Diberikan reaksi logam aluminium dan larutan asam klorida sebagai berikut

Jika massa logam aluminium yang bereaksi 8,1 gram tentukan volume gas H2 yang terbentuk pada keadaan standar!(Ar Al = 27; H = 1; Cl = 35,5)PembahasanMol logam aluminium yang bereaksi adalah

Mol H2 yang terbentuk adalah

Volume H2 yang terbentuk pada keadaan standar adalahV = n 22,4 literV = 0,45 22,4 liter = 10,08 liter

Soal No. 2Perhatikan reaksi untuk memperoleh gas amonia berikut

Tentukan volume gas amonia yang dihasilkan jika 33 gram (NH4) 2SO4 habis bereaksi dalam keadaan standar! (Mr (NH4) 2SO4 = 132)

PembahasanMol (NH4) 2SO4 yang bereaksi adalah

Mol NH3 yang terbentuk adalah

Volume NH3 yang terbentuk pada keadaan standar adalahV = n 22,4 literV = 0,4 22,4 liter = 8,96 liter

Soal No. 3Perhatikan persamaan reaksi berikut!

Apabila 4 gram logam Mg dimasukkan ke dalam 10 mL larutan HCl 2 M, maka volume gas H2 yang terbentuk dalam keadaan standar adalah...(Ar Mg = 24; H = 1; Cl = 35,5)A. 0,224 LB. 0,448 LC. 1,904 LD. 2,240 LE. 3,808 L(UN kimia 2012)

PembahasanJumlah mol Mg dan HCl masing-masing adalah

Menentukan reaksi pembatas, apakah Mg ataukah HCl

Jika Mg yang habis, diperlukan HCl sebanyak 0,34 mol, sementara hanya ada 0,02 mol HCl. Maka yang mungkin adalah HCl yang habis, diperlukan 0,01 mol Mg. Sehingga mol H2 yang terbentuk adalah

Volum H2 = 0,01 22,4 = 0,224 literSoal No. 4Diberikan reaksi kimia sebagai berikut :

Jika dihasilkan 71 gram Cl2 pada reaksi di atas tentukan:a) massa H2O yang terbentukb) massa KCl yang diperolehc) massa HCl yang diperlukand) massa KClO3 yang diperlukan(Ar K = 39; Cl = 35,5; O = 16; H = 1)

PembahasanDari data (Ar K = 39; Cl = 35,5; O = 6; H = 1) diperoleh:Mr KClO3 = 122,5Mr H2O = 18Mr HCl = 36,5Mr KCl = 74,5Mr Cl2 = 71

Cl2 yang dihasilkan sebanyak 71 gram berarti jumlah mol Cl2 adalah:mol = gram /Mr mol = 71 / 71 = 1 mol.

Dengan demikian mol-mol lainnya adalah

Sehinggaa) massa H2O yang terbentukmassa = mol x Mr = 1 x 18 = 8 gram

b) massa KCl yang diperolehmassa = mol x Mr = 1/3 x 74,5 = 24,83 gram

c) massa HCl yang diperlukanmassa = mol x Mr = 2 x 36,5 = 73 gram

d) massa KClO3 yang diperlukanmassa = mol x Mr = 1/3 x 122,5 = 40,83 gramSoal No. 5Diberikan reaksi sebagai berikut:2H2 (g) + 2NO (g) 2H2O + N2(g)

Jika 0,8 mol H2 habis bereaksi, tentukan a) Jumlah mol NO yang bereaksib) Jumlah mol H2O yang dihasilkanc) Jumlah mol N2 yang dihasilkan

Pembahasana) Jumlah mol NO yang bereaksi= 2/2 x mol H2= 2/2 x 0,8 = 0,8 mol

b) Jumlah mol H2O yang dihasilkan= 2/2 x mol H2= 2/2 x 0,8 = 0,8 mol

c) Jumlah mol N2 yang dihasilkan

= 1/2 x mol H2= 1/2 x 0,8 = 0,4 molSoal No. 6Perhatikan reaksi berikutH2 + CuO Cu + H2O

Bila gas hidrogen yang diperlukan pada suhu 0C dan tekanan 76 cmHg adalah 11,2 liter tentukan massa tembaga (Ar Cu = 63,50) yang dihasilkan pada reaksi di atas

PembahasanMol hidrogen atau H2 adalah mol = 11,2 / 22,4 = 0,5 mol

Koefisien Cu sama dengan koefisien H2, sehingga mol nya juga sama 0,5 mol. Massa Cu yang dihasilkan dengan demikian adalah:gram = mol x Ar= 0,5 x 63,5 = 31,74 gram

Soal No. 7Diberikan reaksi sebagai berikutH2S + O2 S + H2O

Jika reaksi di atas menghasilkan sebanyak 320 gram belerang, tentukan volume H2S yang diperlukan pada STP(Ar S = 32; H = 1)

PembahasanMol belerang yang terbentuk adalahmol = gram/Ar = 320 / 32= 10 mol

Mol H2S yang diperlukan = 10 mol juga (Karena koefisien H2 sama dengan koefisien S)

Sehingga volume H2S pada STP adalahV = mol x 22,4 liter= 10 x 22,4 = 224 literSoal No. 8Perhatikan persamaan reaksi berikut!Mg (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g)

Apabila 4 gram logam Mg dimasukkan ke dalam 10 mL larutan HCl 2 M, maka volume gas H2 yang terbentuk dalam keadaan standar adalah....(Ar Mg = 24; H = 1; Cl = 35,5)A. 0,224 LB. 0,448 LC. 1,904 LD. 2,240 LE. 3,808 L

PembahasanJumlah mol Mgmol = gram/Ar = 4/24 = 1/6 mol

Jumlah mol HClmol = M Vmol = 2 10 103 = 0,02

Menentukan pereaksi pembatasMg (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + H2 (g) Mg mol Mg/koefisien Mg = 0,167 / 1 = 0,167

HCl mol HCl /koefisien HCl = 0,02 / 2 = 0,01

Terlihat bahwa perbandingan mol/koefisien dari HCl lebih kecil, sehingga HCl sebagai pembatas

Volume H2mol H2 : mol HCl = 1 : 2mol H2 = 1/2 mol HCl = 1/2 0,02 = 0,01

Sehingga Volume H2 = 0,01 22,4 liter = 0,224 literSoal No. 92 liter gas propana C3H8 dibakar sempurna menurut reaksi:C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (g)

Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas oksigen yang diperlukan sebanyak....A. 4 LB. 6 LC. 8 LD. 10 LE. 12 L

PembahasanReaksi gas propana dengan oksigen: C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (g)

Dari perbandingan koefisien-koefisien gas:

Soal No. 105 liter gas propana C3H8 dibakar sempurna menurut reaksi:C3H8 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (g) (reaksi belum setara)

Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas oksigen yang diperlukan sebanyak....A. 5 LB. 10 LC. 15 LD. 20 LE. 25 L

PembahasanReaksi gas propana dengan oksigen yang sudah setara: C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (g)

Dari perbandingan koefisien-koefisien gas:

Soal No. 11Jika 4,4 gram propana dibakar sempurna menurut reaksi:C3H8 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (l) (belum setara)

maka volum gas karbondioksida yang dihasilkan pada keadaan STP adalah....(Ar C = 12; H = 1)A. 1,12 literB. 2,24 literC. 2,75 literD. 6,72 literE. 7,46 liter

PembahasanReaksi setaranya sbb:C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l)

Propana C3H8Mr = 312 + 18 = 44mol = gram/Mr= 4,4 / 44= 0,1 mol

Karbondioksida ( CO2) yang dihasilkan:= (koef CO2 / koef C3H8 ) mol C3H8 22,4 liter= (3/1) 0,1 22,4 liter= 6,72 literSoal No. 12Sebanyak 8 liter gas propana dibakar dengan gas oksigen seseuai dengan persamaan reaksiC3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l)

Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas CO2 yang dihasilkan adalah....A. 24 literB. 12 literC. 8 literD. 6 literE. 3 liter(uan 2003)

PembahasanSeperti soal sebelumnya:

STRUKTUR ATOM DAN SISTEM PERIODIK.Teori Atom Bohr danMekanika KuantumTUJUAN PEMBELAJARANSetelah mengikuti pembelajaran siswa dapat :1. menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum,2. menentukan bilangan kuantum dan bentuk-bentuk orbital,3. menjelaskan kulit dan subkulit serta hubungannya dengan bilangan kuantum,4. menyusun konfigurasi elektron berdasarkan prinsip Aufbau, aturan Hund, dan azas laranganPauli,5. menentukan letak unsur dalam tabel periodik berdasarkan konfigurasi elektronA. Teori Atom Bohr dan Teori Mekanika KuantumBohr yang menyatakan:1. Elektron dalam atom mempunyai tingkat energi tertentu atau elektronbergerak mengelilingi inti dalam lintasan tertentu.2. Pada lintasannya elektron tidak menyerap atau memancarkan energi.3. Elektron dapat pindah dari satu tingkat ke tingkat energi yang lain. Jikaelektron pindah ke tingkat energi yang lebih tinggi elektron tersebutdikatakan dalam keadaan tereksitasi.Pada tahun 1923 Louis de Broglie mengemukakan bahwa semua materimemiliki sifat gelombang dan setiap partikel yang bergerak memiliki sifat gelombangdengan panjang gelombang tertentu. Elektron yang bergerak mengelilingi inti,gerakannya seperti sebuah gelombang, keberadaan dalam lintasannya tidak pasti.Hal ini tidak sesuai dengan yang dikemukakan Bohr yaitu elektron bergerak pada lintasan tertentu.Pada tahun 1926 Erwin Schrodinger dan Werner Heisenberg mengemukakanteori bahwa lokasi elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, yangdapat ditentukan hanyalah daerah kemungkinan keberadaan elektron. Oleh karenakeberadaan elektron diperkirakan dengan mekanika kuantum maka teori ini disebut teori atom mekanika kuantum.B. Bilangan Kuantum dan Bentuk Orbital1. Bilangan KuantumSchrodinger menggunakan tiga bilangan kuantum yaitu bilangan kuantumutama (n), bilangan kuantum azimut (l), dan bilangan kuantum magnetik (m).Ketiga bilangan kuantum tersebut menjelaskan tingkat energi, bentuk, dan orientasielektron di dalam orbital. Selain ketiga bilangan kuantum tersebut ada bilangankuantum spin (s) yang menunjukkan perputaran elektron pada sumbunya.a. Bilangan Kuantum UtamaBilangan kuantum utama memiliki lambang n. Harga n melambangkan tingkatenergi elektron atau kulit elektron. Harga n untuk berbagai kulit elektron yaitusebagai berikut.Elektron pada kulit ke-1, memiliki harga n = 1.Elektron pada kulit ke-2, memiliki harga n = 2.Elektron pada kulit ke-3, memiliki harga n = 3.Elektron pada kulit ke-4, memiliki harga n = 4.b. Bilangan Kuantum AzimutBilangan kuantum azimut memiliki lambang l. Bilangan kuantum azimutmenyatakan tingkat energi elektron pada subkulit. Subkulit elektron mempunyailambang s, p, d, f. Huruf-huruf tersebut berasal dari kata sharp (s), principal (p),diffuse (d), dan fundamental (f) yang diambil dari nama-nama seri spektrum unsur.Harga l untuk berbagai subkulit yaitu sebagai berikut.Elektron pada subkulit s memiliki harga l = 0Elektron pada subkulit p memiliki harga l = 1Elektron pada subkulit d memiliki harga l = 2Elektron pada subkulit f memiliki harga l = 3Hubungan harga n dengan l adalah harga l mulai dari 0 sampai dengan n-1.Contoh:Jika n = 1 maka l = 0.Jika n = 2 maka l = 0, 1.Jika n = 3 maka l = 0, 1, 2.Jika n = 4, maka l = 0, 1, 2, 3.c. Bilangan Kuantum MagnetikBilangan kuantum magnetik memiliki lambang m yang menunjukkan arahorbital elektron. Bilangan kuantum magnetik menyatakan jumlah orbital padasubkulit elektron. Bilangan kuantum ini bernilai negatif, nol, dan positif. Secaramatematika harga m dapat ditulis mulai dari -l sampai dengan +l. Harga m untuk berbagai l atau sib kulit.Tabel 1.1 Harga m untuk berbagai subkulit

Tabel 1.2 Harga bilangan kuantum n, l, danm untuk berbagai bilangan kuantum

d. Bilangan Kuantum Spin

Bilangan kuatum spin denganlambang s, menyatakan arah perputaranelektron pada sumbunya.Bilangan kuantum suatu elektrondi dalam orbital dapat memiliki hargaspin + 1/2 dan -1/2,tetapi kesepakatan para tokoh kimia,untuk elektron pertama didalam orbital harga spinnya =+1/2.Contoh Soal

2. Bentuk OrbitalElektron-elektron bergerak pada setiap orbitalnya. Orbital-orbital mempunyaibentuk yang berbeda-beda sesuai dengan arah gerakan elektron di dalam atom.Bentuk berbagai orbital adalah sebagai berikut:a. Orbital s

Orbital s digambarkan berbentuk bola dengan inti sebagai pusat.b. Orbital pOrbital p terdiri atas 3 orbital, masing-masing berbentuk balon terpilin denganarah dalam ruang sesuai dengan sumbu x, y, dan z. Perhatikan Gambar

c. Orbital dBentuk orbital d terdiri atas lima orbital yaitu dx2 y2 , dxz, dz2 , dxy, dan dyz.

C. Konfigurasi ElektronKonfigurasi elektron merupakan distribusi elektron-elektron di dalam orbitalorbitalsuatu atom. Distribusi elektron didasarkan pada tingkat-tingkat energi dariorbital. Konfigurasi elektron harus memenuhi berbagai aturan atau prinsip. Berikutini dijelaskan beberapa aturan atau prinsip tentang konfigurasi elektron1. Prinsip AufbauSubkulit atau orbital-orbital elektron mempunyai tingkat energi yang berbeda.Tingkat-tingkat energi dan subkulit elektron dari periode ke-1 sampai ke-7digambarkan seperti Gambar 1.5(a).Menurut Aufbau, elektron dalam atom sedapat mungkin memiliki energi yangterendah maka berdasarkan urutan tingkat energi orbital, pengisian konfigurasielektron dimulai dari tingkat energi yang paling rendah ke tingkat energi yangtertinggi. Cara pengisian elektron pada subkulit dapat digambarkan seperti Gambar

Urutan subkulit dari energi terendah sampai tertinggi yaitu sebagai berikut.1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p, 6f, 7dContoh:Konfigurasi elektron dari atom-atom 2He, 3Li, 7N, 11Na, 18Ar, 22Ti, dan 26Fe adalah sebagai barikut:

Prinsip Aufbau adalah:Elektron-elektron dalam suatu atom selalu berusaha menempati subkulit yangtingkat energinya rendah. Jika subkulit yang tingkat energinya rendah sudahpenuh, baru elektron berikutnya akan mengisi subkulit yang tingkat energinyalebih tinggi.2. Prinsip Eksklusi atau Prinsip Larangan PauliHelium memiliki dua elektron yang terletak pada orbital yang sama. Keduaelektron memiliki harga bilangan kuantum n, l, dan m yang sama, tetapi bilangankuantum s berbeda yaitu + 1/2dan 1/2. Harga bilangan kuantum masing-masingelektron pada He adalah: n = 1, l = 0, m = 0, s = + 1/2dan n = 1, l = 0, m = 0, s = 1/2Atas dasar pengamatan ini ahli fisika Austria Wolfgang Pauli merumuskansuatu prinsip yang dikenal dengan prinsip eksklusi atau larangan Pauli.Prinsip larangan Pauli adalah:Tidak ada dua elektron di dalam atom memiliki empat bilangan kuantum3. Aturan HundKonfigurasi elektron dapat pula ditulis dalam bentuk diagram orbital. Contohdiagram orbital yaitu:1s 2s 2pElektron-elektron di dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidakberpasangan. Elektron-elektron pada subkulit akan berpasangan setelah semuaorbital terisi satu elektron.Misalnya konfigurasi elektron pada diagram orbital dari unsur O dengan nomoratom 8 adalah

Aturan pengisian elektron tersebut sesuai dengan aturan Hund. Aturan Hundmenyatakan:Pada subkulit yang orbitalnya lebih dari satu, elektron-elektron akan mengisidulu semua orbital, sisanya baru berpasangan.Contoh SoalBuat konfigurasi elektron dan diagram orbital dari titanium, besi, nikel, dan tembagadengan nomor atom berturut-turut 22, 26, 28, dan 29!Penyelesaian:Penulisan konfigurasi elektron suatu atom dapat disingkat dengan menuliskanlambang atom golongan VIIIA pada periode sebelumnya diikuti konfigurasi sisanya.Contoh:8O : 1s2 2s2 2p4 ditulis 8O : (He) 2s2 2p417Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ditulis 17Cl : (Ne) 3s2 3p523V : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 ditulis 23V : (Ar) 4s2 3d3II. SISTEM PERIODIKDasar dan Penyusunan Sistem Periodik Unsur ModernSistem periodik unsur modern (lihat gambar) disusun berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat. Lajur horizontal, yang selanjutnya disebut periode, disusun menurut kenaikan nomor atom, sedangkan lajur vertikal, yang selanjutnya disebut golongan, disusun menurut kemiripan sifat.Unsur segolongan bukannya mempunyai sifat yang sama, melainkan mempunyai kemiripan sifat. Setiap unsur memiliki sifat khas yang membedakannya dari unsur lainnya. Unsur-unsur dalam sistem periodik dibagi menjadi dua bagian besar, yaitu unsur-unsur yang menempati golongan A yang disebut unsur golongan utama, dan unsur-unsur yang menempati golongan B yang disebut unsur transisi (James E. Brady, 1990).Sistem periodik unsur modern yang disebut juga sistem periodik bentuk panjang, terdiri atas 7 periode dan 8 golongan. Periode 1, 2, dan 3 disebut periode pendek karena berisi sedikit unsur, sedangkan periode lainnya disebut periode panjang. Golongan terbagi atas golongan A dan golongan B. Unsur-unsur golongan A disebut golongan utama, sedangkan golongan B disebut golongan transisi. Golongan-golongan B terletak antara golongan IIA dan IIIA. Golongan B mulai terdapat pada periode 4.Dalam sistem periodik unsur yang terbaru, golongan ditandai dengan golongan 1 sampai dengan golongan 18 secara berurutan dari kiri ke kanan. Dengan cara ini, maka unsur transisi terletak pada golongan 3 sampai dengan golongan 12. Cara seperti itu dapat dilihat pada sistem periodik unsur pada gambar

a. PeriodeSistem periodik unsur modern mempunyai 7 periode. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit yang sama pada konfigurasi elektronnya, terletak pada periode yang sama.

b. GolonganSistem periodik unsur modern mempunyai 8 golongan utama (A).Unsur-unsur pada sistem periodik modern yang mempunyai elektronvalensi (elektron kulit terluar) sama pada konfigurasi elektronnya, makaunsur-unsur tersebut terletak pada golongan yang sama (golonganutama/A).