STOIKHIOMETRI
Stoikhiometri : Dari kata Stoicheion = unsur dan metron = mengukur Membahas tentang : hub massa antar unsur dalam suatu senyawa (stoikhiometri senyawa) dan antar zat dalam suatu reaksi (stoikhiometri reaksi)
RUMUS KIMIA Lambang yang menyatakan: unsur-unsur yang terdapat dalam sebuah senyawa jumlah atom relatif dari tiap unsur
Rumus kimia untuk suatu senyawa: Rumus molekul Reaksi kimia yang didasarkan atas sebuah molekul yang sebenarnya Jumlah relatif atom tiap unsur Rumus empiris Perbandingan sederhana dari atom unsur dalam senyawa Rumus bangun/struktur Menggambarkan bagaimana atom-atom bergabung membentuk molekul
Contoh : Rumus bangun/struktur C 2 H 6 H H H C C H H H 3 atom H berikatan dengan 1 atom C
3 Kemungkinan hubungan yang dipertimbangkan: 1. Rumus molekul dan rumus empiris dapat identik contoh: CCl 4 2. Rumus molekul bisa merupakan penggandaan rumus empiris contoh: H 2 O 2 = rumus molekul HO = rumus empiris 3. Suatu senyawa dlm keadaan padat dpt memiliki rumus empiris (tidak memiliki rumus molekul) Contoh: NaCl, MgCl, NaNO 3
Fosfor Asetilen Benzena Formaldehida Glukosa Sukrosa Etilena Butena Senyawa Carbon tetraklorida Rumus Empirik P CH CH CH 2 O CH 2 O C 12 H 22 O 11 CH 2 CH 2 CCl 4 Rumus Molekul P 4 C 2 H 2 C 6 H 6 CH 2 O C 6 H 12 O 6 C 12 H 22 O 11 C 2 H 4 C 4 H 8 CCl 4
RUMUS KIMIA Contoh : pasir => SiO 2 Garam dapur? batu kapur => CaCO 3 STUKTUR ZAT Komposisi sama struktur/sifat berbeda Contoh: isomer intan Vs grafit
SATUAN RUMUS Sebuah molekul Bisa bukan molekul Merupakan kumpulan atom-atom terkecil dimana rumus dapat terbentuk Kehadiran unsur-unsur dinyatakan dengan lambangnya Jumlah atom relatif dinyatakan dengan bilangan subskrip Contoh : H 2 O = sebuah molekul CCl 4 = molekul H 2 O 2 = Molekul NaCl = bukan molekul tapi satuan rumus MgCl 2 = bukan molekul
MOLEKUL VS SATUAN RUMUS Molekul :gabungan dari atom-atom yang terikat erat merupakan satu kesatuan serta sifat fisik dan kimia khas Senyawa : zat yang tersusun dari 2 unsur atau kurang sehingga merupakan kombinasi simbol : rumus kimia Contoh : NaCl - padatan - lelehan Bukan merupakan molekul NaCl tapi satuan rumus Bukan massa molekul relatif tetapi massa rumus relatif
H 2 O : 2 atom H per satuan rumus 1 atom O per satuan rumus Contoh: 1. NaCl Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl Na Cl Senyawa ion padat (logam+non logam) Na Cl Na Cl Na Cl Sebuah satuan rumus berupa sepasang ion (atom) dari sekumpulan atom (ion) yang banyak
2. CCl 4 Cl C Cl Cl Cl Cl C Cl Cl Cl Senyawa kovalen (non logam + non logam) Sebuah satuan rumus berupa molekul
HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA
Hukum Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa) Massa semua zat sebelum reaksi (reaktan) dan setelah reaksi (produk) adalah sama
Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap) Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa adalah tertentu dan tetap Contoh: Dalam air (H 2 O) hidrogen : oksigen = 8 : 1
Hukum Dalton (Hukum( Perbandingan Berganda) Jika dua jenis unsur dpt membentuk dua jenis atau lebih persenyawaan dan jika massa salah satu unsur dlm senyawa-senyawa itu sama, maka perbandingan unsur yg kedua dlm senyawa-senyawa tsb merupakan bilangan bulat dan sederhana Contoh : massa O dlm CO : massa O dlm CO 2 = 1 : 2
Hukum Gay Lussac (Hukum Perbandingan volum) Bila diukur pd suhu dan tekanan yg sama, volum gas yg bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sbg bil bulat & sederhana. Contoh: Hidrogen+ Khlorin Rasio volum: : 1 : 1 : 2 hidrogen khlorida
Hipotesis Avogadro Pada suhu & tekanan sama, semua gas bervolum sama & mengandung jml molekul yg sama pula Perbandingan volum gas-gas yg bereaksi sama dg koefisien reaksinya Contoh: H 2 + Cl 2 2HCl Rasio volum: : 1 : 1 : 2
Konsep Mol Satu mol zat adalah sekian gram zat itu yg mengandung jml partikel sebanyak atom yg terdapat dlm 12 gram C-12 C Dlm 12 gram C-12 C terdapat L atom C L = 6,02 x 10 23 (Tetapan Avogadro) 1 mol zat terdapat 6,02 x 10 23 partikel
Massa Molar Massa zat per mol zat itu Untuk unsur yg partikelnya berupa atom : Massa molarnya : A r gram/mol Untuk senyawa/unsur partikelnya berupa molekul : Massa molarnya : M r gram/mol Massa = n x massa molar n = jml mol
MASSA MOLEKUL RELATIF : Massa rata-rata molekul menurut skala C 12 : Jumlah massa atom relatif dari semua atom dalam senyawa itu Massa molekul relatif Massa rumus relatif Senyawa kovalen Senyawa kovalen Senyawa ion
Volume Molar Gas Volume gas per mol gas tersebut (V m ) Pada STP (1 atm 0 o C): V m = 22,4 liter Pada keadaan suhu (T) dan tekanan (P) tertentu secara umum: PV m = RT V m = RT/P Pada T dan P yg sama: Volum gas A=V 1 ; Volum gas B = V 2 n = jml mol V V 1 2 n = n 1 2
KONSENTRASI ZAT TERLARUT 1. Persen konsentrasi a) Persen berat (%W/W) berat zat terlarut % Persen zat terlarut = x 100 berat larutan b) Persen volume (%V/V) volume zat terlarut % Persen volume terlarut = x100 % volume larutan c) Persen berat/volume (%W/V) gram zat terlarut (% W / V ) zat terlarut = x100 ml larutan % %
2. Kemolaran (Molaritas) (M) mol zat terlarut kemolaran = x100 % liter larutan 3. Kenormalan (Normalitas) (N) kemolaran = ekivalen liter zat terlarut larutan x100 % = massa gram zat ekivalen terlarut x liter larutan x100 % ekivalen = n x mol (n = valensi) massa ekivalen = massa molar n
4. Molalitas = jumlah mol zat terlarut Kg zat pelarut 5. Fraksi mol (X) fraksi mol A ( X A ) = jumlah mol mol A semua komponen fraksi mol zat terlarut = jumlah jumlah mol zat terlarut mol ( zat terlarut + mol pelarut ) fraksi mol zat pelarut = jumlah jumlah mol zat pelarut mol ( zat terlarut + mol pelarut )
ppm volume = V V i total x10 6 ppm massa i = g of i in 10 6 g total Contoh : = m i m total x 10 1 kg sampel tanah dianalisa untuk pelarut trikoloetilen (TCE). Analisa contoh sampel mengandung 5,0 mg TCE. Berapa konsentrasi TCE dalam ppm 6
[ TCE ] = 5 1 mg TCE kg tanah = 0,005 1000 g TCE g tanah = 5 x10 g 6 g TCE tanah x 10 6 [TCE] = 5 ppm massa
Contoh : Pembuatan 1 m (molalitas) sukrosa (C 12 H 22 O 11 ) 1 M (molaritas) sukrosa 1M sukrosa 1 mol sukrosa 1 L larutan Mr = 342 ; 1 mol = 342 g sukrosa 342 + air s/d tera Total larutan 1 L Densitas air = 1 kg/1 L
1 m sukrosa 1 kg air + sukrosa 342 g Total larutan >1 L, misal 1,11 L Maka 1 m sukrosa = mol sukrosa 1000 g pelarut = mol sukrosa 1,11 L Larutan < 1M = 0,901 M Pelarut = CCl 4 densitas CCl 4 =1,59 g/ml solut = A
1 M larutan A dalam CCl 4 1 Mol zat A + CCl 4 s/d tera 1 L 1 m larutan A dalam CCl 4 1 mol zat A dalam 1000 g CCl 4 Jumlah pelarut = 1000 g 1 ml 1,59 g = 628,93 ml Jika volum 1 mol A diabaikan Total larutan 628,93 ml Molaritas = 1 mol 0,628 L = 1,6 M
Kadar Unsur dalam Senyawa Kadar unsur X = x M A r r 100% x = jumlah atom unsur X dalam senyawa = indeks dari unsur X dalam rumus kimia senyawa A r = massa atom unsur X M r = massa molekul senyawa
Contoh: Berapa kadar C dan N dalam urea, CO(NH 2 ) 2 (Ar H = 1; C =12; O = 16; N = 14) Jawab: Mr Urea= 12+16+2 X 14+ 4 X 1 = 60 Kadar C = (1 X 12)/60 X 100% = 20% Kadar N = (2 X 14)/60 X 100% = 46,67%
STOIKHIOMETRI REAKSI
Reaksi kimia : perubahan 1 zat atau lebih yang disebut pereaksi (reaktan) menjadi zat baru yang disebut hasil reaksi (produk) Reaksi kimia berlangsung tanpa terjadi perubahan massa Persamaan Reaksi: Hukum Kekekalan Massa Simbol-simbol yang menyatakan sebagai reaksi kimia
Koefisien reaksi : menyatakan perbandingan mol zat-zat yg terlibat dalam reaksi Menyetarakan persamaan reaksi : menentukan koefisien reaksi shg memenuhi jumlah atom unsur tertentu pada reaktan = jumlah atom unsur tsb pada produk Contoh: N 2 (g) + H 2 (g) NH 3 (g) (belum setara) N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) (sdh setara) 1 molekul N 2 bereaksi dg 3 molekul H 2 menjadi 2 molekul NH 3 1 mol N 2 bereaksi dg 3 mol H 2 menjadi 2 mol NH 3
Klasifikasi REAKSI 1.Reaksi sintesis/penggabungan Reaksi pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya Fe (s) + Cl 2 (g) FeCl 2 (s) 2.Reaksi Metatesis/perpindahan ganda Reaksi dimana terjadi pertukaran antar senyawa NaCO 3 (aq) + CaCl 2 (aq) 3.Reaksi asam basa CaCO 3 (s) + 2NaCl (aq) HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l) 4.Reaksi Oksidasi reduksi K 2 SO 3 (aq) + ½ O 2 K 2 SO 4 (aq)
5. Reaksi Penguraian zat dipecah menjadi 2 zat atau lebih yang lebih sederhana CaCO 3 (p) CaO (P) + CO 2 (g)
Jika pereaksi-pereaksi dicampurkan Contoh: dalam jumlah yang tidak sesuai dgn perbandingan koefisien reaksi salah satu pereaksi yang habis terlebih dulu disebut Pereaksi/Reaktan Pembatas Alumunium bereaksi dgn oksigen membentuk aluminium oksida menurut persamaan:
4Al (s) + 3O 2 (g) 2 Al 2 O 3 (s) Jumlah mol reaktan Al 4 4 O 2 3 4 Jumlah mol produk 2 2 Reaktan Pembatas Ekivalen Aluminium Jumlah mol reaktan yg bersisa - 1 mol oksigen 5 2 3 1,5 2 1 Oksigen Ekivalen 1 mol aluminium - 0,6 0,4 0,27 Oksigen 0,07 mol aluminium
TIPS menentukan reaktan pembatas 1. Bagilah jumlah mol masing-masing reaktan dgn koefisien reaksinya 2. Reaktan dgn hasil pembagian yg paling kecil adalah REAKTAN PEMBATAS