Stoikiometri. Berasal dari kata Stoicheion (partikel) dan metron (pengukuran). Cara perhitungan dan pengukuran zat serta campuran kimia.

Transkripsi

1 Stoikiometri Berasal dari kata Stoicheion (partikel) dan metron (pengukuran). Cara perhitungan dan pengukuran zat serta campuran kimia. Bilangan Avogadro Stoikometri: pengukuran kuantitatif sehingga perlu ditetapkan hubungan yang mencakup jumlah relatif atom, ion atau molekul suatu zat.

2 Massa atom Membandingkan massa sejumlah atom dari unsur dengan sejumlah atom yang sama dari massa atom baku yaitu karbon Massa gr murni terdapat 6, atom. Jumlah atom tersebut = bilangan avogadro dengan simbol NA. Massa 1 mol atom 12 C = NA x massa 1 atom 12 C 12 gr/mol = NA x 12 U NA = = u = satuan massa atom 1u = kg 1/12 massa 1 atom 12 C, massa 1 atom = 12 u

3 Massa Atom dan Massa Molekul Massa atom relatif (Ar) Ar unsur X = Massa Molekul (Mr) Mr zat X = Massa molekul relatif suatu zat sama dengan jumlah massa atom relatif atom penyusun molekul zat tersebut.

4 berapakah partikel atom yang terdapat dalam 2.5 mol atom? Jawab: 2.5 mol x Bilangan Avogadro 2.5 x 6, = 15, partikel atom Berdasarkan analisis spektrometer massa, kelimpahan relatif berbagai isotop silikon di alam adalah 92,23% 28 Si, 4,67% 29 Si, 3,10% 30 Si. Hitunglah massa atom relatif Silikon berdasarkan data tersebut? nilai massa atom relatif merupakan nilai rata-rata ketiga isotop. Ar Si = (0,9223 x 28) + (0,0467 x 29) + (0,0310 x 30) = 25, , ,93 = 28,1087

5 Berapakah massa molekul relatif CuSO 4. Jawab: Massa molekul relatif merupakan jumlah massa atom relatif atom-atom penyusun senyawa. Mr = (n. Ar Cu) + (n. Ar S) + (n. Ar O) = (1. 63,546) + (1. 32,06) + (4. 15,9994) = 159,6036 n = jumlah atom

6 Jumlah penyusun zat. Konsep Mol 1 mol zat: Sejumlah zat yang mengandung 6, butir partikel (sejumlah bilangan avogadro). Bilangan avogadro: faktor penghubung jumlah mol zat dengan jumlah partikel yang dikandung zat. Jumlah mol Massa 1 mol zat = massa molekul (gr) = Mr x 1 gr

7 Massa molar Massa 1 mol atom. 1 mol atom Cl mempunyai massa molar = 35,435 g Cl/mol Cl. Berapa molkah sebongkah besi murni yang ketika diuji massanya 215 gr?. Jawab: bila diketahui massa molar besi (Fe): 56 gr Fe/mol Fe. (setiap 56 gr Fe merupakan 1 mol Fe). Jumlah mol zat =

8 CdCl 2 sebanyak 1,5276 g direaksikan sehingga terbentuk suatu logam kadmium dan senyawa bebas kadmium. Apabila massa logam kadmium: 0,9367 g dan massa molar Cl dianggap g Cl/mol Cl, berapakah massa molar Cd dalam reaksi?. Jawab: massa CdCl 2 massa Cd dalam CdCl 2 massa Cl dalam CdCl 2 = 1,5276 g = 0,9367 g = 0,5909 g mol Cl = = Dari rumus molekul CdCl 2 ternyata jumlah mol Cd dan Cl berbanding 1:2. Jumlah mol Cd = ½. Mol Cl = ½ = mol

9 Massa atom relatif Cd = massa molar Cd Massa molar zat = massa zat/jumlah mol zat = g/ mol = g/mol Jadi masa atom relatif 1 mol Cd = 112,41 g/mol.

10 Komponen larutan: REAKSI KIMIA DALAM LARUTAN Pelarut (solvent): substansi yang melarutkan zat. Komponen tersebut menentukan wujud larutan sebagai gas, padatan atau cair. Zat terlarut (solute): Substansi yang terlarut dalam solvent. Contoh: NaCl (aqueous): artinya NaCl sebagai zat terlarut dan aqua sebagai pelarut.

11 Konsentrasi larutan dalam satuan Fisika Jumlah zat terlarut per satuan volume larutan Jumlah/banyaknya zat terlarut tiap satu satuan volume larutan. Misal: Konsentrasi: 20 gr KCl/l solution, artinya terdapat 20 gr KCl untuk setiap 1 liter larutan.

12 Bagaimana membuat larutan AgNO 3 (aqueous) sebanyak 60 cm 3 dengan larutan AgNO 3 tersebut harus mengandung 0.03 g AgNO 3 tiap cm 3? Jawab: 1 cm 3 harus mengandung 0.03 g AgNO 3, Untuk 60 cm 3 diperlukan: 60 x 0.03 g AgNO 3 = 1.8 g AgNO 3. Jadi larutkan 1.8 g AgNO 3 dalam labu ukur, aduk hingga semua zat AgNO 3, terlarut dalam 50 cm 3 aquadest. Setelah homogen tambahkan aquadest lagi hingga larutan mencapai volume 60 cm 3.

13 Persentase Komposisi Banyaknya zat terlarut dalam setiap 100 satuan larutan. 10% (v/v) NaCl: setiap 100 ml larutan terdapat 10 ml NaCl. 10% (g/g) NaCl: setiap 100 gr larutan terdapat 10 gr NaCl. Berapa larutan NaCl 5% (g/g) yang harus diambil untuk memperoleh 3.2 g NaCl?. Jawab: 5% (g/g) NaCl: dalam setiap 100 gr larutan terdapat 5 gr NaCl. Jadi 3.2 gr terkandung dalam 3.2 x (100/5 gr larutan) = 64 gr larutan.

14 Massa zat terlarut per Massa Pelarut Banyaknya zat terlarut dalam setiap satuan massa zat pelarut. Ex: 5.2 g NaCl dalam 100 g air (terdapat 5.2 gr NaCl terlarut dalam setiap 100 g air sebagai zat pelarut. Hitunglah massa HCl anhidrat dalam 5 cm 3 HCl pekat (kerapatan: 1.19 g/ cm 3 ) yang mengandung 37.23% (g/g) HCl. Jawab: Massa 5 cm 3 larutan = volume x kerapatan = 5 cm 3 x 1.19 g/ cm 3 = 5.95 gr. Massa HCl anhidrat dalam 5.95g larutan= x 5.95 gr = 2.22 gram HCl anhidrat.

15 Konsentrasi larutan dalam satuan kimia Molaritas (M) Banyaknya mol zat terlarut yang terdapat dalam 1 liter larutan. Konsentrasi molar (M) = H 2 SO 4 2M artinya asam sulfat dengan konsentrasi 2 mol H 2 SO 4 dalam setiap 1 liter H 2 SO 4.

16 Berapakah NaOH yang harus ditimbang untuk membuat larutan NaOH dengan konsentrasi 2 M?. Jawab: NaOH 2M berarti dalam setiap 1 liter larutan NaOH terdapat 2 mol NaOH terlarut. Massa zat terlarut = jumlah mol x massa molar NaOH = 2 x (Ar Na + Ar O + Ar H) Ar Na = 23, Ar 0= 16, Ar H = 1 maka: Massa zat terlarut= 2 mol x 40 g/mol = 80 g

17 Normalitas (N) Banyaknya gr ekivalen zat terlarut yang terdapat dalam 1 liter larutan. Gram ekivalen ditentukan oleh massa ekivalen zat terlarut, yang berhubungan dengan reaksi kimia: H + + OH - H2O 1. Massa ekivalen asam setara dengan fraksi massa molekul yang dapat memberikan 1 H + untuk melakukan reaksi netralisasi (massa ekivalen setara dengan massa molekul dibagi jumlah H + yang dapat dihasilkan). Gram ekivalen merupakan jumlah massa zat yang dibutuhkan untuk mereaksikan 1 mol H +.

18 2. Massa ekivalen basa Setara dengan fraksi massa molekul yang dapat memberikan 1 OH- atau dapat bereaksi dengan 1 H+. Berapakah KOH yang harus ditimbang untuk membuat KOH 1 N? Jawab: KOH 1 N memiliki reaksi netralisasi: KOH K + + OH - berarti 1 mol KOH menghasilkan 1 mol OH -, berarti perbandingan gram ekivalen dengan massa molekul = 1 : 1 Massa molekul KOH = Ar K + Ar O + Ar H = = 56 Gram ekivalen setara dengan 1/1 x 56 = 56 gr.

19 Molalitas (m) Banyaknya zat terlarut per kg pelarut dalam suatu larutan. HCl bermolalitas 1 m = terdapat 1 mol HCl anhidrat dalam 1000 gr pelarut. Molalitas larutan etil alkohol (C 2 H 5 OH) dalam air = 1.54 mol/kg. Berapa gr alkohol yang terlarut dalam 2.5 kg air?. Jawab: Massa molekul C 2 H 5 OH = 46, m = kg air melarutkan 1.54 mol alkohol. Jadi dalam 2.5 kg air terdapat: 2.5/1 x 1.54 mol = 3.85 mol etil alkohol. Massa alkohol dalam 2.5 kg air = 3.85 mol x 46 g/mol = 177 gr alkohol.

20 Fraksi Mol Jumlah mol (n) suatu komponen dibagi dengan jumlah mol semua komponen dalam larutan tersebut. X = fraksi mol = % X (zat terlarut) = n (zat terlarut)/n (zat terlarut) + n (pelarut) X (pelarut) = n (pelarut)/ n (pelarut) + n (zat terlarut) Tentukan fraksi mol kedua substansi dalam larutan yang mengandung 36 gr air dan 46 g gliserin (C3H5 (OH)3) Jawab Massa molekul air = 18 gr/mol Massa molekul gliserin = 92 gr/mol Jumlah mol gliserin = n gliserin = 46 gr/92 gr = 0.5 mol

21 Jumlah mol air = n air = 36 gr/18 gr = 2 mol X(gliserin) = n gliserin/n gliserin + n air = 0.5/ = 0.2 X(gliserin) = 0.2 x 100% = 20%. X (air) = n air / n air + n gliserin = 2/ = 0.8 X (air) = 0.8 x 100% = 80% Pengenceran (dilution) Konsentrasi larutan dinyatakan dalam skala volumetrik, jumlah zat terlarut yang terdapat dalam larutan pada volume tertentu akan setara dengan hasil kali volume dan konsentrasi. Jumlah zat terlarut = volume x konsentrasi

22 Larutan diencerkan, volume akan meningkat dan konsentrasi akan berkurang nilainya, tetapi jumlah keseluruhan zat terlarut akan konstan. Jadi 2 buah larutan memiliki konsentrasi berbeda tetapi mengandung jumlah zat terlarut yang sama: Volume 1 x konsentrasi 1 = volume 2 x konsentrasi 2 V1 K1 = volume dan konsentrasi awal V2K2 = volume dan konsentrasi setelah pengenceran

23 Untuk memperoleh larutan AgNO3 berkonsentrasi 16 mg/cm3, dari larutan AgNO3 berkonsentrasi 40 mg/cm3, berapa penceran yang harus dilakukan? V 1 x K1 = V2 x K2 1 cm3 x 40 mg/cm3 = V2 x 16 mg/cm3 V2 = 2.5 cm3. Jadi harus dilakukan pengenceran dari 1 cm3 larutan AgNO3 40mg/cm3 menjadi larutan bervolume 2.5 cm3 Besar pengenceran = v akhir / V awal = 2.5 / 1 = 2.5 kali. Banyaknya aquadest yang harus ditambahkan untuk setiap 1 cm3 = = 1.5 cm3.

24 RUMUS MOLEKUL DAN RUMUS EMPIRIS Jumlah aktual atom setiap unsur penyusun dalam 1 molekul senyawa. C6H6 = benzena 6 C dan 6 H. Senyawa memiliki komposisi 21.5% Na, 33.33% Cl, 45.1 % O. Bagaimana rumus molekulnya? jawab Andai senyawa memiliki massa 100 g, maka unsur penyusunnya: Na = 100 g x 21.6% = 21.6 g Na Cl = 100 g x 33.3% = 33.5 g Na O = 100 g x 45.1% = 45.1 g Na

25 Komposisi unsur dalam senyawa merupakan perbandingan mol, maka: Mol Na= mol Cl = mol O = 21.6/23 = 33.3/35.5 = 45.1/16 = 0.93 = 0.93 = : 1: 3 Jadi perbandingan komposisi Na : Cl : O = 1: 1: 3 = NaClO3

26 Hitunglah persentase CaO dalam CaCO3? Jawab Kesetaraan jumlah atom Ca dalam CaO dan CaCO3, dapat diturunkan persamaan faktor kuantitatifnya Fraksi CaO dalam CaCO3 = rumus molekul CaO/rumus molekul CaCO3 x 100% = 56/100 x 100% = 56%

27 Rumus Empiris Perbandingan mol unsur dalam senyawa. Bagaimana rumus empiris hidrokarbon yang ketika dianalisis menghasilkan persentase C = 85.63% dan H = 14.37%. Andaikan senyawa bermassa 100 g, Jumlah massa C = 85.63% x 100 g = g Jumlah massa H = 14.37% x 100 g = g Perbandingan mol C : H = 85.63/12 = 14.37/1 = 7.1 : : 2 Jadi rumus empiris (CH2)n

28 1. Berapa banyaknya: a. H 2 S (dalam gram) b. Mol H dan mol S c. Molekul H 2 S Yang terkandung di dalam 0,4 mol H 2 S. 2. Suatu unsur X membentuk senyawa dengan unsur klor dalam 3 macam bentuk yang berbeda. Ketiga senyawa itu berturut-turut mengandung: 59,68%, 68,95%, 74,75% Klor. Tunjukkan dari data tersebut adanya hukum perndingan berganda?.