LOGO Stoikiometri Tim Dosen Pengampu MK. Kimia Dasar
Konsep Mol Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebut mol. 1 mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12 gram C 12, yaitu 6,0221367 10 23 partikel. Jumlah partikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro (L). Partikel zat dapat berupa atom, molekul, atau ion 1 mol atom = L buah atom, massanya = A r atom tersebut. 1 mol molekul = L buah molekul massanya = M r molekul tersehut www.themegallery.com
Massa atom relatif dan massa molekul relatif Untuk atom Ar X Untuk senyawa massa rata - rata 1atom X 1 massa1atom C -12 12 Ar masing - masing atom penyusun www.themegallery.com
Contoh soal 1 Jika Ar Fe = 56 sma dan massa 1 atom 12C = 2x10-23. Tentukan massa 10 atom besi Ar X massa rata - rata 1atom X 1 massa 1atom C -12 12 Massa rata2 1 atom Fe = 56 x 1/12 x 2x10-23 Massa 10 atom Fe = 9,3 x 10-23 gram = 10 x 9,3 x 10-23 gram = 93 x 10-23 gram www.themegallery.com
Jika Ar H = 1, Ar O = 16, dan massa 1 atom 12C = 2 x 10-23 gram, tentukan massa 10 molekul air Jawab : Mr H2O = (2 x Ar H) + (1x Ar O) = 18 Massa 1 molekul H2O = Mr H2O x 1/12 x massa 1 atom C-12 18 x 1/12 x 2 x 10-23 = 3 x 10-23 gram Massa 10 molekul air = 10 x 3 x 10-23 gram = 3 x 10-22 gram www.themegallery.com
Contoh soal 2 Contoh: Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH? Jawab: M r NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 n mol NaOH = massa / M r = 20 / 40 = 0.5 mol gr Mr/Ar Banyaknya molekul NaOH = 0.5 L = 0.5 x 6.023 x 10 23 = 3.01 x 10 23 molekul www.themegallery.com
Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel X = n x 6,02 x 10 23 Keterangan : n = jumlah mol X = jumlah partikel 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 10 23 atom besi (partikel unsur besi adalah atom) 5 mol CO 2 mengandung 5 6,02 10 23 = 3,01 10 24 molekul CO 2 1 mol Na + mengandung 6,02 10 23 ion Na + (partikel ion Na + adalah ion) www.themegallery.com
Massa Molar (m m ) Massa molar : massa 1 mol suatu zat, sama dengan Ar atau Mr zat itu dan dinyatakan dalam g/mol m = n x m m massa unsur X = n x A r X massa senyawa X= n x M r senyawa X Zat Massa Mol Massa molar Ca (A r Ca = 40) 40 g/mol 1 mol 40 g CO 2 (M r = 44) 44 g/mol 2 mol 88 g NaCl (M r = 58,5) 58,5 g/mol 4 mol 117 g www.themegallery.com
Volume molar (V m ) Volume per mol gas disebut volume molar gas dan dinyatakan dengan lambang V m. V = n x V m Pada keadaan standar (suhu 0 o C dan tekanan 1 atm, STP), volume molar gas (V m ) adalah 22,4 L/mol. Contoh : volume 2 mol gas CO 2 pada keadaan STP = 2 x 22,4 = 44,8 L. www.themegallery.com
Kemolaran (M) Kemolaran (M) adalah salah satu cara untuk menyatakan konsentrasi (kepekatan) suatu larutan. Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan, atau jumlah mmol zat terlarut dalam tiap ml larutan. M n V www.themegallery.com
www.themegallery.com
Jika sebanyak 20 gram NaOH dilarutkan dalam 250 ml akuades, berapa jumlah mol, jumlah partikel, dan kemolaran larutan NaOH? www.themegallery.com
Rumus Kimia menunjukkan jenis unsur dan jumlah relatif masingmasing unsur yang terdapat dalam zat. Banyaknya unsur yang terdapat dalam zat ditunjukkan dengan angka indeks Dapat berupa rumus empiris dan rumus molekul Konsep mol dapat digunakan untuk menentukan rumus suatu senyawa www.themegallery.com
Rumus Empiris Vs Molekul Rumus empiris rumus kimia yang menyatakan rasio perbandingan terkecil dari atom-atom pembentuk sebuah senyawa Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun satu molekul senyawa Rumus Molekul = ( Rumus Empiris )n Mr Rumus Molekul = n x ( Mr Rumus Empiris ) n= bilangan bulat www.themegallery.com
Penentuan Rumus Empiris dan Molekul 1. Cari massa (persentase) tiap unsur penyusun senyawa 2. Ubah ke satuan mol 3. Perbandingan mol tiap unsur merupakan rumus empiris 4. Untuk mencari rumus molekul dengan cara : ( Rumus Empiris ) n = Mr, n dapat dihitung 5. Kemudian kalikan n yang diperoleh dari hitungan, dengan rumus empiris. www.themegallery.com
Contoh soal 22 g sampel suatu senyawa yang hanya mengandung fosfor dan sulfur, dianalisis dan ternyata mengandung 12,4 g fosfor dan 9,6 g sulfur. Bagaimana komposisi persentase senyawa ini? Tuliskan rumus empirisnya! www.themegallery.com
Persamaan Reaksi Chemical Equation Penggunaan lambang (simbol) kimia untuk menunjukkan apa yang terjadi saat reaksi kimia berlangsung N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) Tanda + berarti bereaksi dengan dan tanda berarti menghasilkan.
Persamaan Reaksi Chemical Equation Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama)
Persamaan Reaksi Chemical Equation HNO 3 (aq) + H 2 S (g) NO (g) + S (s) + H 2 O (l) a HNO 3 + b H 2 S c NO + d S + e H 2 O atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi) atom O : 3a = c + e 3a = a + e e = 2a atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a 2b = 3a b = 3/2 a atom S : b = d = 3/2 a
Persamaan Reaksi Chemical Equation Maka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya : 2 HNO 3 + 3 H 2 S 2 NO + 3 S + 4 H 2 O
Contoh soal Karbid (kalsium karbida) adalah padatan putih yang pada umumnya digunakan orang untuk mengelas. Karbit dihasilkan dari pemanasan kalsium oksida dan karbon dalam tanur listrik dengan hasil samping gas karbon dioksida. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi : CaO(s) + C(s) CaC 2 (s) + CO 2 (g) 2CaO(s) + 5C(s) 2CaC 2 (s) + CO 2 (g) www.themegallery.com
Latihan soal Setarakan reaksi kimia berikut : 1. C 8 H 18 + O 2 CO 2 +H 2 O 2. Al + H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 3. P 4 O 10 + H 2 O H 3 PO 4 4. Al + Fe 3 O 4 Al 2 O 3 + Fe 5. Na 2 S 2 O 3 +I 2 NaI + Na 2 S 4 O 6 www.themegallery.com
Pembakaran senyawa hidrokarbon C x H y dalam oksigen berlebih menghasilkan 220 mg CO 2 (M r =44) dan 45 mg H 2 O (M r =18). Jika A r C = 12 dan H = 1. Carilah rumus empiris senyawa tersebut! www.themegallery.com
Pengertian Stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia) Stoikiometri adalah hitungan kimia
Hubungan koefisien dalam persamaan reaksi dengan hitungan a. Perbandingan koefisien pada persamaan reaksi sebanding dengan volume gas (T, P sama) Contoh: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) 3 liter?? Jawab: Perbandingan volum 3 lt : 3/1 x 3 lt : 2/1 x 3 lt 3 lt : 9 lt : 6 lt 1 : 3 : 2
Hubungan koefisien dalam persamaan reaksi dengan hitungan b. Perbandingan koefisien pada persamaan reaksi sebanding dengan perbandingan mol Contoh: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) 2,8 g?? mol N 2 = 2,8 / 28 = 0,1 mol mol H 2 = 3/1 x 0,1 mol = 0,3 mol massa H 2 = 0,3 x 2 = 0,6 g mol NH 3 = 2/1 x 0,1 = 0,2 mol massa NH 3 = 0,2 x 17 = 3,4 g
Hubungan koefisien dalam persamaan reaksi dengan hitungan c. Perbandingan koefisien pada persamaan reaksi sebanding dengan perbandingan jumlah partikel Contoh: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) 6,022x10 23 Molekul? Molekul? Jawab: perbandingan koef 1 : 3 : 2 Jumlah molekul H 2 = 3 x 6,022x10 23 = 18,07x10 23 Jumlah molekul NH 3 = 2 x 6,022x10 23 = 12,04x10 23
KADAR ZAT Massa AxBy = p gram x. ArA. p massa A = MrAxBy y. ArB. p massa B = MrAxBy x. ArA. 100% %A = MrAxBy y. ArB. 100% %B = MrAxBy
Contoh Massa masing-masing unsur dalam 100 gram senyawa Ca(NO 3 ) 2 (A r N = 14, O = 16, dan Ca = 40) adalah : 1 x 40 x 100 massa unsur Ca dalam Ca(NO ) 24,39 3 2 (40+28+96) 2 x 14 x 100 massa unsur N dalam Ca(NO ) 17,07 3 2 (40+28+96) 6 x 16 x 100 massa unsur O dalam Ca(NO ) 58,54 3 2 (40+28+96)
Contoh Misalkan massa Al 2 O 3 = 50 g, maka berapakah persentase masing-masing logam tersebut? Jawab: Mr Al 2 O 3 = (2x27) + (3x16) = 102 g/mol %Al = 2xArAlx100% = 2x27x100% = 52,94% MrAl 2 O 3 102 massaal = 52,94%x50g = 26,47g %O = 3xArOx100% = 3x16x100% = 47,06% MrAl 2 O 3 102 massaal = 47,06%x50g = 25,53g
PEREAKSI PEMBATAS Adalah pereaksi yang habis terlebih dahulu dalam suatu reaksi kimia Cara menentukan pereaksi pembatas: membagi jumlah mol masing-masing pereaksi dengan koefisiennya, kemudian hasil terkecil itulah yang merupakan pereaksi pembatas
Contoh: 4Al (s) + 3O 2(g) 2Al 2 O 3(s) Mula-mula : 4 mol 4 mol Bereaksi : 4 mol 3/4x 4 mol 2/4 x 4 mol Sisa/stlh : - 1 mol 2 mol Jadi, setelah reaksi: - Terdapat sisa O 2(g) = 1 mol - Terdapat hasil Al 2 O 3(s) = 2 mol
Contoh: 1. Sebanyak 1,8 g Mg bereaksi dengan 1,4 g gas N 2 membentuk magnesium nitrida (Mg 3 N 2 ). Tentukan persamaan reaksinya dan massa zat setelah reaksi! (Ar Mg = 24 g/mol; Ar N= 14 g/mol) Jawab: Mol Mg = 1,8/24 = 0,075 mol Mol N 2 = 1,4/28 = 0,050 mol
Lanjutan 3 Mg + N 2 Mg 3 N 2 Mula-mula : 0,075 mol 0,050 mol Bereaksi : 0,075 mol 0,025 mol 0,025 mol Sisa / setelah : - 0,025 mol 0,025 mol Massa N 2 setelah bereaksi = n x Mr = 0,025 x 28 = 0,7 g Massa Mg 3 N 2 = n x Mr = 0,025 x 100 = 2,5 g
Latihan 1. Sebanyak 38,8 g senyawa ZnS dibakar dengan 30 liter gas oksigen (pada 0 o C, 1 atm) dengan reaksi: ZnS + O 2 ZnO + SO 2 Tentukan: - penyetaraan reaksinya! - volume SO 2 setelah reaksi berlangsung!
Latihan 2. Etilena, C 2 H 4 terbakar di udara membentuk CO 2 dan H 2 O sesuai dengan reaksi berikut: C 2 H 4 + O 2 CO 2 + H 2 O Tentukan: a. Penyetaraan reaksinya! b. Massa CO 2 yang terbentuk jika campuran ini mengandung 1,93 g C 2 H 4 dan 5,92 g O 2 yang terbakar!
REAKSI YANG MELIBATKAN CAMPURAN Jika suatu campuran direaksikan, maka masingmasing komponen mempunyai persamaan reaksi sendiri. Pada umumnya hitungan yang melibatkan campuran diselesaikan dengan pemisalan.
Contoh: Suatu campuran sejumlah 7,8 g yang terdiri dari logam aluminium dan logam magnesium direaksikan dengan asam sulfat. Reaksi tersebut menghasilkan total gas hidrogen sebanyak 8,96 L (STP). Berapakah komposisi persen massa masing-masing logam tersebut? Jawab: I. Mg + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 II. 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 Misal : Al = x gram (x / 27) mol Mg = (7,8 x) gram (7,8 x) / 24 mol
Jika diketahui bahwa volum total gas hidrogen = 8,96 l, maka n H 2 = 8,96/22,4 = 0,4 mol (mol H 2 I + mol H 2 II ) I. Mg + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 mol H 2 = [(7,8 x) / 24] mol II. 2Al + 3H 2 SO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3H 2 Mol H 2 = (3/2. x/27) mol = (x/18) mol Mol H 2 I + mol H 2 II = 0,4 mol [(7,8 x) / 24] + x/18 = 0,4 (1)
Dari persamaan (1), diperoleh: x = 5,4 g (Massa Al) Maka massa Mg = 7,8 x = 7,8 5,4 = 2,4 g Sehingga persentase masing-masing logam: % Al = (5,4 / 7,8) x 100% = 69,23% % Mg = (2,4 / 7,8) x 100% = 30,77%
REAKSI PENGENDAPAN Adalah reaksi yang dapat menghasilkan endapan padat Contoh: Reaksi antara timbal(ii) nitrat dengan natrium klorida sesuai reaksi: Pb(NO 3 ) 2(aq) + 2NaCl (aq) PbCl 2(s) + 2NaNO 3(aq)
REAKSI-REAKSI PEMBUATAN GAS a. Reaksi pembuatan gas H 2 Logam + HCl / H 2 SO 4 encer H 2 + senyawa ion (garam) Contoh: Mg (s) + 2 HCl (aq) H 2(g) + MgCl 2(aq) 2Al (s) + 3H 2 SO 4(aq) Al 2 (SO 4 ) 3(aq) + 3H 2(g)
REAKSI-REAKSI PEMBUATAN GAS b. Reaksi pembuatan gas CO 2 Seny. Karbonat + HCl / H 2 SO 4 encer CO 2 + H 2 O + senyawa ion (garam) Contoh: Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 CO 2 + H 2 O + Na 2 SO 4
REAKSI-REAKSI PEMBUATAN GAS c. Reaksi pembuatan gas NH 3 Seny. Amoniak + seny. Hidroksida NH 3 + H 2 O + garam Contoh: 3(NH 4 )SO 4(s) + 2Al(OH) 3(aq) 6NH 3(g) + 6 H 2 O + Al 2 (SO 4 ) 3(aq)
Latihan Jika 1,71 gram basa kuat L(OH) 2 dapat dinetralkan dengan 100 ml larutan HCl 0,2 M (A r O=16, H=1), maka massa atom relatif L sama dengan
Latihan Untuk oksidasi sempurna 1 liter campuran yang terdiri dari 60% metana (CH 4 ) dan 40% etana (C 2 H 6 ), dibutuhkan O 2 murni sebanyak.
Latihan Sebuah paduan (aliansi) yang terdiri dari 80% Zn (Ar = 65) dan 20% Cu (Ar = 63,5) yang digunakan untuk menghasilkan gas H 2 dengan cara mereaksikan dengan HCl. Untuk menghasilkan 2,24 L gas H 2, pada suhu dan tekanan standar, maka dibutuhkan paduan sebanyak..
Latihan Pada pemanasan 7,15 gram Na 2 CO 3.xH 2 O beratnya berkurang menjadi 2,65 gram (A r Na=23, C=12, O=16, H=1). Rumus kristal tersebut adalah.