0,0643 g. Berapa komposisi campuran?

BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2 HCl

Yang mengendap disini adalah BaSO4

Berat Molekul BaSO4 = 233,4 dan BaCl2 = 208,40,0643 g BaSO4 = 0,0643 /233,4 = 2,75 X 104 molBaCl2 yang bereaksi = 2,75 x 104 x 208,4 = 0,0573 gLarutan contoh mengandung BaCl2 dan NaCl dengan komposisi:BaCl2 = 0,0573 / 0,2 x 100% = 28,7%NaCl = 0,2 - 0,0573 = 0,1427 g = 0,1427 / 0,2 x 100% = 71,3%

2. ANALISA VOLUMETRI

Dalam analisa ini zat yang tidak diketahui direaksikan dengan zattertentu secara berangsur-angsur sehingga seluruhnya bereaksi. Titik akhir reaksi diketahui dari perubahan indikator atau zat yang bereaksi. (TITRASI)

Contoh 38: Reaksi Asam Basa: Sejumlah 0,500 g suatu contoh zat murni yang mungkin KOH atau

NaOH. Untuk mengetahui apakah sebenarnya zat tersebut, contoh dianalisa dengan mentitrasinya dengan larutan HCl 0,1 N. Ternyata dibutuhkan 89,1 ml HCl. KOH atau NaOH kah contohtersebut?

Rumus : VA x NA = VB x VB

Atau: Jumlah ekivalen asam = jumlah ekivalen basaJumlah ekivalen asam = 89,1 x 0,0100 = 8,910Bila basa tsb. NaOH, maka beratnya = 40 x 8,910 = 0,356 gBila basa tsb. KOH, maka beratnya = 56,1 x 8,910 = 0,500 g

KOH

PENGENCERANUmumnya dalam laboratorium dipakai larutan yang encer, pengenceran dilakukan

dengan menambahkan pelarut.

JUMLAH MOL SEBELUM DAN SESUDAH PENGENCERAN TETAP

MA x VA = MA x VBdimana M = Molarita dan V = Volume

Contoh 39: Berapa ml air yang harus ditambahkan ke dalam 25 ml KOH 0,5 M agar menjadi larutan KOH 0,35 M?

MA x VA = MA x VB0,5 x 25 = 0,35 x VBVB = 35,7 ml

Contoh 40: Berapa ml H2SO4 pekat (18M) dibutuhkan untuk membuat 750 ml H2SO4 3M?

MA x VA = MA x VB18 X VA = 3 X 750VA = 125 ml

Latihan soal-soal

1. Dalam reaksi antara metana CH4 dan Khlor Cl2 terjadi 4 produk, CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 dan CCl4. Bila 20,8 g CH4 direaksikan makaakan menghasilkan 50 g CH3Cl, 25,5 g CH2Cl2 dan 59,0 g CHCl3 . Semua CH4 habis bereaksi. Berapa gram CCl4 yang terjadi?

2. Berapa gram Na2CO3 dibutuhkan untuk membuat larutan 300 ml Na2CO3 0,20 M

3. Berapa konsentrasi dalam Molar dan Normalita dan bila 1,20 mol NaCldilarutkan dalam 2 liter larutan

4. 1,00 g sampel bijih besi yang mengandung Fe2O3 dilarutkan dalamasam dan semua besi diubah menjadi Fe+3. Larutan ini dititrasi dengan90,4 cm3 KMnO4 0,02 M menghasilkan Mn+2 dan Fe+2 . Berapa % Fe2O3 dalam bijih besi tsb.? Massa Atom C = 12 H = 1 Cl = 35,5 Na = 22,9

Fe = 55,8 K = 39 Mn = 54,9 O = 16

5. Berapa joule dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu lembaranbesi dengan massa 7,05 g dari suhu 25oC menjadi 100oC, biladiketahui kalor jenis besi = 0,452 joule g-1 oC-1 dalam joule.

6. Suatu uang logam tembaga mempunyai massa 3,14 g. Kerapatan (density) tembaga = 8,96 g cm-3. Berapa volume uang logam itu?

7. Berapa gram AgNO3 dibutuhkan untuk membuat 500 cm3

larutan AgNO3 0,3 M?

8. Setarakan reaksi redoks dalam suasana asam dengan metodasetengah reaksi:MnO(s) + PbO2(s) + HNO3(aq) H2MnO4(aq) + Pb(NO3)2(aq) + H2O

9. Suatu senyawa organik tersusun 40% karbon, 6,6% hidrogendan sisanya oksigen. Jika massa senyawa tsb, 90, bagaimanarumus molekulnya. Massa Atom: O = 16 C = 12 Ag = 107,9 N = 14

10. Gambarkan konfigurasi elektron dari atom netral 26Fe dan ion 17Cl -

11. Setarakan reaksi redoks dalam suasana asam dibawah ini denganmetoda setengah reaksi

Cr2O7-2 (aq) + H2S (g) Cr+3 (aq) + S (s)

12. Berapa cm3 Cr2(SO4)3 0,250 M dibutuhkan untuk bereaksi dengan300 cm3 BaCl2 0,4 M dengan reaksi:

Cr2(SO4)3 (aq) + BaCl2 (aq) BaSO4 (s) + CrCl3 (aq)

13. Bila 5,0 g asetilena (C2H2) direaksikan dengan 40,0 g Br2, berapamassa C2H2Br2 dan C2H2Br4 dihasilkan, bila diasumsikan C2H2habis bereaksi:

Reaksi: C2H2 + Br2 C2H2Br2

C2H2 + Br2 C2H2Br4

Massa Atom Relatif: Cr = 52 Ba = 137,3 Cl = 35,45

S = 32,07 C = 12 Br = 79,90 H = 1