Abdul Wahid Surhim 2014

Transkripsi

1 Abdul Wahid Surhim 2014

2 Kerangka Pembelajaran Persamaan Kimia Pola Reaktivitas Kimia Berat Atom dan Molekul Mol Rumus Empirik dari Analisis Informasi Kuantitatif dari Persamaan yang Disetarakan Membatasi Reaktan

3 Persamaan Kimia Persamaan kimia ditulis untuk mewakili reaksi kimia METANA Komponen utama gas bumi Dibakar dengan oksigen menghasilkan karbon dioksida dan air Metana dan oksigen adalah reaktan Karbon dioksida dan air adalah produk Persamaan kimia yang menggambarkan reaksi tersebut: CH 4 O2 CO2 H 2O

4 Persamaan Kimia Pernyataan: Metana dan oksigen berreaksi membentuk karbon dioksida dan air Ini adalah kualitatif, bukan kuantitatif Hukum kekekalan massa tidak boleh diabaikan Perlu adanya keseimbangan persamaan reaksi

5 Penyeteraan Persamaan Reaksi CH4 O2 CO2 H2O REAKTAN C : 1 H : 4 O : 2 PRODUK C : 1 H : 2 (kurang 2) O : 3 (lebih) Jika H produk dikali 2, maka O reaktan kurang 2, maka O reaktan dikali 2 juga Persamaannya menjadi: CH 4 2O2 CO2 2H 2O

6 Persamaan Kimia Kemampuan menyetarakan persamaan reaksi adalah sangat penting Tipsnya: Sesuaikan MOLEKUL lebih dahulu, UNSUR belakangan Kali ini, persamaan yang setara menggunakan bilangan bulat

7 Pola Reaktivitas Kimia Dikarenakan banyak sekali reaksi yang berbeda-beda, maka perlu dikelompokkan kedalam kelompok kecil Reaksi Pembentukan Penguraian Pembakaran Oksidasi Reduksi

8 Reaksi Pembentukan dan Penguraian

9 Reaksi Pembakaran CH 4 ( g ) 2O2 (g) CO2 (g) 2 H 2 O (l) 2H 2 ( g ) O2 (g) 2 H 2 O (l) 2S ( s) O2 (g) 2 S 2 O (g)

10 Berat Atom dan Molekul Skala massa atom memberikan massa tiap unsur relatif terhadap massa atom 12 C AMU (atomic mass unit) atau SMA (satuan massa atom): 1 amu = x g 1 g = x amu Skala amu membuat kita dapat menggunakan rumus kimia untuk menentukan komposisi persentasenya dengan massa dari sebuah molekul

11 CO 2 Terdiri atas satu atom karbon dan dua atom oksigen Oksigen massanya amu Atom SAtom AMU SAMU % O % C % Jumlah %

12 Perkiraan Massa Atom

13 Massa Atom Rerata Banyak unsur berada di alam sebagai campuran isotop Massa atom unsur tersebut ditentukan menggunakan isotopnya Karena itu dibuat massa atom reratanya

14 Berat Rumus dan Berat Molekul BERAT RUMUS adalah jumlah berat atom dari tiap atom dalam rumus kimianya Jika rumus kimia dari sebuah senyawa adalah rumus molekulnya, maka berat rumus disebut juga BERAT MOLEKUL

15 Komposisi C 12 H 22 O 11 MW of C 12 H 22 O 11 : 342 g/mol g/mol %C 342 g/mol 100% 42.1% 22 1g/mol %H 100% 6.4% 342 g/mol 1116 g/mol %O 100% 51.5% 342 g/mol

16 MOL Kalau di dunia dagang ada istilah LUSIN (dozen) yang berarti 12, maka di kimia adalah istilah MOL yang berarti x obyek (atom, molekul atau ion) Bilangan x disebut BILANGAN AVOGADRO (ditemukan oleh seorang ilmuwan jerman bernama J. J. Loschmidt pada tahun 1865, tetapi karena yg pertama menyatakan perlunya satuan jumlah bagi atom dan molekul adalah Amedeo Avogadro, maka bilangan ini dinamakan bilangan AVOGADRO) Bayangkan kalau seluruh penduduk dunia ditugaskan untuk menghitung atom dalam 4,003 gram He! Menggunakan skala amu untuk satu mol molekul air: x10 molekul air mol x amu molekul air 1.085x10 mol 25 amu

17 Konversi Dikonversi ke satuan yang umumnya dipakai (gram): x10 g 1.085x10 amu x g amu

18 Mol, Amu dan Gram Bukan suatu kebetulan bahwa amu dan gramnya sama 1 molekul air memiliki amu, dan 1 mol molekul air memiliki gram Massa 1 molekul CO 2 adalah amu, dan massa 1 mol molekul CO 2 adalah gram Setengah massanya mengandung setengah banyaknya partikel

19 Rumus Empirik dari Analisis Zat kimia seperti air, karbon dioksida, hidrogen peroksida, dan sodium khlorida memiliki rumus yang menggambarkan jumlah relatif unsur-unsur yang menyusunnya Rumus air, H 2 O, mengindikasikan bahwa sebuah molekul air mengandung dua molekul hidrogen dan satu molekul oksigen Begitu pula CO 2 yang terdiri atas satu atom karbon dan dua atom oksigen Keduanya disebut RUMUS MOLEKUL

20 Rumus Empirik dari Analisis Bagaimana dengan peroksida air, H 2 O 2? Karena memiliki dua atom yang jumlahnya genap, maka bisa dibentuk kedalam RUMUS EMPIRIK: HO Jadi rumus empirik tidak menggambarkan jumlah atom yang dikandung oleh sebuah molekul

21 Rumus Empirik dari Analisis Air dan karbon dioksida memiliki rumus molekul dan rumus empirik yang sama Senyawa ion tidak berada sebagai molekul, karena itu tidak memiliki rumus molekul Senyawa ion selalu dinyatakan dalam rumus empirik Misalnya: NaCl, MgCl 2, dll

22 Rumus Empirik Tentukan rumus empirik campuran yang terdiri atas persen karbon, 5.12 persen hidrogen, dan persen oksigen dalam massa!

23 Rumus Empirik Solusi: Asumsi total massa = 100 g C = g H = 5.12 g O = g C:H:O = 81.32/12 : 5.12/1 : 13.56/16 C:H:O = : 5.12 : = 8:6:1 Rumus empirik dari sebuah campuran: C 8 H 6 O

24 Prosedur Umum Menentukan Rumus Empirik Given: Mass % elements Find: Empirical formula Assume 100 g sample Calculate mol ratio Grams of each element Use atomic weights Moles of each element

25 RELASI MASSA DALAM REAKSI Menulis dan menyetarakan persamaan kimia 1. Menulis kerangka persamaan: kiri reaktan (hydrazine dan dan kanan produk: N 2 H 4 + N 2 O 4 N 2 + H 2 O 2. Indikasikan keadaan fisik tiap molekul: gas (g), cairan (l), padatan (s) atau larutan (aq): N 2 H 4 (l) + N 2 O 4 (l) N 2 (g) + H 2 O(g) 3. Setarakan persamaannya: 2N 2 H 4 (l) + N 2 O 4 (l) 3N 2 (g) + 4H 2 O(g) Relasi massa dari persamaan

26 Informasi Kuantitatif dari Persamaan yang Disetarakan Berapa gram air yang dihasilkan dalam pembakaran 1.00 g glukosa? moles C 6 H 12 O 6 1mol C H O g C 6H12O g C6H12O6 moles H 2 O 1mol C g C 6H12O g C6H12O6 1mol C6H12O6 H O 6 mol H O grams H 2 O 1.00 g C g H H 2 O 12 O 6 1mol C6H12O g C6H12O 6 6 mol H2O 1mol C6H12O g H O 2 1mol H2O

27 Latihan: Molekul N 2, H 2, dan NH 3 Boks A berisi 5 molekul nitrogen (N 2 ) dan 15 molekul hydrogen (H 2 ). Boks B berisi 10 molekul NH 3 Buat gambar ilustrasi Boks A dan Boks B (lingkaran terbuka untuk atom N dan kotak untuk atom H) Bandingkan boks A dan boks B: Jumlah atom N dan atom H Jumlah partikel diskret Massa Jika boks A reaktan dan boks B produk, tulis persamaan reaksinya Reduksi koefisien reaksi di atas untuk mendapatkan koefisien reaksi berupa bilangan bulat yang kecil

28 Membatasi Reaktan Kadang kita menghitung produk sesuai dengan jumlah reaktan stoikiometri-nya Umumnya, satu reaktan akan dikonsumsi secara sempurna dan akan membatasi jumlah produk yang dihasilkan Jumlah produk yang dihasilkan jika reaktan yang membatasi dikonsumsikan secara sempurna disebut YIELD TEORITIS Ini jarang bisa dicapai

29 Reaksi Terbatasi Sb I 2 Panas

30 Yield Aktual

31

32 Latihan Seorang mahasiswa menyiapkan asam fosfor, H 3 PO 3, dengan mereaksikan fosfor triiodida padat dengan air. PI 3 (s) + 3H 2 O(l) H 3 PO 3 (s) + 3HI(g) Mahasiswa tersebut memperoleh 0,250 liter H 3 PO 3 (densitas 1,651 g/cm 3 ). Prosedurnya adalah ada 45,0% berlebih air dan yieldnya 75,0%. Berapa berat fosfor triiodida? Berapa volume air (densitas 1,00 g/cm 3 ) yang seharusnya digunakan?

33 Efisiensi Pembakaran di Boiler

34 Dinitrogen pentaoksida dapat dihasilkan oleh reaksi antara nitrogen dan oksigen. 1. Tulislah persamaan yang disetarakan untuk reaksi tersebut 2. Tulislah persamaan yang disetarakan tersebut dalam bentuk gambar. Kotak untuk atom nitrogen, lingkaran untuk atom oksigen. 3. Jika ada enam molekul nitrogen dan enam molekul oksigen, tunjukkan menggunakan gambar sebelum dan setelah reaksi 4. Reaksi menggunakan 4,50 gram oksigen dan nitrogen berlebih, berapa gram dinitrogen pentaoksida diproduksi? 5. Reaksi lain menggunakan 3,87 gram oksigen dan 3,87 gram nitrogen: a) berapa gram dinitrogen pentaoksida diproduksi? b) berapa gram sisa reaktannya? c) Jika 3,87 gram dinitrogen pentaoksida diperoleh dari eksperimen, berapa yieldnya?

35 Persen Yield Seringnya yang terjadi, jumlah produk lebih kecil dari yang semestinya atau disebut YIELD AKTUAL Dari sini bisa dihitung Persen Yieldnya Persen Yield Yield Aktual Yield Teoritis x100