11. Jawaban: C
13. Jawaban: D
Reaksi: CrCl3 → Cr + 3Cl
Reaksi:
Mol Cr = mol larutan CrCl3 = M × V = 1,0 × 1=
Fe2 O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
3+
–
3+
1 mol
11,2 = 0,2 mol 56 1 Mol Fe2 O3 = × 0,2 = 0,1 mol 2 Massa Fe2 O3 = 0,1× 160 = 16 kg Mol Fe =
Massa Cr yang mengendap di katoda = 1 mol × 52 gram/mol = 52 gram e.i.t 96.500 Ar 52 e= = = 17,33 Jumlah elektron 3 e.i.t W= 96.500 96.500.W t= i.e 96.500 × 52 5.018.000 t= = = 48.250 detik 17,33 × 6 103,98 W = e.F =
12. Jawaban: B
Pada reaksi SO2 → HSO3- bilangan oksidasi S tetap. •
Nilai S pada SO2
S + 2(O) = 0
S + 2(–2) = 0
S–4=0
S=+4
•
Nilai S pada HSO3–
H + S + 3(O) = –1
1 + S + 3(–2) = –1
S – 5 = –1
S = +4
14. Jawaban: D
Gas SO2 dan NO2 adalah gas hasil dari industri yang dapat menyebabkan hujan asam, karena apabila SO2 dan NO2 bereaksi dengan air akan menghasilkan H2SO4 dan HNO3 yang membuat pH air menjadi asam sekitar 3–4.
15. Jawaban: C E° reduksi > E° oksidasi E° = Eo reduksi – E° oksidasi E° = (0,13 V) – (0, 25 V) = 0,13 V + 0, 25 V = +0,12 V
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 239
239 29/08/2013 16:00:20
BAB 9 Larutan
A. Larutan Elektrolit dan Non-Elektrolit Larutan merupakan campuran homogen antara dua zat atau lebih. Berdasarkan daya hantarnya larutan terbagi 2 yaitu: 1. Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan listrik, karena di dalam larutan mengalami ionisasi. Larutan yang bersifat seperti ini adalah asam, basa, dan garam seperti NaCl, HCl, NaOH, dll. Berdasarkan kekuatan terionisasinya larutan elektrolit terbagi 2 yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Berikut perbedaan dari elektrolit kuat dan elektrolit lemah: No
Elektrolit Kuat Dalam air terionisasi sempurna (reaksi 1 berkesudahan).
Elektrolit Lemah Dalam air terionisasi sebagian (reaksi setimbang), maka mempunyai Ka atau Kb.
2 Daya hantar listrik kuat. Dalam alat uji elektrolit ditandai: 3 Lampu menyala terang. Gelembung gas banyak.
Daya hantar listrik lemah. Dalam alat uji elektrolit ditandai: - Lampu redup/mati. - Gelembung gas sedikit.
4 Derajat ionisasi (α = 1). Contoh: - Asamida (HCl, HBr, HI). - Asam oksi (H2SO4, HNO3, HClO4, HClO3). 5 - Basa (NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) - Garam yang terlarut dalam air (sebagian besar terlarut dalam air): NaCl, K2SO4.
Derajat ionisasi ( 0 < α < 1). Contoh: - Sebagian asam, selain yang kuat: CH3COOH, HCN - Sebagian basa, selain yang kuat: NH4OH, Al(OH)3, Cu(OH)2, dll. - Sebagian kecil garam, seperti garam rangkap: K2SO4, Al2(SO4)3 .24 H2O (tawas)
2. Larutan Non-Elektrolit,
Jenis larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik sehingga dalam larutannya tidak terjadi ionisasi. Contohnya larutan gula, urea, alkohol, dll.
240
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 240
29/08/2013 16:00:20
B. Larutan Asam dan Basa Air yang merupakan larutan netral dapat menghantarkan arus listrik apabila diberi tegangan tinggi. Karena saat diberi tegangan tinggi, air akan mengalami ionisasi. Reaksi yang terjadi yaitu: H2O ↔ H+ + OH– Reaksi ionisasi mempunyai tetapan kesetimbangan yang dilambangkan dengan Kw (1 × 10–14 pada suhu 25oC) sehingga rumus dari reaksi diatas menjadi: Kw = [H+] [OH-] Pada air murni, [H+] = [OH–], sehingga: Kw = [H+] [OH–] Kw = [H+]2 atau Kw = [OH–]2 Contoh soal: 1. Berapakah konsentrasi ion OH– dalam suatu larutan yang mengandung konsentrasi ion H+ 0,05 M? 2. Pada suhu tertentu harga Kw = 1 × 10–13. Tentukanlah:
a. Konsentrasi ion H+ dalam air murni.
b. Konsentrasi ion OH– jika konsentrasi H+ 0,02 M.
Jawab: 1.
Kw = [H+] [OH–] K [OH– ] = w+ H =
1× 10 -14 5 × 10 -2
= 2 × 10–13 M
2.
a. Kw = [H+]2
H+ = K w = 1× 10 −13 = 0,1× 10 −12 = 0,316 × 10 −6 = 3,16 × 10 –7
b. Kw = [H+] [OH–]
K OH– = w+ H
=
1× 10 −13 2 × 10 −2
= 5 × 10 −12 M
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 241
241 29/08/2013 16:00:20
C. Indikator Indikator asam basa adalah zat warna yang mempunyai warna yang berbeda dalam larutan asam dan larutan basa. Ciri-ciri dari larutan asam, basa maupun netral yaitu: No
Larutan Asam
Larutan Basa
Larutan Netral
1
Rasanya asam.
Rasanya pahit.
Rasanya bervariasi.
2
Merubah lakmus biru menjadi merah.
Merubah lakmus merah menjadi biru.
Tidak merubah warna kertas lakmus.
3
[H+] > [OH–]
[H+] < [OH–]
[H+] = [OH–]
4
Terurai menjadi ion H+ dan ion negatif sisa asam.
Terurai menjadi ion positif logam dan ion OH–.
Terurai menjadi [H+] dan [OH–].
5
Bersifat korosif. Contoh: cuka, air aki (H2SO4), HCl, HNO3.
Bersifat melarutkan kulit (kaustik). Contoh: air sabun, air kapur, air abu.
Tidak bersifat korosif. Contoh: NaCl, alkohol, urea.
D. Kertas Lakmus Terdiri dari kertas lakmus merah dan kertas lakmus biru. Kertas Lakmus
Sifat Larutan Asam
Basa
Netral
Merah
Merah
Biru
Merah
Biru
Merah
Biru
Biru
E. Indikator Alami Berasal dari tumbuhan berwarna seperti kembang sepatu, mawar, bougenville, kulit manggis, bunga terompet, bunga kana, dan kunyit. Berikut beberapa hasil uji larutan dengan ekstrak bunga: Bunga
Air Cuka (Asam)
Air Kapur (Basa)
Air Suling (Netral)
Terompet
Merah
Hijau
Ungu
Kana
Jingga
Hijau muda
Kuning
Kembang sepatu
Merah
Hijau
Merah
Kulit manggis
Coklat kemerahan
Biru kehitaman
Ungu
Kunyit
Kuning cerah
Jingga kecoklatan
Kuning
F. Indikator Buatan Merupakan indikator yang digunakan dalam laboratorium, seperti:
242
Indikator
Asam
Basa
Netral
Fenolftalein
Tidak berwarna
Merah
Tak berwarna
Metil Merah
Merah
Kuning
Kuning
Metil Jingga
Merah
Kuning
Kuning
Bromtimol Biru
Kuning
Biru
Kuning
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 242
29/08/2013 16:00:20
Sekilas Info Kimia! 14,0
Pada saat titrasi HCl dengan NaOH, titik ekuivalen akan terlihat dengan menggunakan indikator fenolftalein. Indikator ini mempunyai trayek pH antara 8,3– 10,0 yang akan membentuk warna ketika pH mulai
12,0
Selang pH, fenolftalein 8,0
Titik setara Selang pH, feno merah
memasuki 8,3. Titik ekuivalen titrasi HCl dan NaOH
6,0
adalah 7 sehingga tepat pada titik ekuivalen terse-
4,0
but fenolftalein belum berubah warna. Namun, jika
2,0
kelebihan 1 tetes pH akan langsung berubah men-
Selang pH, alizarin kuning R
10,0
0,0
jadi 10 dan ini menunjukkan bahwa batas kesalahan
Selang pH, metil merah Selang pH, metil jingga Selang pH, timol biru 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 Volume pada 0,1000 M NaOH, mL
masih berada dalam batas yang sangat kecil sehingga indikator fenolftalein dapat digunakan untuk menunjukkan titik ekuivalen pada titrasi asam kuat (HCl) dengan basa kuat (NaOH).
G. Teori Asam-Basa 1. Lavoiser
Bahwa setiap asam mengandung unsur oksigen.
2. Humphrey Davy
Bahwa hidrogen merupakan unsur dasar dari setiap asam.
3. Gay Lussac
Asam adalah zat yang dapat menetralkan basa (alkali) dan kedua golongan senyawa itu (asam dan basa) hanya dapat didefinisikan dalam kaitan satu dengan yang lain.
4. Arrhenius
Asam adalah zat yang di dalam air dapat melepaskan ion H+ sedangkan basa melepaskan ion OH-.
•
Asam Arrhenius
Dirumuskan sebagai: HxZ → x H+ + Zx–
Contohnya:
HCl → H+ + Cl–
H2SO4 → 2H+ + SO42–
Jumlah ion yang dihasilkan oleh satu molekul asam disebut valensi asam dan ion negatifnya disebut sisa asam.
•
Basa Arrhenius
Adalah hidroksi logam yang terionisasi menjadi: M(OH)x → M x+ + x OH–
Contohnya:
NaOH → Na+ + OH–
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 243
243 29/08/2013 16:00:20
Mg(OH)2 → Mg2+ + 2OH–
Jumlah ion OH– yang dihasilkan oleh satu molekul basa disebut valensi basa dan ion positifnya disebut sisa basa.
5. Bronsted-Lowry
Bronsted-Lowry menyusun pengertian asam dan basa yang baru setelah melihat kenyataan bahwa asam dan basa juga terdapat dalam larutan yang pelarutnya bukan air. Asam dan basa juga tidak selalu mengandung ion H+ atau OH–, contohnya adalah pada reaksi antara natrium amida dengan ammonium klorida dalam ammonia cair.
Menurut Bronsted dan Lowry, asam adalah semua zat baik dalam bentuk molekul atau ion yang dapat memberikan proton (donor proton). Sedangkan basa adalah semua zat baik dalam bentuk molekul maupun ion yang dapat menerima proton (akseptor proton).
Proton: H+
Asam → H+ + basa konjugasi
Basa + H+ → asam konjugasi
Contohnya:
HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl–, bila diuraikan menjadi:
HCl → H+ + Cl– Asam
Basa
H2O + H+ → H3O+ Basa
Asam
Jadi, pasangan asam-basa konjugasi adalah:
•
HCl dan Cl–
•
H2O dan H3O+
Keterangan: a. HCl lebih proton dibanding Cl– sehingga HCl disebut asam konjugasi, sebaliknya Cl– yang kekurangan proton disebut basa konjugasi dari HCl. b. H2O kekurangan proton dibanding H3O+ sehingga H2O disebut basa konjugasi dari H3O+ sebaliknya H3O+ kelebihan proton dibanding H2O sehingga disebut asam konjugasi dari H2O.
H. Larutan Asam Berdasarkan kekuatan asamnya, larutan asam dibagi menjadi 2 yaitu: 1. Asam Kuat
Yaitu asam yang seluruh molekulnya terurai menjadi ion.
Contoh:
HCl → H+ + Cl–
244
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 244
29/08/2013 16:00:20
H2SO4 → 2 H+ + SO42–
[H+] = x . M
Keterangan:
M = konsentrasi asam
x = valensi asam
Contoh soal:
Hitunglah konsentrasi ion H+ dalam 200 ml larutan H2SO4 0,01 mol.
Jawab:
H2SO4 → 2H+ + SO42–
M = mol/liter
= 0,01/0,2
= 0,05 M [H+] = x.M
= 2 × 0,05 M
= 0,1 M
2. Asam Lemah
Yaitu asam yang hanya sebagian molekulnya terurai menjadi ion.
Contoh:
CH3COOH → CH3COO– + H+
HCN → H+ + CN–
H+ = K a .M
Rumus lainnya adalah: [H+] = α × M Ka α= M mol zat terurai α= mol zat mula-mula Keterangan:
α = derajat ionisasi
Ka = tetapan ionisasi asam
M = konsentrasi asam
Contoh soal:
Hitunglah konsentrasi ion H+ larutan CH3COOH 0,001 M jika diketahui tetapan ionisasi asam 1 ×
10–5.
Jawab:
H+ = K a × M
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 245
245 29/08/2013 16:00:20
H+ = K a × M H+ = (1× 10 -5 ) × (1× 10 −3 ) = 1× 10 − 8 = 1× 10 − 4
I. Larutan Basa 1. Basa Kuat
Contoh:
NaOH → Na+ + OH–
Mg(OH)2 → Mg2+ + 2OH–
[OH–] = x . M
Keterangan:
M = konsentrasi basa
x = valensi basa
Contoh soal:
Hitunglah konsentrasi ion OH– jika 4 gr NaOH (Mr = 40) dilarutkan dalam 500 ml air.
Jawab: g 1000 M= × Mr ml 4 1000 = × 40 500 = 0,2 M
[OH–] = x.M
= 1 × 0,2 = 0,2 M 2. Basa Lemah
Contoh:
NH3 → NH4+ + OH–
H- = K b .M
Rumus lainnya: [OH–] = α.M mol zat terurai α= mol zat mula-mula Keterangan:
α = derajat ionisasi
Kb = tetapan ionisasi basa
M = konsentrasi basa
246
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 246
29/08/2013 16:00:20
Contoh soal
Hitunglah konsentrasi ion OH– dalam larutan NH3 0,01 M, jika Kb = 1 × 10–5.
Jawab: OH− = K b .M
=
(1× 10 )× (1× 10 ) −5
−2
= 0,1× 10 − 6 = 0,316 × 10 − 4 = 3,16 × 10 − 4
J. Derajat Keasaman (pH) Yang dimaksud dengan derajat keasaman atau pH adalah konsentrasi ion H+ dalam larutan. Istilah ini diajukan oleh Sorensen, dengan p berasal dari kata ‘potenz’ artinya pangkat dan H menyatakan atom hidrogen. pH = –log [H+] pOH = –log [OH–] pKw = pH + pOH 14 = pH + pOH pH = 14 – pOH pOH = 14 – pH Larutan netral pH = pOH = 7 Larutan asam pH < 7 Larutan basa pH > 7 1. Pengukuran pH
Cara menentukan pH suatu larutan dapat dilakukan dengan cara:
a.
Menggunakan indikator
Indikator mempunyai trayek perubahan warna yang berbeda-beda. Dari uji larutan dengan beberapa indikator diperoleh daerah irisan pH larutan.
b. Menggunakan Indikator universal
Indikator universal merupakan gabungan dari beberapa indikator. Indikator universal yang biasa digunakan adalah metal jingga, metal merah, bromtimol biru dan fenolftalein.
c.
Menggunakan pH-meter
Merupakan alat pengukur pH dengan ketelitian yang tinggi. pH-meter dapat menentukan pH larutan sampai 2 angka desimal.
2. pH Larutan Asam a.
Asam kuat
pH = –log [H+]
[H+] = x.M
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 247
247 29/08/2013 16:00:20
Keterangan:
M = konsentrasi asam
x = valensi asam
Contoh soal:
Hitung pH larutan H2SO4 100 ml jika dalam larutan tersebut terdapat 0,01 mol H2SO4!
Jawab: mol M= l 0, 01 = 0,1 l = 0,1 M
H2SO4 → 2H+ + SO42–
[H+] = x.M
= 2 × 0,1 M
= 0,2 M
pH = –log [H+]
= –log [2 × 10-1]
= 1 – log 2
= 0,7
b. Asam lemah pH = −log[H+ ] [H+ ] = K a .M [H+ ] = α .M
Keterangan:
α = derajat ionisasi
Ka = tetapan ionisasi asam
M = konsentrasi asam
Contoh soal:
Hitunglah pH larutanCH3COOH 0,01 M jika α = 0,1!
Jawab:
[OH–] = α.M
= 0,1 × 0,01
= 1 × 10–3 M
248
pH = –log [H+]
= –log [1×10–3]
= 3 – log 1
= 3
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 248
29/08/2013 16:00:20
3. pH Larutan Basa a.
Basa Kuat
[OH–] = x.M
pOH = –log [OH–
pH = 14 – pOH
Keterangan:
M = konsentrasi basa
x = valensi basa
Contoh soal:
Hitunglah pH larutan NaOH 0,1 M dalam air?
Jawab:
[OH–] = x.M = 1 × 0,1 = 0,1 M
pOH = –log [OH–] = –log [1 × 10–1]
= 1
pH = 14 – pOH = 14 – 1 = 13
b. Basa lemah OH– = K b × M
[OH–] = a .M
pOH = –log [OH–]
pH
Contoh soal:
Hitung pH larutan NH3 0,1 M jika Kb = 1 × 10–5.
Jawab:
OH− = K b × M
= 14 – pOH
=
(1× 10 )× (1× 10 ) -5
-1
= 1× 10 -6 = 1× 10 -3
pOH = –log [OH–] = –log [1 × 10–3] = 3 – log 1 =3
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 249
249 29/08/2013 16:00:20
pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11
K. Titrasi Asam-Basa Titrasi asam-basa dapat digunakan untuk menentukan kadar larutan, salah satunya melalui reaksi penetralan. Jika salah satu larutan diketahui molaritasnya maka molaritas larutan yang ditambahkan dapat diketahui dengan rumus pengenceran. Akhir dari titrasi asam-basa jika titik ekivalen sudah tercapai. Tercapainya titik ekivalen saat mol ion H+ sama dengan mol ion OH–. Artinya terjadi perubahan warna yang menandakan bahwa asam dan basa habis bereaksi.
L. Larutan Penyangga Merupakan larutan yang berfungsi untuk mempertahankan pH meskipun pH ditambahkan sedikit asam, basa ataupun pengenceran. Larutan penyangga (buffer) terdiri dari: 1. Buffer Asam
Yaitu campuran asam lemah dengan garam (basa konjugasi) yang berasal dari basa kuat.
[asam lemah] [garam] [asam lemah] pH = pK a − log [garam] H+ = K a .
2. Buffer Basa
Yaitu campuran antara basa lemah dengan garam (asam konjugasi) yang berasal dari asam kuat. [basa lemah] OH– = K b . [garam] pOH = pK b − log
[basa lemah] [garam]
Fungsi larutan penyangga yaitu:
a.
Di dalam tubuh berfungsi untuk menjaga pH darah agar sesuai dengan karateristik reaksi enzim.
b. Dalam kehidupan sehari-hari digunakan untuk menjaga pH dalam makanan kaleng agar tidak mudah dirusak oleh bakteri.
M. Hidrolisis Garam Adalah reaksi penguraian dalam air. Reaksi hidrolisis terjadi antara ion-ion garam (dalam air) dengan air sehingga ion positif dan ion negatif dari garam akan bereaksi dengan air membentuk asam dan basa asalnya.
250
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 250
29/08/2013 16:00:21
1. Garam dari Asam Kuat + Basa Kuat a.
Tidak terhidrolisis.
b. pH = 7 2. Garam dari Asam Kuat + Basa Lemah a.
Terhidrolisis sebagian, pH < 7.
b. Kh = c.
Kw Kb
[H+] =
Kw . [garam] Kb
3. Garam dari Asam Lemah + Basa Kuat a.
Terhidrolisis sebagian, pH > 7.
b. Kh = K w Ka c.
Kw . [garam] Ka
[OH–] =
4. Garam dari Asam Lemah + Basa Lemah a.
Terhidrolisis sempurna. Kw b. Kh = K a .K b c.
[H+] =
Kw Kw . [K a ] atau [OH–] = K . [K b ] a Kb
Rumus pH pada berbagai campuran ditampilkan dalam tabel berikut: Mol
Campuran Asam kuat + basa kuat
Asam kuat + basa lemah
Asam lemah + basa kuat
Habis Bereaksi
Sisa Asam
Sisa Basa
Garam tidak terhidrolisis Larutan bersifat netral. pH = 7
Larutan bersifat asam kuat. pH = –log [H+] sisa
Larutan bersifat basa kuat. pOH = –log [OH–] sisa
Garam terhidrolisis sebagian.
Larutan penyangga asam kuat. pH = –log [H+] sisa
Larutan penyangga basa [Bs] [OH–] = Kb. [G]
Kh =
Kw Kb
[H+] =
Kw [garam] Kb
Garam terhidrolisis sebagian. Kw [G] [OH–]= Ka 1 pOH= ) (pK w + pK a − log[G] 2
pOH= pKb – log Larutan penyangga asam. [As]
[H+] = Ka. [G]
pH = pKa – log
[Bs] [G]
Larutan bersifat basa kuat. pOH = –log [OH–] sisa
[A s ] [G]
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 251
251 29/08/2013 16:00:21
Garam terhidrolisis total Asam lemah + basa lemah
[H+] = pH=
Kw [K a ] Kb
1 (pK w + pK a − pK b ) 2
Larutan penyangga asam
Larutan penyangga basa
[As] [H ] = Ka. [G]
[OH-] = Kb .
+
pH = pKa – log
[As] [G]
L
[Bs ] [G]
pOH= pKb – log
[Bs ] [G]
N. Ksp Hasil kali kelarutan (Ksp) adalah hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh garam yang sukar larut dalam air. Nilai Ksp untuk elektrolit sejenis semakin besar, menunjukkan semakin mudah larut. Kelarutan (s) merupakan konsentrasi maksimum zat terlarut. Hubungan kelarutan dan hasil kali kelarutan sebagai berikut: Ksp = (n–1)n–1 Sn Keterangan: s = kelarutan (mol/liter) n = jumlah ion dari elektrolit Jika diketahui konsentrasinya, maka: AxBy ↔ xAy+ + yBx– Ksp AxBy = [Ay+]x + [Bx–]y Jika harga: •
[A+y]x [B-x]y = Ksp AxBy , larutan tepat jenuh (tidak terjadi pengendapan)
•
[A+y]x [B-x]y < Ksp AxBy , larutan belum jenuh (tidak terjadi pengendapan)
•
[A+y]x [B-x]y > Ksp AxBy , larutan lewat jenuh (terjadi pengendapan)
Adanya penambahan ion senama (sejenis) pada pelarut tersebut akan memperkecil kelarutan. Penambahan tersebut menggeser kesetimbangan ke kiri (prinsip Le Chatelier). Kelarutan suatu elektrolit juga dipengaruhi oleh pH larutan. Keberadaan ion H+ akan mengikat anion, sehingga anion dalam larutan berkurang. Berkurangnya anion menyebabkan lebih banyak garam yang larut (sesuai prinsip Le Chatelier).
252
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 252
29/08/2013 16:00:21
Latihan Soal 1. Dari 1 gram NaOH (Mr = 40) akan dihasilkan
5. Bila 0,1 gram NaOH dilarutkan menjadi 250 ml,
larutan 0,25 M sebanyak ….
maka pH larutan adalah ….
A. 50 ml
A. 1
B. 100 ml
B. 2
C. 125 ml
C. 13
D. 150 ml
D. 12
E. 200 ml
E. 7
2. Suatu asam lemah HA dengan konsentrasi 0,1 terionisasi sebanyak 1%. Tetapan kesetimban-
6. Asam konjugasi dari basa H2PO4– …. A. H3PO4
gan asam lemah tersebut adalah …. A. 2,5 × 10
B. H2PO4
–7
C. HPO4–2
B. 5,0 × 10–7
D. PO4–2
C. 1,0 × 10–6 D. 1,0 × 10–5 E . 2,5 × 10–5
E. H3O+ 7. Pada pelarutan NH3 terjadi kesetimbangan sebagai berikut.
3. Untuk mengubah 40 ml larutan H 2SO 4 6 M menjadi H2SO4 5 M diperlukan tambahan air sebanyak …. A. 4 ml B. 6 ml C. 7 ml D. 8 ml C. 9 ml 4. Diantara garam berikut ini yang akan mengalami hidrolisis sempurna jika dilarutkan dalam air adalah …. A. NaCN B. NH4CN C. (NH4)2SO4 D. BaSO4 E. KCl
NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+ (aq) + OH– (aq)
Yang merupak an pasangan asam-basa konjugasi adalah …. A. NH3 dan H2O B. NH4+ dan OH– C. NH3 dan OH– D. H2O dan NH4+ E. H2O dan OH–
8. Senyawa HClO4 dapat bersifat asam maupun basa. Reaksi yang menunjukkan bahwa HClO4 basa adalah …. A. HClO4 + NH2– ↔ ClO4– + NH3 B. HClO4 + NH3 ↔ ClO4– + NH4+ C. HClO4 + H2O ↔ ClO4– + H3O+ D. HClO4 + OH– ↔ ClO4– + H2O E. HClO4 + N2H5+ ↔ H2ClO4– + N2H4
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 253
253 29/08/2013 16:00:21
9. Diantara oksida berikut yang dalam air dapat
13. Perhatikan data percobaan uji larutan berikut:
membirukan kertas lakmus adalah …. A. CO2 B. SO2 C. NO2 D. CaO E. P2O5 10. Berikut ini adalah hasil uji sifat asam/basa dari beberapa garam:
No
Rumus Garam
1
Pengamatan pada
Larutan
Uji Lakmus
Elektroda
Lampu
1
Sedikit gelembung
Padam
2
Tidak ada gelembung
Padam
3
Sedikit gelembung
Redup
4
Banyak gelembung
Menyala
5
Tidak ada gelembung
Redup
Pasangan senyawa yang merupakan larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah berturutturut adalah larutan nomor ….
Merah
Biru
NaCl
Merah
Biru
2
CH3COOK
Biru
Biru
3
NH4Cl
Merah
Merah
C. 2 dan 4
4
Na2SO4
Biru
Biru
D. 4 dan 3
5
NaCN
Biru
Biru
E. 5 dan 4
Garam yang mengalami hidrolisis dan sesuai
A. 1 dan 4 B. 2 dan 3
14. Dicampurkan sejumlah HNO2 dengan larutan
dengan hasil uji lakmusnya adalah ….
NaOH membentuk larutan penyangga. Setelah
A. 1, 2 dan 3
reaksi terdapat 0,02 mol NaNO2, dan 0,47 gram
B. 1, 2 dan 4
HNO2. pH larutan penyangga tersebut adalah
C. 2, 3 dan 4
…. (Ka HNO2 = 4 × 10-4 Mr HNO2 = 47)
D. 2, 3 dan 5
A. 4 – log 2
E. 3, 4 dan 5
B. 4 – log 4
11. Satu liter larutan yang mengandung 0,1 mol NH3 (K b = 10–5) dan 0,05 mol (NH4)2SO4 mempunyai pH yaitu …. A. 5
C. 4 – log 8 D. 8 + log 2 E. 8 + log 2 15. Jika Ksp Ag2CO3 = 1 × 10–14, maka kelarutan
B. 5 – log 2
Ag2CO3 dalam AgCl 0,1 M adalah ….
C. 9
A. 5 × 10–13 mol/l
D. 9 – log 2
B. 1 × 10–12 mol/l
E. 9 + log 2
C. 2 × 10–12 mol/l
12. Berdasarkan reaksi ionisasi Ag2CO3, maka rumus Ksp Ag2CO3 yang tepat adalah ….
D. 5 × 10–9 mol/l E. 1 × 10–8 mol/l
A. [Ag+] [CO32–] B. [Ag+]2 [CO32–] C. [Ag2+] [CO3–] D. [Ag+] [CO32–]2 E. [Ag+]2 [CO32–]2
254
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 254
29/08/2013 16:00:21
Pembahasan 1. Jawaban: B g 1000 M= × Mr ml 1000 ml = g × Mr × M 1000 = 1× 40 × 0,25 = 100 ml 2. Jawaban: D Hubungan α, Ka dan M dirumuskan sebagai: Ka = α2.M = (1 × 10–2)2 × (1 × 10–1) = 1 × 10–5 3.
Jawaban: D M1.V1 = M2.V2 6 × 40 = 5 × V2 V2 = 240/5 ml V2 = 48 ml
Tambahan air yang diperlukan = V2 – V1 = 48 ml – 40 ml = 8 ml
4. Jawaban: B Yang mengalami hidrolisis sempurna adalah garam dari asam lemah dan basa lemah. A. NaCN → hidrolisis sebagian karena merupakan garam dari basa kuat dan asam lemah. B. NH 4 CN→hidrolisis sempurna karena merupakan garam dari basa lemah dan asam lemah. C. (NH 4) 2SO 4→hidrolisis sebagian karena merupakan garam dari basa lemah dan asam kuat. D. BaSO4 → tidak terhidrolisis karena merupakan garam dari basa kuat dan asam kuat.
E. KCl → tidak terhidrolisis karena merupakan garam dari basa kuat dan asam kuat. 5. Jawaban: D g 1000 M= × Mr ml 0,1 1000 = × 40 250 100 = 10000 = 0, 01 M
[OH–] = x.M
= 1 × 0,01
= 0,01 M
pOH = –log [OH–]
= – log [1 × 10–2]
= 2 – log 1
=2
pH = 14 – pOH
= 14 – 2
= 12
6. Jawaban: A •
Untuk mencari asam konjugasi caranya: tambahkan satu H+ pada rumus
•
Untuk mencari basa konjugasi caranya: kurangkan satu H+ dari rumus.
Asam konjugasi dari:
H2PO4– = H2PO4– + H+
= H3PO4
7. Jawaban: E
Menurut Bronsted Lowry:
Asam → Pemberi proton
Basa → Penerima proton
Maka asam basa konjugasi adalah H2O dan OH–.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 255
255 29/08/2013 16:00:21
8. Jawaban: E
pH = 14 – (5 – log2)
HCLO4 bersifat basa jika menerima H menjadi
+
H2ClO
+ 4
= 9 – log2
12. Jawaban: B
9. Jawaban: D
Reaksi ionisasi Ag2CO3:
Lakmus merah berubah menjadi lakmus biru
Ag2CO3 ↔ 2Ag+ + CO32–
jika dalam larutan basa. Oksida yang bersifat
Ksp = [Ag+]2 [CO32–]
basa jka dilarutkan dalam air adalah oksida logam (= oksida basa), yaitu oksida dari unsur
13. Jawaban: D
logam.
Larutan
10. Jawaban: D
asam lemah + basa kuat
•
asam kuat + basa lemah
•
asam lemah + basa lemah Rumus
Asal
Garam
Garam
NaCl
AK + BK
Keterangan Tidak
Merah
Biru
Merah
Biru
Biru
NH4Cl
AK + BL
Hidrolisis
Merah
Merah
Na2SO4
AL + BK
Tidak
Biru
Biru
hidrolisis Biru
Biru
Maka pernyataan yang benar adalah nomor 2,
pH Buffer basa lemah + garam:
basa lemah OH– = K b × garam
basa lemah OH– = K b × garam 0,1 OH– = 10 –5 × 0,05
= 2 × 10–5
pOH = –log(2 × 10–5)
256
= 5 – log2
Elektrolit lemah
Menyala
Elektrolit kuat
Redup
Nonelektrolit
4
Banyak gelembung Tidak ada gelembung
Biru
Redup
Sedikit
5
Hidrolisis
11. Jawaban: D
Nonelektrolit
gelembung
Uji Lakmus
AL + BK
3, dan 5.
Padam
3
mengalami
Elektrolit lemah
gelembung
CH3COOK
Hidrolisis
Padam
Tidak ada
hidrolisis
AL + BK
Sedikit
2
mengalami
NaCN
Lampu
gelembung
berasal dari: •
Jenis larutan
Elektroda
1
Garam-garam yang mengalami hidrolisis
Pengamatan pada
14. Jawaban: A
HNO2(aq)+ NaOH(aq)→ NaNO2(aq) + H2O(l)
mula-mula : p mol q mol
reaksi
: x mol
sisa
: 0,47 gram q – x mol 0,02 mol x mol
mol HNO2 =
x = 0,02 mol
Larutan penyangga yang terbentuk berupa
x mol
x mol
x mol
0,47g = 0, 01 mol 47 gram/mol
larutan garam NaNO 2 dengan asam lemah HNO2.
PH = 1PK a − log
[asamlemah] [garam]
[asam lemak ] [garam] [0, 01] = − log 4 × 10 −4 − log [0, 02]
pH = − log k a − log
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 256
29/08/2013 16:00:21
[0, 01] pH = − log 4 × 10 −4 + log [0, 02]
( = − log (20.10 )
= − log 410 −4 .5.10 −1
)
−5
pH = –log2 × 10–4
= 4– log2
15. Jawaban: B
AgCl ↔ Ag+ + Cl– 0,1
0,1
0,1
Kelarutan Ag2CO3 dipengaruhi oleh ion Ag+, sehingga:
Ag2CO3 ↔ 2Ag+ + CO32–
s
Ksp = (0,1)2.s
1 × 10–14 = (0,1)2.s
s = 1 × 10–12
0,1 M
s
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 257
257 29/08/2013 16:00:22
BAB 10 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN
A. Sifat Koligatif Larutan Sifat koligatif larutan merupakan sifat larutan yang hanya tergantung pada banyaknya mol zat terlarut dalam larutan, dan tidak tergantung jenis zat terlarut. Jumlah zat terlarut tersebut dinyatakan dengan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam bentuk molaritas/kemolalan, atau fraksi mol.
B. Kemolalan dan Fraksi Mol 1. Kemolalan
Kemolalan adalah cara menyatakan jumlah mol (n) zat terlarut dalam 1 kg pelarut. Sehingga kemolalan dinyatakan dalam mol/kg. Rumus:
m=
n p
Keterangan:
m = kemolalan larutan
n = jumlah mol zat terlarut
p = massa pelarut (kg)
2. Fraksi Mol (X)
Fraksi mol digunakan untuk menyatakan perbandingan jumlah mol zat terlarut atau pelarut terhadap
jumlah mol larutan. Rumus: nA XA = nA + nB XB =
nB nB + nA
X A + XB = 1
Keterangan:
XA = fraksi mol pelarut
258
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 258
29/08/2013 16:00:22
XB = fraksi mol terlarut
nA = jumlah mol pelarut
nB = jumlah mol terlarut
C. Penurunan Tekanan Uap •
Tekanan uap merupakan tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh suatu zat, dimana dalam keadaan jenuh proses penguapan dan pengembunan berlangsung disaat yang sama.
•
Besarnya tekanan uap terkandung pada jenis zat dan suhu.
•
Tekanan uap suatu zat akan bertambah jika suhu dinaikkan karena kenaikan suhu menyebabkan energi kinetik molekul-molekul cairan bertambah besar sehingga lebih banyak molekul yang naik ke permukaan cairan memasuki fase gas. Akibatnya konsentrasi uap semakin besar dan dengan demikian tekanan uap semakin besar.
•
Menurut hukum Roult, jika zat terlarut sukar menguap maka larutan di permukaan terdiri atas uap zat pelarut saja.
Plarutan = Ppelarut = Xpelarut.P°pelarut
Ppelarut = Xpelarut.P°pelarut
Tapi, ingat kalau fraksi mol pelarut < 1. Jadi, tekanan uap larutan akan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni. Zat terlarut yang sukar menguap akan menyebabkan penurunan tekanan uap pelarut, yang bisa dihitung dengan rumus:
∆P = Xter . P°
Keterangan:
∆P = penurunan tekanan uap
Xter = fraksi mol zat terlarut
Po = tekanan uap murni
D. Kenaikan Titik Didih dan Penurunan Titik Beku •
Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan di permukaan sehingga titik didih bergantung pada tekanan di permukaan.
•
Titik beku adalah suhu pada saat tekanan uap cairan sama dengan tekanan uap padatannya (es).
•
Selisih antara titik didih larutan dengan titik didih pelarutnya disebut kenaikan titik didih (∆Tb).
•
Selisih antara titik beku pelarut dengan titik beku larutan disebut penurunan titik beku (∆Tf ).
•
Besar kenaikan titik didih dan penurunan titik beku untuk suatu larutan dapat dihitung menggunakan rumus:
Rumus I
∆Tb = Tb larutan – Tb pelarut
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 259
259 29/08/2013 16:00:22
Keterangan:
Tb larutan = titik didih larutan
Tb pelarut = titik didih pelarut
∆Tb
Rumus II
∆Tf = Tf larutan – Tf pelarut
Keterangan:
Tf larutan = titik beku larutan
Tf pelarut = titik beku pelarut
∆Tf
•
Kenaikan titik didih dan penurunan titik beku tergolong sifat koligatif, tidak bergantung pada jenis
= kenaikan titik didih
= penurunan titik beku
zat terlarut tetapi bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan. Besar kenaikan titik didih dan penurunan titik beku suatu larutan pun bisa dihitung dengan menggunakan rumus:
∆Tb = Kb × m ∆Tf = Kf × m
Keterangan:
∆Tb = kenaikan titik didih
∆Tf = penurunan titik beku
Kb = tetapan kenaikan titik didih molal
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
m = kemolalan larutan
E. Tekanan Osmotik Larutan Tekanan osmotik adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis). Menurut van’t Hoff, tekanan osmotik dihitung dengan rumus: p = M.R.T Keterangan: π = tekanan osmotik M = kemolaran larutan R = tetapan gas (0,082 L.atm/mol.K) T = suhu larutan (Kelvin)
F. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit •
Perbandingan antara harga sifat koligatif larutan elektrolit dengan harga sifat koligatif larutan nonelektrolit disebut faktor van’t Hoff yang dinyatakan dengan lambang i.
260
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 260
29/08/2013 16:00:22
i = 1 + (n – 1) α
Keterangan:
α = derajat ionisasi elektrolit (pada standarnya larutan elektrolit mempunyai harga 1)
n = jumlah ion dalam senyawa elektrolit
•
Pertambahan sifat koligatif larutan elektrolit sebanding dengan pertambahan jumlah partikel dalam larutan. Rumus sifat koligatif untuk larutan elektrolit:
Plarutan = Xpelarut .P°pelarut .i ∆Tb = K b .m.i ∆Tf = K f .m.i π = M.R.T.i i = 1+ 1(n − 1)α
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 261
261 29/08/2013 16:00:22
Latihan Soal 1. Jika tekanan osmotik dari 500 ml larutan fruktosa, C6H12O6 pada suhu 32°C sebesar 2 atm, massa fruktosa yang terlarut sebanyak …. A. 7,2 gram B. 9,0 gram C. 14,4 gram D. 18,0 gram E. 45,0 gram 2. Penambahan 5,4 g suatu zat nonelektrolit ke dalam 300 g air ternyata menurunkan titik beku sebesar 0,24°C. Jika Kf air = 1,86 °C/molal, maka Mr zat tersebut adalah …. A. 8,04 B. 12,56 C. 60,96 D. 108,56 E. 139,50 3. Fraksi mol larutan urea dalam air 0,2. Tekanan uap jenuh air murni pada suhu 20°C sebesar 17,5 mmHg. Maka tekanan uap jenuh larutan pada suhu itu adalah .... A. 16 mmHg B. 15 mmHg C. 14 mmHg D. 13 mmHg E. 12 mmHg 4. Untuk menaikkan titik didih 20 gram air menjadi 100,1°C pada tekanan 1 atm (Kb = 0,50), maka jumlah gula (Mr = 342) yang harus dilarutkan adalah .... A. 16,3 gram B. 18,9 gram C. 17,1 gram D. 15,2 gram
262
E. 20,5 gram 5. Suatu zat nonelektrolit (Mr = 40) sebanyak 30 gram dilarutkan dalam 900 gram air. Penurunan titik beku larutan ini adalah 1,550°C. Berapa gram dari zat tersebut harus dilarutkan ke dalam 1,2 kg air agar diperoleh larutan dengan penurunan titik beku yang setengahnya dari penurunan titik bekunya diatasnya! A. 24 g B. 23 g C. 22 g D. 21 g E. 20 g 6. Tekanan osmotik dari 500 ml larutan yang mengandung 17,1 gram gula (Mr gula = 342) pada suhu 27°C adalah .... (R = 0,082 L.atm/ mol.K) A. 3 atm B. 2,76 atm C. 2,46 atm D. 1, 69 atm E. 1 atm 7. Titik beku 0,1 molal NH4Br = –0,3627 °C, Kf air = 1,86°C. Berapakah derajat ionisasi NH4 …. A. 1 B. 0,95 C. 0,75 D. 0,55 E. 0,35 8. Berapakah tekanan osmotik 5,85 gram NaCl dalam 250 cm3 larutan pada suhu 27 °C …. A. 7,51 atm B. 8,97 atm C. 9,84 atm
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 262
29/08/2013 16:00:22
D. 10,35 atm E. 11,21 atm 9. Larutan mengandung 3,24 gram zat yang tak mudah menguap juga nonelektrolit dan 200 gram air mendidih pada 100,130°C pada 1 atmosfer. Berapakah berat molekul zat terlarut? (Kb molal air adalah 0,51) A. 60,8 B. 61,8 C. 62,8 D. 63,8 E. 64, 8 10. Suatu data percobaan penurunan titik beku: LARUTAN No
Zat terlarut
Jumlah mol zat
Titik beku larutan
1
CO(NH2)2
a
–toC
2
CO(NH2)2
2a
–2toC
3
C12H22O11
a
–toC
4
C12H22O11
2a
–2toC
5
NaCl
a
–2toC
6
NaCl
2a
–4toC
Berdasarkan data tersebut dapat disimpulkan bahwa penurunan titik beku larutan tergantung pada …. A. jumlah partikel zat terlarut B. jenis zat terlarut C. jenis partikel zat terlarut D. konsentrasi molal larutan E. jenis pelarut
11. Larutan yang mengandung 20 gram zat nonelektrolit dalam 1l air (massa jenis air 1 g/ml) mendidih pada suhu 100,052°C. Jika Kb air = 0,52°C, maka Mr zat nonelektrolit tersebut adalah… A. 20 B. 40 C. 100 D. 150 E. 200
12. Dalam 250 gram air dilarutkan 1,9 gram MgCl2, ternyata larutan membeku pada –0,372°C. Jika tetapan titik beku molal air = 1,86°C/m, derajat ionisasi garam MgCl2 adalah .... (Ar Mg = 24, Ar Cl = 35,5) A. 0,43 B. 0,59 C. 0,75 D. 0,84 E. 0,96 13. Untuk menaikkan titik didih 250 ml air menjadi 100,1°C pada tekanan 1 atm (Kb = 0,50), maka jumlah gula (Mr = 342) yang harus dilarutkan adalah …. A. 86 g B. 171 g C. 342 g D. 17,1 g E. 684 g 14. Suatu larutan diperoleh dari melarutkan 6 gram urea (Mr = 60) dalam 1 liter air. Larutan yang lain diperoleh dari melarutkan 18 gram glukosa (Mr = 180) dalam 1 liter air. Pada suhu yang sama berapa tekanan osmotik larutan pertama dibandingkan terhadap larutan kedua? A. Sepertiga larutan kedua. B. Tiga kali larutan kedua. C. Dua pertiga larutan kedua. D. Sama seperti larutan kedua. E. Tiga perdua kali larutan kedua. 15. Penambahan 5,4 gram suatu zat nonelektrolit ke dalam 300 gram air ternyata menurunkan titik beku sebesar 0,24°C. Jika Kf air = 1,86oC maka Mr zat tersebut adalah …. A. 139,5 B. 9,08 C. 68,98 D. 105,4 E. 171,1
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 263
263 29/08/2013 16:00:22
Pembahasan 1. Jawaban: A
Misalkan x = fruktosa terlarut (gram) π = M.R.T x 1.000 × × R×T Mr ml x 1.000 2= × × 0,082 × 305 180 500 2 × 180 × 500 x= 1.000 × 0, 082 × 305 180.000 x= 25, 010 x = 7,2 g
π=
Titik didih larutan = titik didih air + ∆ Tb
100,1°C = 100°C + ∆Tb
∆Tb= 0,1°C
∆Tb = K b .m 0,1 = 0,5 ×
x 1.000 × Mr p
0,1 = 0,5 ×
x 1.000 × 342 250
34,2 = 2x x = 17,1 g 5. Jawaban: E •
40) yang dilarutkan dalam 900 gram air,
2. Jawaban: E
∆Tf = m.K f 0,24 =
g 1000 × ×Kf Mr p
dengan penurunan titik 1,550ºC:
g 1000 . .K f Mr P 30 1.000 1,550 = × ×Kf 40 900 1,550 × 40 × 900 Kf = 30 × 1.000 55.800 Kf = 30.000 K f = 1, 86 o C/m
5,4 1000 × × 1,86 Mr 300 5,4 × 1000 × 1,86 Mr = 0,24 × 300 10.044 = 72 = 139,5
Banyak zat tersebut harus dilarutkan ke dalam 1,2 kg air agar diperoleh larutan
X air = 0,8
dengan penurunan titik beku setengah dari
Plarutan = X air .Pairo
1,550oC:
Plarutan = 14 mmHg 4. Jawaban: C Misalkan x = gula yang harus dilarutkan (gram)
264
•
0,2 + X air = 1
Plarutan = 0,8.17,5 mmHg
∆Tf1 = K f .m ∆Tf1 =
0,24 =
3. Jawaban: C Xurea + X air = 1
Untuk 30 gram zat nonelektrolit (Mr =
M isalkan x = zat yang perlu dilarutkan (gram)
x 1.000 × ×Kf 40 1.200 x 1.000 0,775 = × × 1, 86 40 1.200 ∆Tf 2 =
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 264
29/08/2013 16:00:22
x=
9. Jawaban: E ∆Tb = K b .m
0,775 × 40 × 1,200 1, 000 × 1, 86
0,13 = 0,51.m m = 0,25 0,25 = mol × 1000/200 Mol = 0,25/5 = 0,05 Mr = gram/mol = 3,24/0,05 = 64,8
37,200 1, 860 x = 20 gram x=
6. Jawaban: C
π = M.R.T
g 1,000 . .R.T Mr ml 17,1 1, 000 × × 0, 082 × 300 π= 342 500 420, 660 π= 171, 000 π = 2, 46 atm
10. Jawaban: A
π=
•
larutan yang bergantung pada konsentrasi partikel dalam larutan dan tidak bergantung pada jenisnya (seperti atom, ion atau molekul). •
Titik beku larutan = titik beku air – ∆Tf
–0,3627°C = 0°C – ∆Tf
∆Tf = 0,3627°C
n NH4Br NH4Br
NH4+ + Br–
n=2 ∆Tf = m.Kf{ 1 + (n– 1) α}
0,3627 = 0,1 × 1,86 × (1 + (2 – 1) α)
0,3627 = 0,186 + 0,186 α
0,186 α = 0,1767
α NH4 Br = 0,95
8. Jawaban: C π = M.R.T g 1, 000 . R.T Mr ml 5, 85 1, 000 × × 0, 082 × 300 π= 58,5 250 143, 910 π= 14, 625 π = 9, 84 atm
Larutan elektrolit pada konsentrasi yang sama mempunyai harga penurunan titik
7. Jawaban: B
Penurunan titik beku adalah sifat koligatif
beku yang lebih besar dibandingkan larutan nonelektrolit karena jumlah partikelnya lebih banyak sehingga konsentrasinya lebih besar. 11. Jawaban: E
Diketahui
∆Tb = titik didih larutan – titik didih pelarut murni
∆Tb = 100,052°C – 100°C
∆Tb = 0,052°C
∆Tb = Kb.m ∆Tb = K b .
g 1000 . Mr P
0,052 = 0,52 ×
π=
Mr =
0,52 × 20 0, 052
Mr =
10, 4 0, 052
20 1000 × Mr 1000
Mr = 200
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 265
265 29/08/2013 16:00:22
12. Jawaban: C
14. Jawaban: D
∆Tf = K f .m .i ∆Tf = K f .
g 1.000 . .i Mr P
0,372 = 1, 86 ×
1, 9 1.000 × ×i {24 + (35,5 × 2)} 250
1, 86 × 1, 9 × 1.000 ×i 95 × 250 3.534 0,372 = ×i 23.750 0,372 × 23.750 i= = 2,5 3534 i = 1+ (n − 1)α n dari MgCl2 = 3 0,372 =
2,5 = 1+ (3 − 1)α α = 0,75 13. Jawaban: D
∆Tb = Tblarutan − Tbpelarut ∆Tb = 100,1− 100 = 0,1o C Misalkan x = gula yang dilarutkan (gram) ∆Tb = K b .m g 1.000 . Mr P x 1.000 0,1 = 0,5 × × 342 250 0,1× 342 × 250 x= 1.000 × 0,5 8.550 x= 500 x = 17,1 g ∆Tb = K b .
266
π = M.R.T π urea M .R.T = urea π glukosa Mglukosa .R.T
Karena suhu sama dan R merupakan ketetapan, maka:
π urea M = urea π glukosa Mglukosa
g 6 π urea 0,1 1 = Mr = 60 = = 18 0,1 1 π glukosa g 180 Mr
π urea : π glukosa = 1:1 Tekanan osmotik keduanya sama. 15. Jawaban: A ∆Tf = K f .m g 1.000 . Mr P 5, 4 1.000 0,24 = 1, 86 × × Mr 300 33, 48 Mr = 0,24 Mr = 139,50 ∆Tf = K f .
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 266
29/08/2013 16:00:22
BAB 11 KIMIA UNSUR
S
eperti yang sudah kamu ketahui, dalam sistem periodik unsur-unsur disusun menurut kenaikan nomor atom dan konfigurasi elektronnya. Unsur-unsur dengan susunan elektron terluar yang sama dikelompokan dalam satu golongan karena sifat kimianya yang sama. Unsur dengan jumlah
kulit yang sama dimasukkan dalam satu periode. Jadi, dapat disimpulkan disini bahwa sifat-sifat unsur sangat ditentukan oleh konfigurasi elektronnya. Seperti apakah sifat-sifat unsur dalam satu golongan atau periode? Berikut ini adalah penjelasannya.
A. Golongan Alkali 1. Anggota
Alkali merupakan unsur-unsur golongan IA kecuali hidrogen. Karena sangat reaktif, golongan ini di alam tidak dijumpai dalam keadaan bebas. Anggotanya meliputi:
Li, 11Na, 19K, 37Rb, 55Cs
3
2. Sifat-Sifat a.
Mengkilat, lunak, dan dapat ditempa.
b. Penghantar panas dan listrik yang baik. c.
Energi ionisasi logam alkali dari atas ke bawah makin rendah, sehingga dari litium sampai sesium semakin reaktif.
d. Dalam satu golongan dari atas ke bawah: titik didih, titik leleh dan energi ionisasinya makin berkurang sedangkan kereaktifannya semakin besar. e.
Harga potensial reduksi standar kecuali litium dari atas ke bawah semakin negatif.
f.
Kereaktifan logam alkali dari atas ke bawah semakin bertambah, hal ini disebabkan energi ionisasinya dari atas ke bawah semakin rendah sehingga semakin mudah melepaskan elektron.
g. Logam alkali dapat bereaksi dengan oksigen membentuk oksidanya. 3. Kegunaan a.
Aliasi Na/K digunakan sebagai pendingin reaktor atom.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 267
267 29/08/2013 16:00:22
b. Soda kue (NaHCO3) digunakan dalam pembuatan roti, penghilang bau tengik pada mentega. c.
Soda (Na2CO3) digunakan dalam industri kaca, kertas, detergen, proteksi logam.
d. Soda api (NaOH) merupakan bahan baku pembuatan sabun dan detergen. e.
Aliasi Li/Pb dapat digunakan untuk membungkus kabel lunak.
B. Golongan Alkali Tanah 1. Anggota
Alkali tanah berada di golongan IIA. Walaupun kurang reaktif dibanding golongan IA, golongan ini reaktif dan banyak dijumpai dalam bentuk senyawa di alam bebas. Anggota golongan ini adalah: Be, 12Mg, 20Ca, 38Sr, 56Ba
4
Ada beberapa yang menyebutkan bahwa Be tidak termasuk kedalam golongan alkali tanah karena ada beberapa sifat yang berbeda dengan kebanyakan anggota alkali tanah yang lain. Salah satunya adalah alkali tanah dapat bereaksi dengan hampir semua unsur nonlogam dengan ikatan ion, kecuali berilium yang membentuk ikatan kovalen.
2. Sifat-Sifat a.
Titik cair dan kekerasan melebihi logam alkali.
b. Jari-jari lebih kecil daripada logam alkali se-periode. c.
Garam logam alkali tanah menghasilkan nyala dengan warna-warna tertentu, yaitu: berilium (putih), magnesium (putih), kalsium (jingga merah), stronsium (merah), dan barium (hijau).
d. Energi ionisasi pertama dan kedua, titik leleh, titik didih, dan potensial reduksi dari atas ke bawah secara beraturan bertambah kecil. e.
Logam alkali tanah kurang reaktif dibanding logam alkali seperiode.
f.
Reduktor yang baik.
3. Kegunaan a.
Senyawa magnesium dan stronsium banyak dipakai untuk campuran kembang api.
b. Gips (CaSO4) digunakan untuk membuat kapur tulis, bahan warna cat, pembalut tulang patah. c.
CaCO3 digunakan dalam industri kertas, makanan dan gula. Campurannya dengan MgCO 3 dan Mg(OH)2 digunakan sebagai basa penetral asam lambung.
d. Berilium digunakan dalam industri nuklir dan tabung sinar X.
C. Golongan Halogen 1. Anggota
Merupakan golongan VIIA. Disebut halogen karena saat bereaksi dengan logam akan membentuk garam (dari bahasa Yunani halos = garam dan genes = pembentuk). Anggota golongan ini adalah:
268
F, 17Cl, 35Br, 53I, 85At
9
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 268
29/08/2013 16:00:23
2. Sifat-Sifat a.
Titik didih, titik cair dan jari-jari makin bertambah besar.
b. Dari atas ke bawah , energi ionisasi dan keelektronegatifan makin kecil. c.
Titik cair dan titik didih halogen meningkat dengan bertambahnya nomor atom.
d. Dari atas ke bawah, kelarutan dalam air makin berkurang. e.
Berwujud molekul diatomik.
f.
Semakin panjang jari-jari atom semakin lemah ikatan antaratom, sehingga semakin mudah diputuskan akibatnya energi ikatan makin rendah.
3. Kegunaan a.
Fluorin (F) biasa dimanfaatkan sebagai freon (pendingin pada kulkas/AC, pendorong spray), NaF sebagai pengawet kayu, teflon (politetra fluoro etana).
b. Bromin (Br) digunakan sebagai pembuat senyawa NaBr (obat penenang), AgBr (bahan pembuat negatif film), CH3Br (bahan pemadam kebakaran). c.
Iodin (I) digunakan untuk membuat senyawa NaI yang bisa menghindarkan dari penyakit gondok, iodium tinctur untuk obat luka, CHI3 untuk disinfektan.
d. Klorin (Cl) digunakan sebagai bahan baku masakan dan bahan baku industri kimia (NaCl), insektisida (DDT), bahan pembuat korek api dan mercon (KClO3) , plastik (poly vinyl chloride = PVC).
D. Golongan Gas Mulia 1. Anggota
Kelompok yang berada di golongan VIIIA ini merupakan satu-satunya gas yang berwujud atom tunggal dan bisa ditemukan di atmosfer bumi. Mereka adalah:
He, 10Ne, 18Ar, 36Kr, 54Xe, 86Rn
2
2. Sifat-Sifat a.
Konfigurasi elektron untuk gas mulia berakhiran 2 dan 8 yang merupakan bentuk konfigurasi elektron yang stabil. Ini menyebabkan golongan ini stabil (sukar bereaksi dengan unsur lain).
b. Dari atas ke bawah potensial ionisasinya makin kecil, reaktifitasnya makin besar, titik didih dan titik leleh makin besar. c.
Tidak berasa, tidak berwarna, tidak berbau.
3. Kegunaan a.
Helium (He) yang ringan dan tidak dapat terbakar digunakan untuk pengisi balon udara, isi tabung udara bagi penyelam. Dalam bentuk cair He dapat digunakan sebagai pendingin (refrigerant).
b. Neon dan Argon digunakan sebagai pengisi lampu listrik. Dalam bentuk cair, Ne digunakan sebagai pendingin dalam reaktor nuklir, membuat indikator tekanan tinggi, penangkal petir dan tabung televisi. c.
Kripton (Kr) bersama Ar digunakan untuk mengisi lampu fluoresensi, spektrum atom Kr untuk menetapkan standar ukuran “satu meter”, lampu kilat fotografi berkecepatan tinggi.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 269
269 29/08/2013 16:00:23
d. Xenon (Xe) digunakan untuk membuat tabung elektron, pembiusan saat pembedahan. e.
Radon (Rn) bisa digunakan dalam terapi radiasi kanker.
E. Golongan Unsur Transisi Periode Ke-3 1. Anggota
Yang termasuk ke dalam golongan ini adalah:
11
Unsur Na, Mg, Al merupakan logam, Si merupakan metaloid (semilogam), dan unsur P, S, Cl, Ar
Na, 12Mg, 13A1, 14Si, 15P, 16C, 17C1, 18Ar
merupakan unsur nonlogam. 2. Sifat-Sifat a.
Energi ionisasi unsur periode ketiga dari kiri ke kanan meningkat. Akan tetapi energi ionisasi Al lebih rendah dari energi ionisasi Mg dan energi ionisasi S lebih rendah dari P.
b. Jari-jari atom unsur-unsur transisi periode keempat tidak teratur dari kiri ke kanan. c.
Kekuatan sifat reduktor dan oksidator dapat dilihat dari harga potensial elektroda.
d. Sifat logam unsur periode ketiga dari kiri ke kanan semakin berkurang. e.
Titik leleh dan titik didih unsur periode ketiga dari natrium ke kanan meningkat hingga puncaknya di silikon, kemudian menurun.
f.
Unsur-unsur dan senyawa-senyawa dari logam transisi umumnya mempunyai elektron yang tidak berpasangan dalam orbital-orbital d.
g. Unsur-unsur transisi umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi karena ikatan antaratom logam pada unsur transisi lebih kuat. h. Wujud unsur-unsur → natrium sampai belerang berwujud padat, sedangkan klor dan argon berwujud gas pada suhu biasa. 3. Kegunaan a.
Aluminium dapat digunakan sebagai bahan konstruksi, komponen pesawat terbang, pelapis alat dapur, aluminium foil.
b. Silikon digunakan sebagai bahan alat-alat elektronik, bahan transistor, chip komputer dan sel surya. c.
Phospor digunakan dalam pembuatan korek api dan kembang api.
d. Sulfur dapat digunakan dalam pembuatan pupuk, obat pencahar (MgSO 4), bahan pembuat tinta (FeSO4.7H2O), elektrolit pada aki.
F. Golongan Unsur Transisi Periode Ke-4 1. Anggota
Di alam golongan ini umumnya terdapat dalam bentuk senyawa oksida dan sulfida. Golongan ini meliputi:
270
Sc, 22Ti, 23V, 24Cr, 25Mn, 26Fe, 27Co, 28Ni, 29Cu, 30Zn
21
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 270
29/08/2013 16:00:23
2. Sifat-Sifat a.
Sifat logam sangat keras, tahan panas, elektropositif dan penghantar listrik yang baik. Pengecualian untuk Cu merupakan logam yang lembut dan elastis.
b. Membentuk senyawa yang umumnya berwarna. c.
Dapat membentuk senyawa kompleks yang bersifat paramagnetik
d. Mempunyai berbagai tingkat oksidasi. e.
Unsur transisi dan senyawanya dapat bertindak sebagai katalis.
3. Kegunaan a.
Skandium (Sc) digunakan untuk komponen pada lampu listrik yang berintensitas tinggi.
b. Titanium (Ti) digunakan sebagai paduan logam yang keras dan tahan karat. c.
Vanadium (V) dapat digunakan sebagai katalis, bahan pembuat per mobil.
d. Krom (Cr) digunakan sebagai pigmen dan penyamak kulit, penyepuh peralatan logam. e.
Mangan (Mn) digunakan dalam proses pembuatan baja
f.
Besi (Fe) digunakan dalam pembuatan baja, perangkat elektronik, memori komputer.
g. Kobalt (Co) dan Nikel (Ni) merupakan paduan logam (alloy). Ni adalah bahan campuran stainless steel. Co juga bisa digunakan sebagai bahan sintesis vitamin B-12. h. Tembaga (Cu) digunakan sebagai bahan pembuatan alat-alat elektronik. i.
Seng (Zn) sebagai logam pelapis antikarat, paduan logam, bahan pembuatan cat putih, antioksidan dalam pembuatan ban mobil.
G. Ion Kompleks Ion kompleks adalah ion yang terbentuk dari suatu kation tunggal (biasanya logam transisi) yang terikat langsung dengan beberapa ligan (bisa berupa anion atau molekul netral yang menyediakan pasangan elektron bebas).
Keterangan: Bilangan koordinasi
: jumlah ligan yang terikat
Muatan ion kompleks : muatan atom pusat + muatan ligan Aturan Tatanama Ion Kompleks 1. Nama ion kompleks terdiri dari dua bagian yang ditulis dalam satu kata. 2. Bagian pertama: jumlah ligan dan nama ligan. 3. Bagian kedua: nama logam pusat dan biloksnya. 4. Jumlah ligan dinyatakan dengan awalan Yunani
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 271
271 29/08/2013 16:00:23
2 : di
3 : tri
4 : tetra
5 : penta
6 : heksa
5. Ligan yang bermuatan negatif (anion) berakhir “O”, misalnya CN– = siano. 6. Nama logam pusat:
•
Ion kompleks negatif: gunakan akhiran –at.
•
Ion kompleks positif: gunakan nama bahasa Indonesia/nama biasa.
Contoh:
Cr dalam ion kompleks negatif: kromat
Cr dalam ion kompleks positif: krom
Fe dalam ion kompleks negatif: ferat
Fe dalam ion kompleks negatif: besi
7. Ligan yang lebih dari satu jenis diurutkan sesuai alfabet.
Contoh:
•
[Ag(NH3)2]+ = diaminperak (I)
•
K2[Zn(CN)2Br2] = kalium dibromodisianozinkat (II)
•
Natrium diaquatetrahidroksoferat (III)
Natrium: Na
Diaqua: (H2O)2
Tetrahidrokso: (OH–)4
ferat (III): Fe3+
Muatan ion kompleksnya = (2 × H2O) + (4 × OH–) + Fe+3
= (2 × 0) + (4 × (–1)) + (+3)
= –1
Ion kompleks: [Fe(H2O)2(OH)4]–
Senyawa kompleks: Na[Fe(H2O)2(OH)4]
272
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 272
29/08/2013 16:00:23
Latihan Soal 1. Diantara senyawa berikut ini yang dapat di-
C. energi ionisasinya rendah
pakai sebagai obat pencuci perut adalah ….
D. molekulnya monoatomik
A. KNO3
E. jumlah elektron terluarnya 8
B. NaHCO3 C. Na2CO3
6. Nama senyawa kompleks [Co(NH3)4Cl2]Cl adalah ….
D. MgSO4.7H2O
A. tetraminodiklorokobal (III) klorida
E. CaSO4.2H2O
B. tetraamindiklorokobalt (II) diklorida
2. Mineral berikut yang merupakan mangan ada-
C. triklorotetraaminkobal (III)
lah ….
D. diklorotetraaminkobaltat (III) klorida
A. pirit
E. tetraminkobal (III) triklorida
B. pirolusit C. malachite
7. Sifat -sifat berikut ini yang bukan merupakan sifat logam alkali adalah ….
D. ilmenit
A. merupakan unsur yang sangat reaktif
E. rutile
B. terdapat di alam dalam keadaan bebas
3. Senyawa yang dapat bereaksi dengan NaOH
C. dibuat dengan cara elektrolisis leburan
dan H2SO4 adalah ….
garamnya
A. Cd(OH)2
D. ionnya bermuatan satu
B. Fe(OH)3
E. senyawa-senyawanya mudah larut
C. HNO3 D. H3PO3
8. Reaksi yang tidak mungkin terjadi adalah …. A. F2(g) + Cl(g) → 2HF(aq) + Cl2(g)
E. Al(OH)3
B. Cl2(g) + 2KI(aq) → 2HCl(aq) + I2(g)
4. Unsur gas mulia yang mempunyai energi
C. Br2(g) + 2HI(aq) → 2HBr(aq) + I2(g)
ionisasi paling besar adalah ….
D. I2(g) + NaF(aq) → F2(g) + 2NaI(aq)
A. Helium
E. 2NaBr(g) + F2(g) → Br2(g) + 2NaF(aq)
B. Neon C. Argon
9. Perhatikan unsur-unsur dengan nomor atom berikut:
D. Krypton E. Xenon 5. Kereaktifan gas mulia sangat rendah. Hal ini disebabkan karena semua gas mulia …. A. nomor atomnya genap B. konfigurasi elektronnya stabil
X, 15Y dan 17Z
11
Pernyataan yang tidak benar tentang sifat unsur-unsur tersebut adalah …. A. unsur Z bersifat nonlogam B. keelektronegatifan unsur Z > Y > X
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 273
273 29/08/2013 16:00:23
C. ketiga unsur tersebut memiliki jumlah
14. Unsur-unsur periode ketiga terdiri atas Na,
elektron valensi yang sama
Mg, Al, Si, P, S, Cl, dan Ar. Atas dasar konfigurasi
D. X dan Z dapat membentuk senyawa
elektronnya maka dapat dikatakan bahwa ….
dengan rumus XZ
A. Na paling sukar bereaksi
E. jari-jari atom unsur X > Y > Z
B. P, S, dan Cl cenderung membentuk basa C. Si adalah logam
10. Di antara unsur-unsur golongan alkali tanah
D. Na, Mg dan Al dapat berperan sebagai
yang sifatnya mirip dengan aluminium adalah
pengoksidasi
….
E. Energi ionisasi pertama Ar paling besar
A. Mg B. Be
15. Beberapa kegunaan unsur/senyawa berikut
C. Ra
ini:
D. Ca
1. bahan baku pupuk
E. Sr
2. peralatan masak 3. bahan baku semen Portland
11. Kelompok unsur yang merupakan oksidator
4. menetralisir asam di lambung; dan
kuat golongan unsur ….
5. pembentukan tulang
A. alkali B. alkali tanah
Kegunaan unsur kalsium/senyawanya terdapat
C. halogen
pada nomor ….
D. gas mulia
A. 1 dan 2
E. aluminium
B. 1 dan 4
12. Logam yang paling kuat bereaksi dengan air adalah …. A. Ba
C. 2 dan 3 D. 3 dan 4 E. 3 dan 5
B. Sr C. Mg D. Ca E. Ra 13. Unsur-unsur dibawah ini berada dalam satu golongan dalam sistem periodik, kecuali …. A. arsen B. nitrogen C. selenium D. fosfor E. bismut
274
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 274
29/08/2013 16:00:23
Pembahasan 1. Jawaban: D
mulia yang memiliki energi ionisasi terbesar
adalah helium.
Obat pencuci perut: garam inggris (MgSO4.7 H2O) •
KNO 3 → digunakan dalam pembuatan korek api, bahan peledak, petasan.
•
5. Jawaban: B
konfigurasinya stabil. Ini dikarenakan kulit
NaHCO3 (soda kue) → digunakan dalam
terluarnya 8e–, kecuali He yang kulit terluarnya
pembuatan roti, penghilang bau tengik
2e – , yang merupakan bentuk konfigurasi
dari mentega. •
Na 2 CO 3 (soda) → digunak an untuk menurunkan sadah air, proteksi logam,
elektron yang stabil. 6. Jawaban: A Tatanama ion dan senyawa kompleks:
pembuatan detergen, kaca, kertas. •
•
CaSO4.2H2O (gipsum) → bahan penutup
•
ruangan.
Bagian pertama: jumlah ligan dan nama ligan.
2. Jawaban: B
•
Mineral bijih besi → FeS2 (pirit)
Bagian kedua: nama logam pusat dan biloksnya.
Mineral mangan → MnO2 (pirolusit)
•
Mineral tembaga → Cu(OH)2CO3 (malachite)
Jumlah ligan dinyatakan dengan awalan Yunani.
Mineral titanium → TiO2 (rutile)
•
Mineral titanium → FeTiO3 (ilmenit)
Ligan yang bermuatan negatif (anion) berakhir “O”, misalnya CN– = siano.
3. Jawaban: C
•
Nama logam pusat: ion kompleks negatif
Oksida Al2O3 dapat larut dalam larutan NaOH
menggunak an ak hiran –at dan ion
dan HCl karena Al 2 O 3 merupakan oksida
kompleks positif menggunakan nama
amfoter, yaitu zat yang dapat bersifat sebagai
bahasa Indonesia/nama biasa.
asam dalam lingkungan basa kuat dan sebagai
•
basa dalam lingkungan asam kuat sehingga dapat bereaksi sebagai asam atau basa. 4. Jawaban: A
Nama ion kompleks terdiri dari dua bagian yang ditulis dalam satu kata.
langit-langit ruangan, penyekat atau partisi
Kereaktifan gas mulia sangat rendah karena
Dalam satu golongan (atas ke bawah) pada
Ligan yang lebih dari satu jenis diurutkan sesuai alfabet.
Jadi, nama senyawa kompleks [Co(NH3)4Cl2]Cl adalah tetraminodiklorokobal (III) klorida.
7. Jawaban: B
sistem periodik, jari-jari atom makin panjang
Sifat Logam Alkali:
sehingga makin mudah melepaskan elektron,
•
Bersifat sangat reaktif sehinga sulit
energi ionisasinya makin kecil. Maka pada gas
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 275
275 29/08/2013 16:00:23
ditemukan dalam keadaan bebas di alam. •
•
Dapat dibuat melalui proses elektrolisis
basa.
garamnya. •
•
sehingga paling mudah bereaksi dengan
larut.
air. •
nonlogam. Ar merupakan gas mulia. •
bawah tidak dapat mengoksidasi ion halida
Unsur X, Y, dan Z berada pada golongan yang berbeda sehingga jumlah elektron valensinya tidak sama.
10. Jawaban: B
Logam aluminium termasuk amfoter, unsur yang dapat bersifat asam maupun basa. Logam
Dari kiri ke kanan (dalam satu periode) energi ionisasinya semakin besar.
diatasnya. 9. Jawaban: C
Na, Mg, Al merupakan unsur logam. Si unsur semi logam. P, S, dan Cl merupakan unsur
Gas halogen atas dapat mengoksidasi ion halida dibawahnya, sebaliknya gas halogen
Makin ke kiri makin bersifat reduktor
Bersifat reduktor kuat sehingga mudah
8. Jawaban: D
Makin ke kiri makin mudah membentuk
15. Jawaban: E
Beberapa kegunaan unsur kalsium dan senyawanya adalah: sebagai cetakan, pembalut tulang patah, membuat kapur tulis, bahan baku dalam industri gula, pembuatan soda, dan pembuatan semen. Di tubuh, kalsium berguna untuk pembentukan tulang dan gigi.
lainnya yang memiliki sifat yang sama adalah Be, seng, timah. Contoh zat amfoter yang lainnya adalah asam amino, protein, dan air. 11. Jawaban: D
Pada sistem periodik makin ke kanan maka oksidatornya semakin kuat. Oleh karena itu unsur yang merupakan okidator terkuat adalah golongan halogen.
12. Jawaban: C
Pada logam alkali tersebut yang paling mudah bereaksi dengan air adalah Magnesium.
13. Jawaban: C
Semua unsur yang tercantum termasuk golongan VA, kecuali selenium yang termasuk golongan VI.
14. Jawaban: E
Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, dan Ar adalah unsur-unsur pada perioda 3 dari kiri ke kanan. Pada suatu sistem periodik berlaku:
276
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 276
29/08/2013 16:00:23
BAB 12 SENYAWA KARBON
A. Definisi Senyawa Karbon Senyawa karbon adalah senyawa yang unsur penyusun utamanya unsur karbon (C). Berdasarkan sumbernya, senyawa karbon dibedakan menjadi: •
Senyawa organik, senyawa karbon yang berasal dari makhluk hidup → karbohidrat, protein, lemak, dll.
•
Senyawa anorganik, senyawa karbon yang tidak berasal dari makhluk hidup → CO2, O2, CO.
Karbon memiliki sifat khas, yaitu atom karbon mampu membentuk ikatan kovalen antar atom karbon sehingga terbentuk rantai karbon.
Kedudukan atom karbon berdasarkan jumlah atom karbon yang terikat pada atom karbon lain dibagi empat, yaitu:
•
Atom karbon primer: atom C yang terikat dengan satu atom C lain.
•
Atom karbon sekunder: atom C yang terikat dengan dua atom C lain.
•
Atom karbon tersier: atom C yang terikat dengan tiga atom C lain.
•
Atom karbon kuartener: atom C yang terikat dengan empat atom C lain. Atom C Kuartener
Atom C Primer
C
C C
C
C
C
C
C
C
C
Atom C Sekunder Atom C Tersier
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 277
277 29/08/2013 16:00:23
B. Gugus Fungsi Senyawa Karbon Yang dimaksud gugus fungsi adalah atom atau gugus yang menentukan struktur dan sifat dari golongan senyawa karbon. Berdasarkan gugus fungsinya, senyawa karbon dibagi ke dalam kelompok seperti pada tabel di bawah ini. Senyawa Karbon Berdasarkan Gugus Fungsi Golongan
Struktur
Contoh Senyawa
Alkanol (Alkohol) R–O–H Alkoksi Alkana (Eter) R–O–R'
R–OH
CH3–OH
R–O–R'
CH3–O–C2H5
Alkanal (Aldehid) R–CO–H
Alkanon (Keton) R–CO–R' Asam Alkanoat (Asam Karboksilat) R–COO–H
O
CH3–C–H
O
O
R–C–R'
CH3–C–CH3
R–C–OH O
Alkil Alkanoat (Ester) CnR–COO–R' Alkil halida R–X
CnH2n+2O
O
R–C–H
O
Rumus Umum
CnH2nO
O CH3–C–OH O
R–C–O–R'
CH3–C–O–CH3
R–X
CH3–CI
CnH2nO2
–
C. Alkanol (Alkohol) 1. Rumus Umum
C nH2n+2O
2. Struktur
R – OH atau R – O – H
3. Tata Nama
Cara menamakan alkohol ada dua, yaitu:
•
Alkanol, penamaan ini dilakukan dengan cara:
Pemberian nomor dari atom C yang terdekat dengan OH sehingga atom C yang dekat dengan OH memiliki nomor kecil, lalu menyebutkan nomor C yang mengikuti OH diikuti nama alkanolnya. Untuk alkohol bercabang, sebutkan nomor cabang, nama cabang, nomor C yang terikat OH diikuti nama alkoholnya (rantai terpanjang yang mengikat OH).
•
Alkali Alkohol, penamaan ini dengan menyebutkan nama alkilnya lalu diikuti kata alkohol.
4. Isomer
278
Isomer alkohol disebabkan oleh perbedaan letak gugus OH dan cabang (isomer posisi).
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 278
29/08/2013 16:00:23
5. Jenis-Jenis Alkohol
Berdasarkan letak gugus OH, alkohol dibagi menjadi tiga:
•
Alkohol primer, gugus OH terikat pada C primer.
•
Alkohol sekunder, gugus OH terikat pada C sekunder.
•
Alkohol tersier, gugus OH terikat pada C tersier.
6. Sifat-Sifat •
Alkohol primer dan sekunder dapat mengalami reaksi oksidasi.
•
Berwujud cair, mudah larut dalam air, titik didihnya relatif tinggi.
•
Dapat beraksi dengan asam halide (HX) menghasilkan alkil halida (R–X).
•
Dapat bereaksi dengan asam karboksilat membentuk ester (reaksi esterifikasi).
•
Dapat bereaksi dengan logam aktif (Mg, Na, K, Al) menghasilkan asam alkanoat dan gas hidrogen.
•
Dapat bereaksi dengan PX3, PX5, dan SOX2 (X = F, Cl, Br, I) menghasilkan alkil halida.
•
Dapat terbakar dengan mudah menghasilkan banyak energi sehingga alkohol banyak digunakan untuk bahan bakar.
•
Jika alkohol dipanaskan bersama H2SO4 pekat, terjadi rekasi dehidrasi (pelepasan molekul air).
7. Kegunaan Alkohol •
Antiseptik
•
Bahan bakar
•
Bahan peledak
•
Bahan plastik
•
Kosmetik
•
Miras
•
Pelarut
D. Alkoksi Alkana (Eter) 1. Rumus Umum
CnH2n+2O
2. Struktur
R–O–R'
3. Tata Nama a.
Sebagai alkoksi alkana (IUPAC)
•
R pendek sebagai alkoksi.
•
R panjang sebagai alkana.
Contoh : CH3 – O – CH3 (metoksi metana)
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 279
279 29/08/2013 16:00:23
b. Sebagai eter
Dengan menyebutkan nama alkil-alkilnya (sesuai urutan abjad) dan diikuti eter. Contoh: CH3 – O – CH3 (dimetil eter).
4. Isomer
Eter mempunyai isomer posisi dengan eter lain yang atom C nya sama, juga berisomer fungsi dengan alkohol yang rumus molekulnya CnH2n + nO. Misalnya C4H10O.
5. Sifat-Sifat •
Berwujud cair, berbau busuk, mudah menguap, dan uapnya mudah terbakar.
•
Sukar larut dalam air karena bersifat nonpolar.
•
Untuk jumlah atom C yang sama, titik didih eter lebih rendah dari alkohol.
•
Tidak bereaksi dengan logam Na dan PX3, tetapi bereaksi dengan HX.
6. Kegunaan Eter •
Pelarut senyawa karbon
•
Bahan disinfektan
•
Bahan pembius (anestetika)
•
MTBE menaikkan angka oktan pada bensin
E. Alkanal (Aldehid) 1. Rumus Umum
CnH2nO
2. Struktur
R–CO–H
3. Tata Nama •
Alkanal yang tidak bercabang dengan menyebutkan awalan n (normal) diikuti nama alkanalnya (sesuai banyaknya atom C).
•
Alkanal yang bercabang : tentukan rantai C terpanjang yang mengandung gugus fungsi dan beri nomor dimulai dari C gugus fungsi
•
O
–C–H
sebagai alkanalnya.
Urutan pemberian nama: nomor cabang, nama cabang, nama alkanal.
4. Isomer
Isomer alkanal disebabkan oleh adanya cabang dan letak cabang. Misalnya C4H8O.
5. Sifat-Sifat •
Aldehid C1– C5 mudah larut dalam air.
•
Dapat direduksi (+H2) menghasilkan alkohol primer.
280
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 280
29/08/2013 16:00:24
•
Dapat mengadisi HCN.
•
Dapat mereduksi larutan fehling membentuk endapan merah dan mereduksi pereaksi tollens membentuk endapan perak Ag.
•
Dioksidasi menghasilkan asam karboksilat.
6. Kegunaan Alkanal •
Larutan 40% formaldehid dalam air disebut formalin digunakan untuk mengawetkan benda-benda anatomi.
•
Formaldehid digunakan untuk bahan baku damar buatan, plastik, dan insektisida.
•
Etanal digunakan untuk bahan karet, damar buatan, zat pewarna, dan zat organik yang lain (asam astetat, aseton, etil asetat, dan 1 butanol).
F. Alkanon (Keton) 1. Rumus Umum
CnH2nO
2. Struktur
R – CO – R'
3. Tata Nama •
Sebagai alkanon (IUPAC): menyebutkan nomor C yang mengikuti O diikuti nama alkanon (anon). Pemberian nomor dari atom C yang terdekat dengan O sehingga atom C yang dekat dengan O memiliki nomor kecil.
•
Sebagai keton (nama trivial) dengan menyebutkan alkil-alkil yang mengapit gugus fungsi keton sesuai urutan abjad.
4. Isomer
Isomer alkanon (keton) disebabkan oleh cabang, letak gugus fungsi, dan isomer fungsional dengan
aldehid. Contoh C5H10O. 5. Sifat-Sifat •
Anggota C1– C8 berupa zat cair tak berwarna dan larut dalam air.
•
Dapat direduksi H2 menghasilkan alkohol sekunder.
•
Dapat diadisi dengan HCN.
•
Tidak dapat mereduksi fehling ataupun tollens.
6. Kegunaan Alkanon •
Aseton banyak digunakan untuk pelarut organik, misalnya pembersih kuku (kutek).
•
Dalam industri untuk pembuatan zat organik lain, misalnya kloroform (obat bius).
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 281
281 29/08/2013 16:00:24
G. Asam Alkanoat (Asam Karboksilat) 1. Rumus Umum
CnH2nO2
2. Struktur
R – COO – H
3. Tata Nama •
Menurut sistem IUPAC : untuk alkanoat yang tidak bercabang diberi nama asam diawal dan diikuti nama asam alkanoatnya dengan ciri khas berakhiran –anoat (sesuai banyaknya atom C). Sedangkan untuk asam alkanoat yang bercabang dengan menentukan rantai C terpanjang yang mengandung O
gugus fungsi dan diberi nomor dimulai dari C gugus fungsi –C–OH sebagai alkanoatnya. Urutan pemberian nama: asam, nomor cabang, nama cabang, nama alkanoat. •
Sebagai asam alkana karboksilat: diberi nama dengan menyebutkan kata asam diikuti dengan nama alkananya (R) dan diakhiri dengan kata karboksilat.
4. Isomer
Asam alkanoat berisomer fungsi dengan ester. Isomer asam alkanoat disebabkan oleh keberadaan cabang dan letak cabang. Misal: C5H10O2.
5. Sifat-Sifat •
Bereaksi dengan alkohol membentuk ester (esterifikasi).
•
Bereaksi dengan basa kuat membentuk garam.
•
Dengan H2SO4 atau P2O5 membentuk anhidrit asam.
•
Direduksi lemah menghasilkan aldehid dan reduksi kuat menghasilkan alkohol primer.
•
Empat anggota pertama larut dalam air.
•
Titik didihnya lebih tinggi dari alkohol.
6. Kegunaan Asam alkanoat •
Asam formiat untuk menggumpalkan lateks (getah karet), menyamak kulit, membuat plastik, memusnahkan hama.
•
Asam asetat untuk membuat makanan (acar, asinan), penahan warna agar tidak luntur.
•
Asam stearat untuk membuat film.
H. Alkil Alkanoat (Ester) 1. Rumus Umum
CnH2nO2
2. Struktur
282
R–COO–R'
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 282
29/08/2013 16:00:24
3. Tata Nama
Ester diberi nama sesuai seperti penamaan asam alkanoat hanya saja kata asamnya dihilangkan.
4. Isomer
Isomer ester disebabkan oleh alkilnya dan gugus alkanoatnya. Selain itu ester juga berisomer fungsi dengan asam karboksilat. Misal C4H8O2.
5. Sifat-Sifat •
Bersifat netral, tidak bereaksi dengan Na dan PCl3.
•
Ester dapat mengalami reduksi dengan H2 menjadi alkohol.
•
Ester dapat terhidrolisis menjadi asam karboksilat dan alkohol.
•
Ester suku rendah berupa zat cair yang harum aromanya.
•
Hidrolisis ester suku tinggi dengan NaOH atau KOH menghasilkan sabun dan gliserol (reaksi saponifikasi/penyabunan).
•
Reduksi terhadap ester suku tinggi tak jenuh (minyak/lemak cair) menghasilkan mentega.
•
Titik didih dan titik beku yang lebih rendah dari asamnya.
6. Kegunaan Ester •
Untuk aroma buatan (esen)
Etil asetat (CH3COOC2H5) aroma pisang selai
Amil asetat (CH3COOC5H11) aroma nanas
Oktil asetat (CH3COOC8H17) aroma jeruk
Etil butirat (C3H7COOC2H5) aroma strawberry
Amil valerant (C4H9COOC5H11) aroma apel
Amil butirat (C3H7COOC5H11) aroma jambu
Propil butirat (C3H7COOC4H7) aroma mangga
•
Amil asetat digunakan sebagai pelarut damar, pelarut pada pembuatan perekat, dan cat emulsi.
•
Poliester digunakan sebagai bahan pembuat kain.
I. Alkil Halida (Haloalkana) Alkil halida atau haloalkana adalah senyawa-senyawa yang dapat dianggap sebagai turunan dari alkana dimana satu atau lebih atom H diganti dengan atom halogen. Haloalkana dibagi menjadi dua: •
Monohalogen alkana: monohalogen alkana jika hanya atom H dari alkana yang diganti halogen. Contoh: Etil kloridam.
•
Poli halogen alkana: polihalogen alkana jika lebih dari satu atom alkana diganti halogen. Contoh : 1,2 dibromo etana.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 283
283 29/08/2013 16:00:24
1. Tata nama
Haloalkana diberi nama dengan cara menyebutkan nomor letak halogen, awalan (mono-, di-, tri- tetra-) yang menunjukkan jumlah halogen, nama halogen, dan nama alkananya. Contoh:
CH3Cl
→ kloro metana
CH2Cl2
→ di kloro metana
CHCl3
→ tri kloro metana
2. Sifat-sifat •
Suku rendah berbentuk gas pada suhu kamar.
•
Suku lebih tinggi berbentuk cair pada suhu kamar.
•
Suku tinggi berbentuk padat pada suhu kamar.
•
Sukar larut dalam air.
3. Penggunaan alkil halida •
Freon (CFC = Chloro Fluoro Carbon) digunakan sebagai pendingin pada AC, dan kulkas, untuk pendorong pada aerosol.
•
Carbon Tetra Chlorida (CCl4) digunakan untuk pemadam kebakaran dan pelarut lemak.
•
Kloroform (CHCl3) digunakan untuk obat bius sangat beracun dan merusak hati.
•
Iodoform (CHI3) digunakan sebagai antiseptik.
•
Halotan (CF3CHClBr) digunakan untuk obat bius yang tidak beracun.
•
Teflon digunakan sebagai pelapis anti lengket, misalnya panci, wajan, dan setrika.
•
PVC digunakan untuk plastik pipa, bungkus kabel dan lain-lain.
•
p–dikloro benzene digunakan sebagai insektisida.
284
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 284
29/08/2013 16:00:24
Latihan Soal 1. Hasil reaksi adisi H2O pada C3H6 bila dioksidasi
5. Hasil reaksi yang dominan dari 2-metil-2-butena
akan menghasilkan ….
dengan HCl adalah ….
A. Propanon
A. 3-kloro-2-metil butane
B. Propanal
B. 3-kloro-3-metil butana
C. Propanol
C. 2-kloro-3-metil butane
D. Asam propanoat
D. 2-kloro-2-metil butana
E. n–propil alkohol
E. 2-kloro-1-metil butane
2. Rumus bangun alkohol sekunder ditunjukkan oleh ….
6. Hasil reaksi identifikasi senyawa dengan rumus molekul C3H6O sebagai berikut
A. CH3(CH2)4OH
1. Dengan pereaksi Fehling menghasilkan
B. (CH3)2CHOH
endapan merah bata; dan
C. (CH3)3COH
2. o k s i d a s i d e n g a n s u a t u o k s i d a t o r
D. CH3CH2C(CH3)2OH
menghasilk an senyawa yang dapat
E. (CH3)2CH(CH2)2OH
memerahkan lakmus biru.
3. Reaksi antara asam organik dengan alkohol
Gugus fungsi senyawa karbon tersebut ….
dinamakan dengan ….
A.
A. hidrolisis
B. oksidasi
B.
C. alkoholisis
C. D.
E. esterifikasi 4. Glukosa mengandung gugus fungsional …. H
H
H
C
OH OH
E.
H O
C
O OH O
D. dehidrasi
H2
C
C
C
C
OH
OH
OH
C
A. alkohol dan aldehid
C C OH O
7. Dari reaksi: H+
H
CH3
C OH + HO
CH3
O
B. alkohol dan keton
Dapat membentuk ….
C. aldehid dan ester
A. karbohidrat
D. aldehid dan asam karboksilat
B. protein
E. alkohol dan asam karboksilat
C. alkohol
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 285
285 29/08/2013 16:00:24
D. aldehide
12. Campuran manakah di bawah ini, jika bereaksi
E. ester
menghasilkan ester ….
8. Hasil sampingan yang diperoleh dalam industri sabun adalah ….
A. propanol dengan fospor trioksida B. propanol dengan natrium C. etanol dengan asam asetat
A. gliserol
D. gliserol trioleat dengan natrium hidroksida
B. ester
E. asam oleat dengan natrium hidroksida
C. alkohol D. glikol
13. Senyawa CH3COOCH2CH3 adalah suatu ….
E. asam karbon tinggi
A. asam karboksilat
9. Senyawa organik dengan rumus molekul C5H12O yang merupakan alkohol tersier adalah ….
B. aldehida C. Mg(HCO3)2 D. Mg(N)2 E. ester
A. 3-pentanol B. 2-metil-3-butanol
14. Pasangan senyawa karbon di bawah ini yang
C. 3-metil-2-butanol
merupakan isomer gugus fungsional adalah
D. 2-metil-2-butanol
….
E. trimetil karbinol
A. metil etanoat dan propanol
10. Nama kimia untuk senyawa: CH3 H
C
B. etil metil eter dan metil etanoat C. etil metil eter dan 2 propanon D. propanol dan etil metil eter
CH2
CH3
C
CH3
O
E. propanol dan propanal 15. Sebanyak 1,10 gram suatu asam dapat dinetralkan oleh 45 mL NaOH 0,2 M. Bila asam ini adalah asam karboksilat, maka rumus asam tersebut
A. 1, 1-dimetil-3-butanon
….
B. 2-metil-4-pentanon
A. CH3 – COOH (Mr = 60)
C. 4, 4-dimetil-2-butanon
B. C2H 5 – COOH (Mr = 74)
D. isopropil metil keton
C. C6H5 – COOH (Mr = 122)
E. 4-metil-2-pentanon
D. C4H9 – COOH (Mr = 102)
11. Hasil reaksi antara larutan asam propionat
E. C5H11 – COOH (Mr = 116)
dengan etanol adalah .… A. CH3COOCH3 B. C2H5COOC3H7 C. C3H7COOCH3 D. C2H5COOC2H5 E. C3H7COOC2H5
286
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 286
29/08/2013 16:00:24
P
Pembahasan 1. Jawaban: A
adalah aldehid. Jika dioksidasi, aldehid akan
Reaksi adisi H2O pada C3H6 :
menghasilkan asam karboksilat yang dapat memerahkan lakmus biru. 7. Jawaban: E
Reaksi asam karboksilat dengan alkohol dalam keadaan asam disebut esterifikasi akan menghasilkan ester.
2. Jawaban: B
Alkohol sekunder adalah gugus OH yang
8. Jawaban: A
(lemak).
menempel pada C sekunder, ditandai dengan adanya CHOH:
Hasil sampingan pembuatan sabun → gliserol
9. Jawaban: D
Alkohol tersier berarti gugus alkohol terikat pada C tersier.
3. Jawaban: E
Senyawa organik + alkohol → Ester (esterifikasi)
4. Jawaban: A 10. Jawaban : A 5 CH3
5. Jawaban: D
H
Hasil reaksi dominan 2-metil-2-butena dengan
•
atau keton. Karena senyawa C3H6O pada soal bereaksi dengan fehling, berarti gugus tersebut
2 C
1 CH3
O
Perhatikan rantai terpanjang dan beri nomor dimulai dimulai pada gugus C=O
Senyawa dengan rumus molekul C 3 H 6 O memiliki dua kemungkinan, gugus aldehid
3 CH2
metil
karena ion Cl akan menyerang C nomor 2.
C
CH3
HCl akan menghasilkan 2-kloro-2-metil butana, 6. Jawaban: D
4
memiliki nomor terkecil. •
Tentukan nomor alkilnya dan diikuti dengan nama alkilnya, nomor gugus dan rantai terpanjang diberi akhiran–on.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 287
287 29/08/2013 16:00:24
11. Jawaban: D C2H5COOH + C2H5OH → C2H5COOC2H5 + H2O 12. Jawaban: C
Reaksi esterifikasi: asam karboksilat (asam asetat) + alkohol → ester + air
13. Jawaban: E CH3COOCH2CH3 adalah ester. 14. Jawaban: D Isomer fungsional: •
alkohol dan eter
•
alkanon dan alkanal
•
ester dan asam alkanoat
15. Jawaban: C Vasam × Masam × nasam = V NaOH × M NaOH × n NaOH mmol asam = 45 mL × 0,2 M × 1 mmol asam = 9 Mr asam =
mg 1100 mg = mmol asam 9
Mr asam = 122,22
Berarti rumus asam tersebut adalah: C 6H 5– COOH (Mr = 122).
288
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 288
29/08/2013 16:00:24
BAB 13 HIDROKARBON DAN MINYAK BUMI A. Hidrokarbon Hidrokarbon adalah golongan senyawa karbon yang paling sederhana, yang tersusun dari unsur karbon dan hidrogen. Berdasarkan strukturnya, hidrokarbon bisa dikelompokkan seperti yang bisa kamu lihat pada bagan di bawah ini. Hidrokarbon
Terbuka (alifatik)
Jenuh Ikatan tunggal
Tidak jenuh
Rangkap dua (alkena)
Tertutup (siklik)
Aromatik
alisiklik
Rangkap tiga (alkuna)
B. Gugus Fungsi Senyawa Berdasarkan pada gugus fungsinya, senyawa hidrokarbon dapat digolongkan menjadi alkana, alkena, sikloalkana, alkuna, alkadiena. No
Gugus fungsi
Struktur
Rumus umum
1
Alkana
R – CH – CH – R
CnH2n+2
2
Alkena
R – CH = CH – R
3
Sikloalkana
Rantai tertutup
4
Alkuna
R–C≡C–R
5
Alkadiena
2 ikatan rangkap dua
CnH2n CnH2n–2
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 289
289 29/08/2013 16:00:25
C. Deret Homolog Beberapa senyawa dikatakan homolog apabila rantai C-nya semakin panjang maka titik leleh dan titik didihnya makin tinggi, rumus umumnya sama, selisih antara sukunya CH2. Beberapa deret homolog antara lain: •
Alkana (CnH2n+2): metana, etana, propana, butana, pentana, heksana, heptana, oktana, nonana, dekana.
•
Alkena(CnH2n) : sama dengan alkana, hanya menggunakan akhiran –ena, tanpa C1.
•
Alkuna(CnH2n-2): sama dengan alkana hanya menggunakan akhiran –una, tanpa C1.
•
Alkil/cabang (CnH2n+1): sama dengan akana, hanya menggunakan akhiran –il.
D. Tata Nama IUPAC 1. Buat alkana, alkena, maupun alkuna rantai lurus, nama sesuai dengan jumlah atom C 2. Buat rantai bercabang: •
Pilih rantai C yang paling panjang (harus ada ikatan rangkap untuk alkena dan alkuna) dengan jumlah alkil paling banyak.
•
Penomoran C1 dimulai dari yang terdekat dengan:
Ikatan rangkap
Cabang
Jumlah cabang
•
Penamaan: posisi alkil-nama alkil-posisi ikatan rangkap-nama pusat. Cabang banyak dan sama diberi awalan di-, tri-, tetra-, dll. Cabang banyak dan berbeda disusun berdasarkan abjad.
E. Alkana Kelompok ini merupakan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh, yaitu senyawa hidrokarbon dengan rantai C terbuka dan semuanya ikatan tunggal. Rumus umumnya Cn H2n+2. 1. Deret Alkana: Suku ke-
Rumus molekul
Nama
1
CH4
Metana
2
C2H6
Etana
3
C3H8
Propana
4
C4H10
Butana
5
C5H12
Pentana
2. Tata Nama Alkana: •
Alkana rantai lurus diberi nama – n – alkana (n = normal).
•
Alkana rantai cabang, nama senyawa merupakan rangkaian dari: nomor cabang, nama cabang, nama rantai utama.
290
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 290
29/08/2013 16:00:25
•
Nama cabang diantaranya: metal, etil, propil.
Contoh: 2,3 dimetil butana
CH3 CH3
CH
CH
CH3
CH3
F. Alkena Alkena adalah senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh dengan satu ikatan rangkap – C = C –. Rumus umumnya Cn H2n. 1. Deret Alkena: Suku ke-
Rumus molekul
Nama
2
C2H4
Etena
3
C3H6
Propena
4
C4H8
Butena
5
C5H10
Pentena
2. Tata Nama Alkena: Untuk alkena rantai lurus, di depan nama alkena ditulis bilangan angka yang menyatakan posisi ikatan rangkap. Penomoran C di mulai dari C terdekat dengan ikatan rangkap. Pada alkena rantai bercabang, nama alkena didasarkan pada rantai utama, yaitu rantai atom C terpanjang yang mengandung ikatan rangkap.
G. Alkuna Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh yang mempunyai satu ikatan rangkap tiga – C ≡ C – dengan rumus umum Cn H2n-2. 1. Deret Alkuna: Suku ke-
Rumus molekul
Nama
2
C2H2
Etuna
3
C3H4
Propuna
4
C4H6
Butuna
5
C5H8
Pentuna
2. Tata nama Alkuna: •
Pada alkuna rantai lurus, di depan nama alkuna ditulis bilangan angka yang menyatakan posisi ikatan rangkap tiga. Penomoran C di mulai dari C terdekat dengan ikatan rangkap tiga.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 291
291 29/08/2013 16:00:25
•
Pada alkena rantai bercabang, nama alkena didasarkan pada rantai utama, yaitu rantai atom C terpanjang yang mengandung ikatan rangkap.
H. Aromatik (Benzena) Benzena merupakan kelompok hidrokarbon aromatik yang memiliki rumus molekul C6H6.
Struktur Benzena
1. Ciri-Ciri Benzena: •
Bersifat aromatis (wangi).
•
Bentuk siklik segienam.
•
Bersifat racun mengakibatkan kerusakan pada hati.
•
Kedudukan semua atom C dan H dalam benzena adalah ekuivalen sehingga kedua jenis ikatan pada benzena dapat berpindah-pindah atau mengalami resonansi. Adanya resonansi menyebabkan benzena sukar mengalami reaksi adisi meskipun mempunyai ikatan rangkap.
•
Memiliki ikatan rangkap terkonjugasi (ikatan rangkap selang-seling dengan ikatan tinggal).
•
Mengalami resonansi yaitu perpindahan elektron pi untuk menstabilkan kearomatisan.
•
mudah bereaksi substitusi, tetapi sulit mengalami adisi.
•
Mudah menguap dan terbakar.
•
Sudut antar ikatan 120°.
•
Titik didih 80°C dan titik leleh 5,5°C.
•
Zat cair tidak berwarna.
2. Penamaan Senyawa Benzena:
Substitusi 1 gugus atom (monosubstitusi).
Halobenzene
Benzaldehid
X = F, CI, Br, I
Asam benzene sulfonat Asam benzoat (ABS)
•
Substitusi 2 gugus atom (disubstitusi).
Jika terdapat dua substituen, maka akan terdapat tiga isomer yaitu orto (1, 2), meta (1, 3), dan para (1, 4)
292
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 292
29/08/2013 16:00:25
X Orto
Orto
Meta
Meta Para
•
Substitusi banyak gugus atom (polisubstitusi).
Penamaan untuk polisubstitusi menggunakan penomeran berdasarkan prioritas terkuat Urutan prioritas: – COOH > – SO3H > – CHO > – CN > – OH > – NH2 > – R > – NO2 > – X
3. Reaksi Benzena •
Alkilasi
Tuloena
•
Halogenasi
Klorobenzena
•
Nitrasi
Nitrobenzena
•
Sulfonasi
Asam benzena sulfonoat
4. Turunan Benzena Nama Dan Fungsi Fenol Digunakan sebagai disinfektan dan bahan pembuat plastik.
Struktur
OH
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 293
293 29/08/2013 16:00:25
Toluena Diunakan untuk membentuk zat-zat lain.
CH3
Nitrobenzena Digunakan untuk membuat anilin.
NO2
Anilina Digunakan untuk membuat bahan zat warna diazo.
NH2 O
Azam Benzoat Digunakan untuk bahan pengawet dalam bentuk garam.
C
Stirena Digunakan untuk membuat plastik polistirena.
OH
CH = CH2
Naftalena (C10H8) Dugunakan untuk kapur barus.
H O2 Asam Pikrat (2, 4, 6 Tri Nitro Fenol) Digunakan sebagai bahan peledak.
HO N O2
I. Minyak Bumi Minyak bumi mengandung banyak jenis hidrokarbon yang berbeda jumlah atom C-nya yang disebut fraksi minyak bumi. No
Fraksi Minyak Bumi
Jumlah Atom C
Titik Didih (oC)
Kegunaan
1
Gas
C1–C4
(–166)–20
Bahan bakar LPG
2
Petroleum eter
C5–C6
30–90
Pelarut, dry cleaning
3
Bensin
C6–C12
85–200
Bahan bakar motor, mobil
4
kerosin
C12–C15
175–300
Bahan bakar kompor, lampu
294
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 294
29/08/2013 16:00:25
5
Solar
C15–C18
300–400
Bahan bakar mesin diesel
6
Minyak pelumas
C16–C24
> 400
Pelumas
7
Lilin
C2–C40
-
Penerangan
8
Aspal
< C40
-
Bahan bakar dan pengeras jalan raya
1. Pemisahan Minyak Bumi
Memisahkan minyak bumi dilakukan dengan cara destilasi bertingkat, setelah itu baru dilakukan pengolahan yang disesuaikan kebutuhan, antara lain:
•
Blending yaitu penambahan zat aditif (TEL, MTBE, etanol, atau metanol) untuk meningkatkan bilangan oktan.
•
Cracking (pemotongan). Hidrokarbon rantai panjang bisa dipotong-potong jadi molekul rantai pendek menggunakan katalis tertentu.
•
Polimerisasi adalah molekul kecil digabung jadi molekul besar.
•
Reforming (isomerisasi), dimana bentuk molekul rantai lurus diubah jadi rantai bercabang.
•
Treating yaitu proses penghilangan kotoran untuk memurnikan minyak bumi.
2. Kualitas Bensin
Komponen utama bensin adalah n–heptana dan isooktana (2,2,4–trimetil–pentana). Kualitas bensin dinyatakan dengan bilangan oktan yang menyatakan kemampuan bensin dalam mengatasi ketukan (penyebab mesin panas dan bergetar kasar) sewaktu terbakar di dalam mesin. Semakin besar bilangan oktan, maka semakin tinggi kualitas bensin tersebut. N–heptana punya bilangan oktana = 0, dan isooktana punya bilangan oktana = 100.
3. Petrokimia
Produk yang dibuat dari minyak bumi dan gas alam disebut petrokimia. Contoh bahan-bahan petrokimia adalah plastik, serat sintetik, pestisida, detergen, pelarut organik, pupuk, dan berbagai jenis obat-obatan dan vitamin.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 295
295 29/08/2013 16:00:25
Latihan Soal 1. Atom karbon sekunder tidak terdapat dalam
B. suatu asam monoprotik
senyawa alkana ….
C. suatu di–alkohol
A. (CH3)2CHCH2CH3
D. p–dihidroksi benzene
B. CH3CH2 CH3
E. fenol
C. (CH3)2CHCH2CH(CH3)2 D. (CH3)3CHCH3
6. Proses pembuatan margarin, minyak dipadatkan menjadi lemak dengan cara ….
E. (CH3)3CCH(CH3)2
A. pemanasan
2. Dalam penentuan struktur alkena dengan
B. hidrogenasi
reaksi ozonida diperoleh pentanol dan butanol,
C. pendingin
maka alkena itu adalah ….
D. oksidasi
A. 3-nonena
E. netralisasi
B. 3-oktena C. 4-nonena
7. Berikut ini adalah kegunaan senyawa turunan benzena:
D. 5-oktena
1. Pengawet makanan
E. 5-nonena
2. Bahan peledak
3. Bahan yang dapat memberikan rasa manis
3. Zat desinfektan
adalah ….
4. Pembuatan zat warna
A. alkil benzene sulfonat
5. Bahan bakar roket
B. natrium benzoate
C. natrium siklamat
D. natrium glutamate
Kegunaan yang tepat untuk senyawa turunan OH
benzena dengan rumus
adalah ….
E. butil hidroksitoluena 4. Oksidasi sempurna senyawa toluena akan menghasilkan ….
B. 2
A. fenol
C. 3
B. asam benzoat
D. 4
C. aniline
E. 5
D. nitrobenzene E. benzaldehid 5. Oksidasi kuat dari p – dimetil benzena
296
A. 1
8. Rumus kimia senyawa hidrokarbon berikut, yang merupakan rumus kimia alkana adalah ….
menghasilkan ….
A. C3H4
A. suatu asam diprotik
B. C4H6
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 296
29/08/2013 16:00:25
C. C5H12
12. Berikut ini beberapa kegunaan dari senyawa
D. C6H8
turunan benzene.
E. C7H12
(1) Bahan peledak (2) Antiseptik
9. Suatu senyawa alkana mempunyai rumus struk-
(3) Insektisida
tur:
(4) Bahan dasar pembuatan zat warna diazo
CH3 CH3
CH3
C
CH2
CH3
CH
CH2
C2H5
CH3
(5) Pengawet minuman
CH3
Kegunaan senyawa turunan benzene dengan rumus:
Yang merupakan atom C tersier pada struktur NH2
alkana di atas adalah atom C nomor .... A. 1 B. 2
Adalah nomor ….
C. 3
A. 1
D. 5
B. 2
E. 7
C. 3 D. 4
10. Nama senyawa turunan benzena:
E. 5 NO2
13. Perhatikan persamaan reaksi senyawa benzene berikut:
Dengan rumus struktur seperti diatas adalah …. A. toluena B. nitrobenzena C. klorobenzena D. aniline E. asam benzoat
11. Berikut adalah persamaan pembuatan turunan benzena.
Nama senyawa x yang dihasilkan dan jenis reaksi tersebut adalah …. A. klorobenzena, halogenasi B. klorobenzena, alkilasi C. aniline, alkilasi D. aniline, halogenasi E. toluene, alkilasi
14. Beberapa kegunaan senyawa turunan benzena Jenis reaksi tersebut adalah …. A. sulfonasi B. adisi C. alkilasi D. halogenasi E. oksidasi
antara lain: (1) Bahan pengawet (2) Disinfektan (3) Antioksidan (4) Obat-obatan (5) Minyak wangi
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 297
297 29/08/2013 16:00:25
O
Kegunaan dari senyawa
C
OH
adalah …. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5 15. Perhatikan informasi senyawa turunan benzena berikut: NO
Struktur
COOH
1
OH
2
CH3
3
Penggunaan Pengawet makanan Zat warna Disinfektan
NO2 4
Obat
NH2
5
O2N
CH3
NO2
Bahan baku plastik
NH2
Pasangan yang tepat antara senyawa dan kegunaannya adalah …. A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 5
298
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 298
29/08/2013 16:00:25
Pembahasan 1. Jawaban: E
5. Jawaban: A
K arbon sekunder adalah k arbon yang
Oksidasi kuat dari pdimetil benzena menghasilkan:
berikatan dengan 2 atom karbon lainnya dan yang tidak memiliki karbon sekunder yaitu (CH3)3CCH(CH3)2: CH3 CH3 C
H3C
CH2
CH3
6. Jawaban: B
CH3
2. Jawaban: C • •
Alkena terbentuk dari bergabungnya gugus
dibentuk dari minyak nabati (gliserida tidak
OH pada dua senyawa alkohol.
jenuh) dengan cara hidrogenasi (adisi dengan
Reaksi ozo dengan alkena disebut ozonalisis.
gas hidrogen).
Pada reaksi ini dihasilkan ozonida. Hidrolisis
7. Jawaban: C
ozonida menghasilkan bagian alkena yang
Senyawa turunan benzena:
ikatan rangkapnya telah terputus. •
Margarin adalah jenis gliserida jenuh, dapat
OH
Pada reaksi ozonida, ternyata diperoleh pentanol dan butanol.
•
Jadi alkena tersebut pada rantai karbonnya
Struktur senyawa di atas memiliki gugus –OH,
terdapat 9 karbon, dengan ikatan rangkap
sehingga merupakan gugus fenol, gugus fenol
2 terdapat pada atom C nomor 4.
sering digunakan sebagai obat-obatan, bahan
pentanol
butanol
pembuat plastik dan disinfektan. 8. Jawaban: C Senyawa alkana memiliki rumus fungsi: CnH2n+2
3. Jawaban: C
Bahan pemanis buatan yang biasa digunakan
Maka yang termasuk senyawa alkana adalah C5H12 (pentana).
yaitu natrium siklamat. Selain natrium siklamat pemanis buatan terbuat dari sakarin dan aspartam. 4. Jawaban: B
Oksidasi toluena (C6H5CH3) asam benzoat (C6H5COOH)
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 299
299 29/08/2013 16:00:26
9. Jawaban: D
13. Jawaban: A
Penomoron struktur kimia pada alkana dimulai
Reaksi Benzena:
dari gugus alkil yang memiliki nomor terkecil.
•
Halogenasi: benzena bereaksi langsung dengan halogen. Hasilnya adalah halo benzena, seper ti klorobenzena dan bromobenzena.
•
Nitrasi: benzena bereaksi dengan HNO3 pekat. Hasilnya nitrat yang masuk ke benzena.
Keterangan: • •
•
C primer adalah atom C yang mengikat 1
dengan H 2 SO 4 pekat. Hasilnya asam
atom C lainnya (1 dan 8).
benzena sulfonat.
C sekunder adalah atom C yang mengikat
•
2 atom C lainnya (3, 4, 6, dan 7). •
C tersier adalah atom C yang mengikat 3 C kuartener adalah atom C yang mengikat 4 atom karbon lainnya (2).
10. Jawaban: B
Ingat ada NO2, N = Nitrogen, lihat jawaban yang dekat yaitu nitrobenzena. Nitrobenzena
Pada soal hasil reaksinya adalah klorobenzena maka jenis rekasi adalah halogenasi.
14. Jawaban: A
NO2
O C
Struktur
OH
adalah azam benzoat
yang digunakan untuk bahan pengawet dalam bentuk garam. 15. Jawaban: A •
Senyawa 1 → asam benzoat, digunakan sebagai pengawet makanan.
digunakan untuk membuat anilin. •
11. Jawaban: C
Alkilasi: jika alkil (karbon) yang masuk ke benzena.
atom karbon lainnya (5). •
Sulfonasi; terjadi bila benzena dipanaskan
Senyawa 2 → fenol digunakan sebagai disinfektan.
Reaksi Alkilasi:
•
Senyawa 3 → toluena, digunakan untuk membuat zat-zat lain dan pelarut.
•
12. Jawaban: D
sebagai bahan pembuat zat warna. NH2
Senyawa 4 → meta nitroanilin, digunakan
•
Senyawa 5 → trinitrotoluena, digunakan sebagai bahan peledak.
adalah rumus struktur anilina yang digunakan untuk membuat bahan zat warna diazo
300
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 300
29/08/2013 16:00:26
BAB 14 SENYAWA ORGANIK
A. Karbohidrat Karbohidrat (sakarida) adalah senyawa karbon yang tersusun atas karbon, hidrogen dan oksigen dengan rumus umum Cn(H2O)m. nCO2 + mH2O → Cn(H2O)m + nO2 Karbohidrat memiliki banyak gugus hidroksi (OH) dan gugus karbonil O yang bisa diartikan sebagai senyawa polihidroksi keton atau polihidroksi aldehid dan turunannya. 1. Jenis Karbohidrat a. • • • •
Berdasarkan jenis hidrolisisnya karbohidrat digolongkan menjadi: Monosakarida Terdiri dari satu molekul. Tidak bisa dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih kecil. Berdasarkan gugus karbonilnya dibagi menjadi: aldosa (gugus aldehid) glukosa dan galaktosa ketosa (gugus keton) fruktosa Intensitas kemanisan: fruktosa > glukosa > galaktosa
b. • • • •
Disakarida Terdiri dari dua molekul. Rumus molekul disakarida C12H22O11. Bisa dihidrolisis menjadi dua macam monosakarida. Penyusun disakarida terpenting: sukrosa (gula tebu): glukosa + fruktosa laktosa (gula susu): glukosa + galaktosa maltosa (gula pati): glukosa + glukosa
•
Intensitas kemanisan: sukrosa > maltosa > laktosa.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 301
301 29/08/2013 16:00:26
c.
Polisakarida
•
Rumus umumnya (C6H10O5)n.
•
Polimer dari monosakarida.
•
Dihidrolisis menghasilkan monosakarida.
•
Polisakarida terpenting amilum : polimer glukosa ikatan alfa selulosa : polimer glukosa ikatan beta glikogen : polimer glukosa bercabang
•
Semua polisakarida tidak berasa manis.
2. Sifat-Sifat Karbohidrat a.
Semua karbohidrat bersifat optis aktif (mempunyai C kiral).
b. Monosakarida dan disakarida berasa manis juga larut dalam air, sedangkan polisakarida berasa tawar dan tidak larut d alam air. c.
Reaksi karbohidrat:
•
Hidrolisis
H2O/H+
H2O/H+
polisakarida
disakarida
•
Fermentasi
ragi
glukosa
•
Dehidrasi
monosakarida
etanol + CO2 H2SO4
karbohidrat
karbon + H2O
d. Uji karbohidrat: •
Glukosa + fehling/benedict → endapan merah bata (positif, gugus aldehid)
•
Fruktosa + fehling/benedict → tidak terbentuk endapan merah bata (negatif, gugus keton)
•
Amilum + iodine → warna biru
B. Protein Dalam tubuh, protein merupakan unsur penting sebagai zat pembangun, pengatur, dan pertahanan, juga sumber energi setelah karbohidrat dan lemak. Protein terbentuk dari asam amino. Unsur utama penyusun protein adalah C, H, O, N dam terkadang terdapat S dan P. 1. Sifat Protein •
Dapat mengendap jika ditambahkan garam, alkohol, dan aseton.
•
Dapat larut dalam air tetapi membentuk koloid hidrofil.
•
Dapat mengalami denaturasi, yaitu perubahan sifat dari protein asal.
•
Pada hidrolisis dalam tubuh dengan katalis enzim protein akan terurai menjadi asam amino.
302
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 302
29/08/2013 16:00:26
2. Penggolongan Protein
Menurut hidrolisisnya protein dibagi menjadi:
•
Protein tunggal yang terdiri atas asam karboksilat.
•
Protein majemuk terdiri atas asam amino karboksilat dan senyawa-senyawa lain seperti nukleat, zat warna, dll.
3. Reaksi Pengenalan Protein Jenis reaksi
Tujuan
Pereaksi
Hasil Reaksi
Uji biuret
Untuk membuktikan adanya ikatan peptida
CuSO4 + NaOH
Warna ungu
Uji milon
Untuk membuktikan adanya gugus fenol dalam protein
HgNO3 + Hg(NO3)2
Endapan putih yang berubah menjadi merah pada pemanasan
Uji xantoprotein
Untuk membuktikan adanya gugus nebzena pada protein
HNO3 pekat
Endapan putih yang berubah menjadi kuning/jingga pada pemanasan
4. Turunan Nitrogen a.
Amina: turunan nitrogen yang punya atom nitrogen yang bersifat basa karena mempunyai PEB.
b. Asam amino: senyawa organik yang mempunyai gugus asam (– COOH) dan gugus amina (–NH2). Asam amino dapat mengalami polimerisasi menjadi protein. Asam amino terbagi dua, yaitu asam amino esensial dan nonesensial. Asam amino esensial tidak bisa disintesis tubuh. Yang termasuk kelompok ini adalah arginin, fenilalanin, histidin, lisin, isoleusin, metionin, treonin, triptofan, valin. Asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh merupakan asam amino nonesensial, yaitu: alanin, asam aspartat, asam glutamat, asparagin, glisin, glutamine, prolin, serin, sistein, tirosin.
Sifat-sifat asam amino:
•
Bersifat amfoter.
•
Bisa membentuk zwitter ion, bisa bermuatan negatif juga positif yang keseluruhannya netral.
•
Bersifat optis aktif kecuali glisina.
•
Dapat berpolimerisasi membentuk protein melalui ikatan peptida.
C. Lipid Lemak dan minyak di golongkan sebagai lipid. Keduanya dibentuk dari trimester asam lemak dengan gliserol (1,2,3-trihidroksipropana). Trigliserida (atau triasilgliserol) ditemukan baik dalam tumbuhan maupun hewan. Lemak dan minyak memiliki beberapa perbedaan, seperti yang bisa kamu baca dari tabel berikut. Lipid
Minyak
Lemak
Komponen
Asam lemak tak jenuh
Asam lemak jenuh
Struktur rantai
Bengkok
Lurus
Kelarutan Titik leleh
Tidak bisa larut dalam air Dalam air tidak larut, dalam pelarut organik seperti CCl4, eter bisa larut Rendah
Tinggi
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 303
303 29/08/2013 16:00:26
1. Reaksi Asam Lemak
Karena punya sifat asam, asam-asam lemak bereaksi dengan basa membentuk garam ionik, sesuai dengan reaksi berikut.
RCO2H + NaHCO3→RCO2(–)Na(+) + CO2 + H2O RCO2H + (CH3)3N →RCO2(–)(CH3)3NH(+) RCO2H + AgOH→RCO2 (–)Ag(+) + H2O 2. Reaksi Lemak dan Minyak a.
Reaksi hidrolisis
Karena lemak dan minyak adalah ester dari asam lemak dan gliserol, maka keduanya dapat dihidrolisis, seperti ester lain menjadi pembentuknya, gliserol dan asam lemak.
b. Reaksi penyabunan (saponifikasi)
Saat asam lemak dan minyak direaksikan dengan basa kuat, maka akan menghasilkan garam dari asam lemaknya dan gliserol. Garam dari asam lemak ini disebut sebagai sabun, reaksi yang dilakukan disebut reaksi penyabunan.
c.
Reaksi adisi ikatan jenuh dengan iodin
Iodin memutuskan ikatan rangkap. Tandanya warna larutan iodin yang semula cokelat akan menghilang. Oleh karena itu reaksi ini dipakai untuk menguji suatu asam lemak termasuk jenuh atau tidak. Jumlah iodin (dalam garam) yang dapat diserap oleh 100 gram lemak pada reaksi penjenuhan disebut bilangan iodin.
3. Polimer
Polimer atau makromolekul adalah senyawa berupa rantai yang sangat panjang dan tersusun atas satuan berulang yang disebut monomer. Reaksi pembentukan polimer dinamakan polimerisasi.
Penggolongan polimer
Polimer bisa dikelompokkan berdasarkan reaksi, asalnya, monomernya, dan ketahanan terhadap panas.
a. Penggolongan polimer berdasarkan jenis reaksi •
Polimer adisi
Pada polimer ini monomernya harus memiliki ikatan rangkap, polimerisasinya dibantu oleh katalisator, molekul tidak ada yang hilang. Reaksi polimerisasi ini banyak digunakan pada industri plastik dan karet, contoh: pembentukan polietilena dari etena dan pembuatan teflon (politetra fluoroetilena).
•
Polimer kondensasi
Polimerisasi ini harus ada gugus fungsi (OH, COOH, atau NH2) dan ada molekul kecil yang dilepaskan biasanya H2O atau NH3. Contoh polimerisasi ini adalah pada pembuatan nilon 66.
b. Penggolongan polimer berdasarkan asal •
Polimer alam
Polimer yang telah tersedia dan terbentuk di alam. Contoh: protein, karbohidrat, lipid.
304
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 304
29/08/2013 16:00:26
•
Polimer sintetis (buatan)
Polimer yang dibuat manusia seperti karet dan serat sintesis, juga plastik. Contoh: teflon, nilon, PVC, tetoron.
c.
Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomer
•
Homopolimer
Homopolimer merupakan polimer yang terbentuk dari satu jenis polimer, contoh: PVC, teflon, polipropilena.
•
Kopolimer
Terbentuk dari dua jenis atau lebih monomer, contoh: nilon, dacron, bakelit.
d. Penggolongan polimer berdasarkan kekuatan terhadap panas •
Termoset
Temoset merupakan polimer tahan panas, bila pecah tidak bisa dibentuk ulang, dengan struktur berupa ikatan silang antarrantai maka bahannya keas dan kaku. Contoh: bakelit, melamin.
•
Termoplas
Polimer jenis ini meleleh kalau kena panas, bisa dibentuk ulang karena bisa melunak jika dipanaskan dan mengeras kalau didinginkan, struktur berupa ikatan rantai lurus atau bercabang. Contoh: PVC.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 305
305 29/08/2013 16:00:26
Latihan Soal 1. Protein yang berguna sebagai biokatalis dalam sistem hidup adalah ….
B. uji fehling
A. enzim
C. uji milon
B. albumin
D. uji xantoprotein
C. hemoglobin
E. uji iodine
D. protamin
5. Reaksi saponifikasi adalah reaksi lemak atau
E. lipoprotein
minyak dengan ….
2. Perhatikan data uji protein dibawah ini. No Senyawa
Biuret
Timbal
Xantoproteat
1
A
+
+
-
2
B
-
+
-
3
C
+
-
+
4
D
-
+
-
Pasangan senyawa yang mengandung ikatan peptide adalah …. A. A dan B B. B dan C C. C dan D
C. air D. alkohol E. eter 6. Pada proses pembuatan margarin, minyak dipadatkan menjadi lemak dengan cara …. A. pendinginan B. pemanasan C. netralisasi D. oksidasi E. hidrogenasi
D. A dan C
7. Karbohidrat adalah sumber energi bagi
E. B dan D
makhluk hidup. Di dalam tubuh karbohidrat
3. Dibawah ini yang bukan sifat asam amino adalah …. A. bersifat amfoter B. bisa membentuk zwitter ion C. bisa dihidrolisis menjadi dua macam monosakarida D. bersifat optis aktif kecuali glisin E. dapat berpolimerisasi membentuk protein melalui ikatan peptida 4. Untuk membuktikan adanya gugus fenol dalam protein dilakukan uji ….
306
A. NaOH B. ester
Pereaksi
A. uji biuret
diubah menjadi …. A. disakarida B. protein C. glukosa D. galaktosa E. fruktosa 8. Dalam urin seorang penderita diabetes dapat diidentifikasi adanya …. A. glukosa B. fruktosa C. galaktosa
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 306
29/08/2013 16:00:26
D. glukosa
12. Didalam tubuh manusia, energi disimpan da-
E. naltosa
lam bentuk ….
9. Pengukuran yang dilakukan untuk mengetahui banyaknya ikatan rangkap yang terdapat dalam minyak yaitu ….
A. glikogen B. glukosa C. ATP D. ADP
A. bilangan penyabunan
E. AMP
B. bilangan iodin C. bilangan oksidasi
13. Asam-asam lemak bereaksi dengan basa mem-
D. bilangan asam
bentuk ….
E. bilangan ester
A. garam ionik
10. Perhatikan struktur kimia glukosa dibawah ini HO
6
HO
E. minyak
O OH
1 2
3
OH
OH Mengandung gugus fungsional …. A. aldehida dan asam karboksilat B. alkohol dan asam karboksilat C. alkohol dan keton D. aldehida dan ester E. alkohol dan aldehida 11. Senyawa yang merupakan amina tersier adalah …. A. C2H5NHCH3
C. gliserin D. air
5 4
B. gliserol
14. Polimer glukosa ikatan beta adalah …. A. fruktosa B. amilum C. galaktosa D. selulosa E. glikogen 15. Amilum ditambah dengan iodin akan menghasilkan warna …. A. kuning B. oranye C. merah D. biru E. hitam
B. (CH3)2NCH3 C. C6H5NH2 D. C3H7NH2 E. (CH3)2NH
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 307
307 29/08/2013 16:00:26
Pembahasan 1. Jawaban: A
dengan menggunakan pereaksi HgNO 3 +
Enzim merupakan protein fungsional yang
Hg(NO3)2 dan akan menghasilkan endapan
berperan sebagai biokatalis dalam sistem hidup.
putih yang berubah merah jika dipanaskan. 5. Jawaban: A
2. Jawaban: D
Beberapa reaksi pengenalan protein: Jenis reaksi
Tujuan
Pereaksi
Reaksi saponifikasi adalah reaksi antara lemak atau minyak dengan basa kuat yang menghasilkan garam dari asam lemaknya dan
Hasil Reaksi
gliserol. Garam dari asam lemak inilah yang
Uji biuret
Untuk membuktikan adanya ikatan peptida
Uji milon
Untuk membuktikan adanya gugus fenol dalam protein
Uji xantoprotein
Untuk membuktikan adanya gugus nebzena pada protein
disebut sabun.
CuSO4 + NaOH
Warna ungu
HgNO3 + Hg(NO3)2
Endapan putih yang berubah menjadi merah pada pemanasan
HNO3 pekat
Endapan putih yang berubah menjadi kuning/jingga pada pemanasan
6. Jawaban: E
Margarin adalah ester tak jenuh yang memiliki ikatan rangkap. Margarin dapat dibuat dengan mengadisi ikatan pada minyak dengan hidrogen (hidrogenasi).
7. Jawaban: C
Karbohidrat (polisakarida seperti amilum dan glikogen) didalam tubuh akan dihidrolisis menjadi glukosa.
Bahan yang mengandung ikatan peptide jika
8. Jawaban: D
dites dengan peraksi biuret akan menghasilkan
warna ungu menunjukkan hasil positif. 3. Jawaban: C Sifat-sifat asam amino:
Pada seseorang yang mengidap penyakit diabetes ditemukan tingginya kadar gula (glukosa) dalam darah.
9. Jawaban: B •
Bersifat amfoter.
•
Bisa membentuk zwitter ion.
yang diperlukan untuk menetralkan asam
•
Bersifat optis aktif kecuali glisin.
lemak bebas dalam 1 gram minyak atau
•
Dapat berpolimerisasi membentuk protein
lemak.
melalui ikatan peptida.
•
Uji milon bertujuan untuk membuktikan adanya gugus fenol dalam protein, dilakukan
308
Bilangan penyabunan adalah jumlah miligram KOH untuk menyabunkan 1 gram
4. Jawaban: C
Bilangan asam adalah jumlah miligram KOH
•
minyak atau lemak. •
Bilangan iodin adalah jumlah garam I2 yang
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 308
29/08/2013 16:00:26
•
diperlukan untuk menjenuhkan ikatan
13. Jawaban: A
dalam 100 gram minyak atau lemak.
Bilangan ester adalah jumlah miligram KOH
membentuk garam ionik, sesuai dengan reaksi
untuk mengesterkan 1 gram minyak atau
berikut.
lemak.
RCO2H + NaHCO3 → RCO2(–)Na(+) + CO2 + H2O
10. Jawaban: E
Asam-asam lemak bereaksi dengan basa
Glukosa mengandung gugus alkohol (–OH) pada atom nomor 2, 3, 4, 5, 6 dan gugus aldehida (–CHO).
11. Jawaban: B Amina tersier: N mengikat satu alkil. Amina sekunder: N mengikat dua alkil. Amina tersier: N mengikat tiga alkil.
RCO2H + (CH3)3N → RCO2(–)(CH3)3NH(+) RCO2H + AgOH→RCO2(–)Ag(+) + H2O 14. Jawaban: D •
amilum: polimer glukosa ikatan alfa
•
selulosa: polimer glukosa ikatan beta
•
glikogen: polimer glukosa bercabang
15. Jawaban: D Amilum + iodin → warna biru.
12. Jawaban: C
Dalam tubuh manusia, energi yang dihasilkan dari proses katabolisme glukosa akan disimpan dengan mengubah ADP menjadi ATP.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 309
309 29/08/2013 16:00:26
BAB 15 SISTEM KOLOID
A. Dispersi Ada tiga bentuk disperse yang harus kamu tahu, yaitu: Larutan
Koloid
Suspensi
Satu fase
Dua fase
Dua fase
Stabil
Kurang stabil
Tidak stabil
Tidak dapat disaring
Dapat disaring dengan penyaring ultra
Dapat disaring dengan penyaring biasa
Homogen
Heterogen, tapi terlihat homogen
Heterogen
ukuran <10 m
ukuran antara 10 –10 m
ukuran >10–7 m
Contoh: larutan gula dalam air
Contoh : susu, mentega, kabut, asap, mutiara, agar-agar
Contoh: campuran air dengan tanah, air dengan kopi.
–9
–9
–7
B. Sistem Koloid Sistem koloid merupakan sistem dispersi (campuran) yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi, memiliki fase terdispersi dengan ukuran tertentu dalam medium pendispersi, yaitu: •
Fase terdispersi (fase terlarut) → zat yang didispersikan dalam ukuran tertentu.
•
Fase pendispersi (fase pelarut) → medium yang digunakan untuk mendispersikan.
C. Sifat-Sifat Koloid 1. Efek Tyndall: efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid. Berkas cahaya dalam larutan koloid tampak jelas, tetapi tidak tampak pada larutan sejati. 2. Gerak Brown: gerak zig-zag partikel koloid akibat tumbukan antar partikel koloid. Sifat inilah yang membuat koloid tidak mengendap. 3. Adsorpsi: penyerapan ion pada permukaan koloid sehingga koloid menjadi bermuatan. 4. Koagulasi: penggumpalan partikel koloid karena penambahan zat kimia, pengadukan, atau muatan yang berlawanan.
310
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 310
29/08/2013 16:00:27
5. Elektroforesis: pergerakan partikel koloid bermuatan akibat adanya medan listrik. 6. Dialisis: Pemurnian koloid dari partikel pengotor yang dapat menggganggu kestabilan koloid.
D. Koloid Liofil dan Liofob Pada koloid yang fase pendispersinya cair, koloid dibedakan menjadi dua, koloid liofil dan liofob. Liofil / hidrofil (Lio = cairan, philia = suka) 1. Bersifat reversible. 2. Dapat mengadsorpsi pendispersinya membentuk selubung. 3. Efek Tyndall kurang terlihat. 4. Memiliki gugus ionik atau polar. 5. Terdapat gaya tarik yang besar antara pendispersiterdispersi. 6. Tidak mudah menggumpal pada penambahan elektrolit.
Liofob / hidrofob (Lio = cairan, phobia = takut) 1. Bersifat irreversible. 2. Efek Tyndall terlihat jelas. 3. Gugus non polar. 4. Mudah menggumpal pada penambahan elektrolit. 5. Tidak dapat mengadsorpsi pendispersinya. 6. Tidak terdapat gaya tarik antara pendispersi-terdispersi.
E. Jenis-Jenis Koloid 1. Aerosol: sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas. Contoh: asap dan debu di udara, kabut dan awan. 2. Sol: sistem koloid dari partikel padat yang terdispersi dalam zat cair. Contoh: kanji, sabun, protein, lem, As2S3 dalam air dan sol Fe(OH)3 dalam air. 3. Emulsi: Sistem koloid dari zat yang terdispersi dalam zat cair lain. Contoh: mayones, minyak bumi, minyak ikan, santan, susu, dan lateks. 4. Gel: koloid yang setengah kaku (antara padat dan cair). Contoh: agar-agar. 5. Buih: Sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair. Contoh: deterjen.
F. Pembuatan Koloid 1. Cara kondensasi: penggabungan partikel-partikel koloid halus menjadi partikel yang lebih kasar. Contoh: pembuatan sol belerang, sol AgCl, sol emas. 2. Cara dispersi: pemecahan partikel-partikel kasar menjadi partikel berukuran koloid. Contoh: cara homogensi (pembuatan susu), cara peptisasi (gelatin dan lem ditambah air panas), cara mekanik (pembuatan sol belerang), cara busur Bredig.
G. Kestabilan Koloid Untuk menjaga kestabilan koloid maka dilakukan dengan cara: 1. Menghilangkan muatan koloid, yaitu proses penghalangan muatan koloid dilakukan dengan cara
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 311
311 29/08/2013 16:00:27
dialisis misalnya: mencuci darah dalam dunia kesehatan. 2. Penambahan stabilator koloid, yaitu penambahan suatu zat yang dapat meningkatkan kestabilan koloid ke dalam sistem koloid, misalnya emulgator dan koloid pelindung.
H. Aplikasi Koloid 1. Indusitri kosmetik: susu pembersih wajah, parfum, dll. 2. Industri makanan: agar-agar, mentega, keju, dll. 3. Industri farmasi: sirup dan obat-obatan.. 4. Industri pertanian: obat pembunuh serangga, obat semprot tanaman. 5. Industri lainnya: cat, keramik, kertas, plastik, foto, lem, dll.
312
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 312
29/08/2013 16:00:27
L
Latihan Soal 1. Berikut ini merupakan sifat koloid ….
C. buih
A. partikelnya terus bergerak
D. gel
B. dapat mengadsorpsi ion C. menghamburkan cahaya D. dapat bermuatan listrik
E. tinta 6. Larutan koloid dimurnikan dengan cara …. A. kristalisasi
E. semua benar
B. ultramikroskop
2. Di antara zat berikut yang termasuk aerosol
C. dialisis
adalah ….
D. destilasi
A. kabut B. kaca berwarna C. cat
E. penguapan 7. Contoh koloid di bawah ini yang merupakan sistem koloid padat dalam gas adalah ....
D. susu
A. kabut
E. busa sabun
B. embun
3. Di bawah ini terdapat berbagai contoh koloid,
C. asap
manakah dari contoh tersebut yang tergolong
D. buih
sol liofil …. A. susu B. sirup
E. batu apung 8. Pemberian tawas dalam proses air minum dimaksudkan untuk ....
C. kabut
A. mengendapkan partikel-partikel koloid
D. busa sabun
agar air menjadi jernih
E. agar-agar
B. membunuh kuman yang berbahaya
4. Sistem koloid yang dibuat dengan mendisper-
C. menghilangk an bahan-bahan yang
sikan zat padat ke dalam cairan disebut ....
menyebabkan pencemaran air
A. aerosol
D. menghilangkan bau tak sedap
B. buih C. emulsi D. gel E. sol 5. Sistem koloid di bawah ini yang termasuk golongan aerosol adalah …. A. susu B. kabut
E. memberikan rasa segar pada air 9.
Sistem koloid yang dibentuk dengan mendispersi partikel zat padat ke dalam zat cair disebut …. A. gel B. buih C. emulsi D. sol E. aerosol
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 313
313 29/08/2013 16:00:27
10. Di antara beberapa percobaan pembuatan
13. Yang bukan merupakan sifat sistem koloid
koloid berikut:
adalah ….
1. l a r u t a n k a l s i u m a s e t a t + a l k o h o l
A. efek Tyndall
2. belerang + gula + air
B. dialisis
3. susu + air
C. emulsi
4. minyak + air
D. elektroforesis
5. agar-agar yang dimasak
E. koagulasi
Yang menunjukkan proses pembuatan gel adalah .... A. 1 dan 5 B. 1 dan 3 C. 2 dan 5 D. 3 dan 4
adalah …. Penerapan dalam kehidupan sehari-hari
Koloid pelindung
Penambahan tawas pada penjernihan air
Dialisis
Mesin pencuci darah
Efek Tyndall
Penyaringan asap pabrik
Koagulasi
Menghilangkan bau badan
Adsorpsi
Gelatin pada es krim
D E
B. elektroforesis C. dialisis
15. As2S3 adalah koloid hidrofob yang bermuatan negatif. Larutan yang paling baik untuk meng-
Sifat Koloid
C
A. elektrolisis
E. presipitasi
11. Pasangan data yang berhubungan secara tepat
B
biasanya dihilangkan dengan cara ….
D. dekantasi
E. 2 dan 4
A
14. Kelebihan elektrolit dalam suatu dispersi koloid
koagulasikan koloid ini adalah … A. kalium fosfat B. magnesium fosfat C. barium nitrat D. besi (III) klorida E. besi (II) sulfat
12. Sistem koloid yang fase terdispersinya padat dan medium pendispersinya gas adalah …. A. asap B. kabut C. gabus D. buih sabun E. batu apung
314
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 314
29/08/2013 16:00:27
P
Pembahasan terdispersi dalam zat cair lain.
1. Jawaban: E •
Sifat-sifat partikel koloid, antara lain:
padat dan cair).
1. Dapat menyerap melalui permukaan (adsorpsi) 2. Dapat menghamburkan cahaya (efek Tyndall) 3. Dapat bergerak zig-zag (gerak Brown) 4. Bermuatan (+) dan (–)
5. Jawaban : B
Aerosol mempunyai fasa terdispersi cair dan
Susu → emulsi
Buih → sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair.
dan cair)
spray.
Tinta → sol
Cat → sol cair Susu → emulsi
6. Jawaban: C
Proses pemurnian koloid, yaitu dengan cara mengalirkannya pada selaput semipermeabel,
Busa sabun → buih
ion-ion pengotor akan terbawa dengan air dan terpisah dari koloid. Proses ini dinamakan
3. Jawaban: E Sol liofil → partikel-partikel padat dari koloid
dialisis.
yang mengadsorpsi molekul-molekul cairan
7. Jawaban: C
dan membentuk selubung di sekitar partikel padat.
Gel → koloid yang setengah kaku (antara padat
fasa pendispersi gas. Contoh: kabut, awan, hair Kaca berwarna → sol padat
Koloid aerosol adalah golongan koloid cair dalam gas. Contohnya: adalah kabut
2. Jawaban: A
Gel → koloid yang setengah kaku (antara
Contoh: agar-agar, sol agar-agar ini jika dipanaskan akan menjadi gel.
4. Jawaban: E •
Sol → sistem koloid dimana fase terdispersinya padat dan pendispersinya cairan.
•
Aerosol → sistem koloid dari partikel padat atau cair yang terdispersi dalam gas.
•
Buih → sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair.
•
Emulsi → sistem koloid dari zat yang
Asap dan gas merupakan sistem koloid padat dalam gas.
8. Jawaban: A
Air yang keruh dapat dijernihkan dengan menambahkan tawas (K2SO4.Al2(SO4)3). Koloid Fe(OH)3 yang terbentuk akan mengadsorpsi, menggumpalkan dan mengendapkan kotorankotoran dalam air.
9. Jawaban : D Gel = cair dalam padat Buih = gas dalam cair Emulsi = cair dalam cair
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 315
315 29/08/2013 16:00:27
Sol = padat dalam cair
•
Aerosol = cair dalam gas
akibat tumbukan antar partikel koloid. Sifat inilah yang membuat koloid tidak
10. Jawaban: A
mengendap.
Koloid yang berubah menjadi gel (larutan
•
padat) adalah pada percobaan:
bermuatan.
→ gel
•
2) Agar-agar yang dimasak menjadi padat →
kimia, pengadukan, atau muatan yang
11. Jawaban: B
berlawanan.
Adsorpsi → penambahan tawas, penghilang
•
bau badan
•
Koagulasi → gelatin pada es
Kabut = fase terdispersinya cair, medium
kestabilan koloid. 14. Jawaban: C
Gabus, batu apung = fase terdispersinya gas, medium pendispersinya padat.
Buih sabun = fase terdispersinya gas, medium pendispersinya cair.
13. Jawaban: C Sifat-sifat koloid: •
Proses pemurnian koloid dan elektrolit disebut dengan dialisis, contohnya adalah dalam
pendispersinya gas.
Dialisis: pemurnian koloid dari partikel pengotor yang dapat menggganggu
12. Jawaban: A padat dan medium pendispersi gas
Elektroforesis: pergerakan partikel koloid bermuatan akibat adanya medan listrik.
Elektroforesis → penyaringan asap pabrik
Asap, debu termasuk koloid fase terdispersinya
Koagulasi: penggumpalan par tikel koloid karena adanya penambahan zat
gel
Adsorpsi: penyerapan ion pada permukaan koloid sehingga koloid menjadi
1) Larutan kalsium asetat + alkohol dipanaskan
Gerak Brown: gerak zig-zag partikel koloid
pencucian darah di dunia kesehatan. 15. Jawaban: D
Proses koagulasi adalah mencampurkan koloid yang berbeda muatan. As2S3 bermuatan negatif maka proses koagulasi menggunakan senyawa yang paling positif yaitu besi (III) klorida.
Efek Tyndall: efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid.
316
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 316
29/08/2013 16:00:27
BAB 16 UNSUR RADIOAKTIF
A. Unsur Radioaktif Unsur radioaktif adalah unsur yang secara spontan memancarkan radiasi berupa partikel maupun gelombang elektromagnetik.
B. Sifat Radioaktif Unsur radioaktif memancarkan sinar yang memiliki sifat: •
Memudarkan benda-benda yang berlapis ZnS.
•
Dapat menghitamkan plat film.
•
Mempunyai daya ionisasi terhadap gas.
•
Merusak jaringan tubuh.
•
Tidak terlihat.
C. Sinar-sinar Radioaktif 1. Sinar Alfa
Sinar ini ditemukan oleh Ernest Rutherford, memiliki sifat-sifat:
Lambang 24 α atau 42 He. b. Terdiri atas inti helium 42 He. a. c.
Mengandung 2 proton dan 2 neutron.
d. Bermuatan positif. e.
Daya ionisasi tinggi.
f.
Daya tembus kecil.
2. Sinar Beta
Sinar beta juga ditemukan oleh Ernest Rutherford. Sifat-sifatnya:
a.
Dilambangkan dengan −01β atau −01e.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 317
317 29/08/2013 16:00:27
b. Terdiri dari elektron-elektron yang bergerak cepat. c.
Bermuatan negatif.
d. Kecepatan mendekati kecepatan cahaya. e.
Daya tembus lebih besar dari sinar alfa.
f.
Daya ionisasi lebih kecil dari sinar alfa.
3. Sinar Gamma
Sinar yang ditemukan oleh Paul Ulrich Villard ini memiliki panjang gelombang yang pendek dan memiliki sifat:
a.
Lambang
0 0
γ.
b. Merupakan gelombang elektromagnetik. c.
Tidak bermuatan listrik.
d. Daya tembus sangat besar. e.
Dapat mengionisasi materi yang dilalui tapi tidak sebesar alfa atau beta.
D. Partikel Dasar Jenis Partikel Proton
Notasi
Muatan (e)
Massa (sma)
1 P atau 1H
+1
1
0
1
–1
0
e
+1
0
1 1
Neutron
1 0
Elektron
0 −1
Positron
0 +1
Foton sinar gama
0 0
γ
0
0
Foton sinar X
0 0
X
0
0
He
+2
4
H atau D
+1
2
+1
3
P
Partikel sinar alfa
4 2
Deutron
2 1
Triton
3 1
e
H atau T
E. Susunan Inti Radioaktif •
Inti atom yang mengandung proton dan neutron disebut dengan nuklida.
•
Kedua jenis partikel disebut nukleon.
•
Jumlah proton dan neutron dalam suatu nuklida dapat dinyatakan dengan notasi: A Z
X Keterangan:
A → Nomor massa = proton + neutron
318
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 318
29/08/2013 16:00:27
X → Lambang unsur
Z → Nomor atom = proton
Sehingga dapat ditulis:
X → p + pn X Di alam terdapat tiga macam nuklida, yaitu:
•
A Z
Isotop
Isoton
Isobar
Jumlah proton sama Contoh:
Jumlah neutron sama Contoh:
Nomor massa sama Contoh:
37 17
Cl dan
35 17
32 16
Cl
1 1
H dan 11H
S dan
23 11
Na dan
32 16 24 12
S
210 81
Th dan
210 8
76 32
Ge dan
76 34
Mg
Pb
Se
•
Nuklida yang mempunyai nomor atom kurang dari 83 dapat memiliki beberapa isotop.
•
Isotop yang bersifat radioaktif disebut radioisotop. jenis-jenis nuklida berdasarkan kestabilannya:
Nuklida stabil nuklida yang keradioaktifan tidak terdeteksi.
Radioisotop alam primer, radioaktifan yang ada di alam.
Radioisotop alam sekunder, hasil peluruhan radionuklida primer dan waktu paruhnya pendek.
Radioisotop alam terinduksi, radioisotop dari aktivitas radionuklida lain
Radioisotop buatan, dibuat untuk keperluan tertentu.
F. Persamaan Inti Radioaktif Perubahan suatu nuklida menjadi nuklida lain yang terjadi secara spontan disebut peluruhan. Proses peluruhan dirumuskan dengan suatu persamaan inti.
G. Pita Kestabilan Pita kestabilan menggambarkan perbandingan jumlah proton dan neutron dalam suatu nuklida ke dalam bentuk grafik. Dari pita kestabilan kita bisa mengetahui tempat kedudukan isotop-isotop stabil dalam peta isotop. Isotop-isotop unsur yang terletak pada pita kestabilan adalah isotop stabil, sedangkan isotop yang terletak di atas atau di bawah pita kestabilan adalah isotop radioaktif
H. Tipe Peluruhan Peluruhan merupakan proses perubahan dari inti yang tidak stabil menjadi inti yang lebih stabil. Tipe Peluruhan Pemancar alfa Contoh: 226 88
4 Ra → 222 86 Rn + 2 He
Radiasi 4 2
He
Proses Dalam Inti
Terjadi pada inti
–
Z > 83
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 319
319 29/08/2013 16:00:28
Pemancar beta Contoh: 17 9
0 −1
0 F → 20 10 Ne + −1e
Pemancar positron Contoh: 17 9
F → 178 O + 01e
Tangkapan elektron Pemancar gama
β
0 +1
e
Sinar X 0 0
γ
n → 11p + −01e
N/Z terlalu besar
1 1
p → 01n + 01n
N/Z terlalu kecil
p → −01e + 01n
N/Z terlalu kecil
–
Inti yang tereksitasi
1 0
1 1
L
I. Waktu Paruh ( t 1 ) 2
Saat isotop radioaktif meluruh,maka akan mengalami pengurangan massa secara konstan. Selang waktu yang dibutuhkan zat radioaktif untuk meluruh menjadi tinggal setengah dari jumlah mula-mula disebut waktu paruh. Waktu paruh dinyatakan dengan rumus: t
Nt 1 t 1 = 2 No 2 Keterangan Nt = jumlah radioaktif setelah meluruh No = jumlah radioaktif mula-mula t
= waktu peluruhan
t 1 = waktu paruh 2
J. Persamaan Reaksi Inti Suatu nuklida bisa diubah menjadi nuklida lain melalui reaksi inti. Pada suatu reaksi inti berlaku: Jumlah nomor massa pereaksi = jumlah nomor massa produk Jumlah proton pereaksi = jumlah proton produk Reaksi inti dibedakan menjadi: •
Reaksi penembakan (transmutasi), yaitu pengubahan suatu isotop stabil atau radioaktif menjadi isotop radioaktif lainnya dengan memancarkan radiasi sinar radioaktif lain.
•
Reaksi peluruhan, yaitu reaksi perubahan suatu unsur radioaktif menjadi unsur lain yang lebih stabil.
•
Reaksi fisi (pembelahan inti) dan fusi (penggabungan inti), yang merupakan reaksi penghasil energi.
320
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 320
29/08/2013 16:00:28
Latihan Soal 1. Berapakah jumlah neutron dalam nuklida
238 92
U
…. A. 156 B. 146 C. 234 D. 137 E. 247 2. Suatu nuklida terdiri atas 6 proton dan 8 neutron. Bagaimanakah notasi atau lambang nuklida itu? A.
12 6
C
B. 86 He C.
14 6
C
4 2
D. He E.
20 10
Ne
3. Suatu zat radioaktif mempunyai waktu paruh 20 tahun. 25 gram zat itu disimpan selama 60 tahun. Berapakah gram sisanya …. A. 4,251 gram
5. Proses peluruhan radioaktif umumnya mengikuti kinetika reaksi orde–1. Suatu isotop memiliki waktu paruh 10 menit. Jumlah radioaktif yang tersisa setelah 40 menit adalah …. A. 1/8 × semula B. 1/10 × semula C. 1/16 × semula D. 1/20 × semula E. 1/40 × semula 6. Waktu paruh suatu unsur radioaktif adalah 8 jam. Bila mula-mula terdapat 64 g unsur tersebut, sisa unsur setelah satu hari adalah …. A. 32 gram B. 24 gram C. 16 gram D. 8 gram E. 4 gram 7. Isotop
14 6
C adalah zat radioaktif yang menyi-
narkan sinar beta. Setelah zat ini melepaskan sinar beta akan dihasilkan ….
B. 2,165 gram
A. isotop
12 6
C
C. 1,135 gram
B. isotop
14 7
N
D. 3,211 gram
C. isotop
16 8
O
D. isotop
13 6
C
E. isotop
14 6
C
E. 3,125 gram 4. Suatu zat radioaktif mula-mula menunjukkan keaktifan 2400 dps. Setelah 10 tahun keaktifannya menjadi 300 dps. Berapa waktu paruh zat radioaktif itu? A. 5 tahun B. 2,5 tahun C. 7,45 tahun D. 3,33 tahun
8. Bila 16 g isotop radioaktif disimpan selama 60 hari, sisa yang diperoleh adalah 2 g. Waktu paruh isotop radioaktif ini adalah …. A. 7,5 hari B. 10 hari C. 20 hari
E. 50 tahun
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 321
321 29/08/2013 16:00:28
D. 30 hari
E. 15 hari
perunut adalah ....
9. Bila suatu unsur radioaktif Z sesudah 42 bulan masih tersisa 1/64 bagian dari berat semula, maka dapat dinyatakan bahwa waktu paruh unsur Z adalah …. A. 5 bulan C. 7 bulan
→ 84P
218
+X
Partikel X yang tepat adalah …. –1
B.
P1 1
C.
α4 2
D.
0
n
E.
e0 –1
D. 3 dan 4 E. 1 dan 3
904 23
Th dengan cara ....
B. memancarkan positron
10. Perhatikan persamaan reaksi inti berikut ini.
A.
C. 1 dan 2
A. menangkap sinar alfa
E. 10 bulan Rn
B. 2 dan 4
menjadi
D. 8 bulan
86
A. 1 dan 4
13. Isotop radioaktif 928 23 U mengalami peluruhan
B. 6 bulan
222
Radio isotop di atas yang berfungsi sebagai
e0
1
11. Setelah 6 tahap penguraian dengan memancarkan sinar β dan 7 tahapan penguraian sinar α, 234 isotop radioaktif 90Th akhirnya menghasilkan isotop stabil (tidak radioaktif lagi), yaitu ….
C. menangkap elektron D. memancarkan sinar alfa E. membebaskan elektron 14. Tipe peluruhan radioaktif meliputi, kecuali …. A. alfa B. beta C. gamma D. positron E. neutron 15. Penggunaan isotop Co–60 dalam pengobatan penyakit kanker adalah karena zat ini memancarkan ….
A.
208 82
Pb
A. sinar beta
B.
210 83
Pb
B. sinar inframerah
C.
210 83
D.
206 83
Bi
E.
206 82
Pb
Ti
C. sinar gamma D. sinar ultraviolet E. sinar alfa
12. Berikut beberapa contoh penggunaan radioisotop: 1. Na –24 untuk menyelidiki kebocoran pipa miny– 60 untuk mensterilkan alat-alat kedokteran. 3. 1 – 131 untuk mengetahui letak tumor pada otak manusia. 4. P – 32 untuk memberantas hama tanaman.
322
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 322
29/08/2013 16:00:28
P
Pembahasan 1. Jawaban: B A z
t
1 1 t 1 = 2 8 2
X → 238 92 U
Jumlah proton = Z = 92 A = p + n = 238 n = 238 − p n = 238 − 92 n = 146
t =3 t1 2
t1 = 2
2. Jawaban: C
Tanda suatu atom nuklida bergantung pada nomor atomnya (Z). Atom dengan nomor atom Z = 6 adalah suatu karbon (C). Nuklida dengan 6 proton dan 8 neutron mempunyai nomor massa = 14
2
10 3
= 3,33 tahun 5. Jawaban: C t
Jadi lambangnya
14 6
1 t 1 Nt = 2 × No 2
C.
3. Jawaban: E Nt 1 = No 2
t1 =
t 3
40
1 10 Nt = × No 2
t t1 2
4
1 Nt = × No 2
t 60 = =3 t 1 20
Nt =
2 t
Nt 1 t 1 N 1 = 2 → t = No 2 25 2
3
1 No 16
6. Jawaban: D t
Nt 1 = 25 8 25 = 3,125 gram Nt = 8
1 t 1 Nt = 2 × No 2
Jadi, sisa setelah 60 tahun = 3,125 gram
1 Nt = × 64 2
4. Jawaban: D Nt
t
1 t 1 = 2 No 2
1 Nt = 2
24 /8
× 64 3
1 × 64 8 Nt = 8 gram Nt =
t
300 1 t 1 = 2 2400 2
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 323
323 29/08/2013 16:00:28
7. Jawaban: B 14 6
C → −01β + mn X
Nomor massa:
6=
14 = 0 + m m = 14
42 t1 2
t1 = 7
Nomor atom:
2
6 = −1+ n
10. Jawaban: C
n=7 Jadi, mn X = 147 X = 147 N
1 Nt = 2
t t1 2
Rn222 → 84P218 + 2X4
X adalah alpha (2α4). 11. Jawaban: E 234 0 4 m 90Th → 6 −1β + 7 2 α + n X
× No
60
Nomor massa: 234 = 6(0) + 7(4) + m 234 = 0 + 28 + m 234 = 28 + m 234 − 28 = m m = 206 Nomor atom: 90 = 6( − 1) + 7(2) + n 90 = −6 + 14 + n 90 = 8 + n n = 82
1 t 1 Nt = 2 × No 2 60
1 t 1 2 = 2 × 16 2 60
2 1 t 1 = 2 16 2 60
1 1 t 1 = 2 8 2
60
3
Rn222 → 84P218 + X
86 86
8. Jawaban: C
1 1 t 1 = 2 2 2
Jadi, mn X =
60 =3 t1
X=
206 82
Pb
Isotop yang berperan sebagai perunut adalah:
t 1 = 20 hari
•
2
t t1 2
•
42 t1 2
I–131 untuk mengetahui letak tumor pada otak manusia.
× No
1 1 × No = 2 64
Na–24 untuk menyelidiki kebocoran pipa minyak dalam tanah.
9. Jawaban: C 1 Nt = 2
206 82
12. Jawaban: E
2
13. Jawaban: D × No
42
1 1 t 1 = 2 64 2
324
42
6
1 1 t 1 = 2 2 2
Reaksi peluruhan 238 234 4 92 U → 90Th + 2 α
238 92
U menjadi
234 90
Th adalah:
Jadi reaksinya memancarkan sinar alfa.
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 324
29/08/2013 16:00:29
14. Jawaban: E
Neutron bukan merupakan salah satu tipe peluruhan radioaktif, yang termasuk reaksi peluruhan: •
peluruhan alfa
•
peluruhan beta
•
peluruhan gama
•
peluruhan nuklida buatan
15. Jawaban: C
Isotop Co–60 dalam pengobatan kanker memancarkan sinar gama.
KIMIA
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 325
325 29/08/2013 16:00:29
326
kitab sukses
KITAB SUKSES kimia SMA.indd 326
29/08/2013 16:00:29