STOIKIOMETRI A. Tujuan Pembelajaran : Setelah mempelajari bab ini, siswa diharapkan mampu: 1. Menjelaskan pengertian stoikiometri 2. Menjelaskan pengertian mol sebagai satuan jumlah zat 3.
Menjelaskan tetapan Avogadro
4.
Menentukan rumus empiris dan rumus molekul suatu sen yawa
B. Pengertian stoikiometri Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu stoiceon yaitu stoiceon (unsur) dan metrein (mengukur). Stoikiometri berarti mengukur unsur-unsur dalam hal ini adalah partikel atom ion, molekul yang terdapat dalam unsur atau senyawa yang terlibat dalam reaksi kimia. Stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia ( persamaan kimia) kimia) yang didasarkan pada hukum-hukum dasar dan persamaan reaksi. Stoikiometri beberapa reaksi dapat dipelajari dengan mudah, salah satunya dengan metode JOB atau metode Variasi Kontinu, yang mekanismenya yaitu dengan dilakukan pengamatan terhadap kuantitas molar pereaksi yang berubah-ubah, namun molar totalnya sama. Sifat fisika tertentunya (massa, volume, suhu, daya serap) diperiksa, dan perubahannya digunakan untuk meramal stoikiometri sistem. Dari grafik aluran sifat fisik terhadap kuantitas pereaksi, akan diperoleh titik maksimal atau minimal yang sesuai titik stoikiometri sistem, yang menyatakan perbandingan pereaksi-pereaksi dalam senyawa. Stoikiometri reaksi adalah penentuan perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa
dalam
stoikiometri,
pembentukan
biasanya
senyawanya.
diperlukan
Pada
hukum-hukum
perhitungan dasar
ilmu
kimia kimia.
secara Hukum
kimia adalah hukum alam yang relevan dengan bidang kimia. Konsep paling fundamental dalam kimia adalah hukum konservasi massa, yang menyatakan bahwa tidak terjadi perubahan kuantitas materi sewaktu reaksi kimia biasa.
1. Perhitungan Kimia Pada awal abad ke-19, banyak penelitian dilakukan terhadap sifat gas. Salah seorang peneliti sifat gas yaitu ahli kimia berkebangsaan Prancis yang bernama Joseph Louis Gay Lussac (1778 – 1850). Pada tahun 1808, ia melakukan serangkaian percobaan untuk mengukur volume gas-gas yang bereaksi. Disimpulkannya bahwa pada temperatur dan tekanan sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Temuan Gay Lussac ini dikenal sebagai hukum perbandingan volume.
1.1 Penentuan Volume Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi
Pertanyaan
yang
timbul
setelah
Gay
Lussac
mengemukakan
hukum
perbandingan volume dapat dipecahkan oleh seorang ahli fisika Italia yang bernama Amadeo Avogadro pada tahun 1811. Menurut Avogadro: ”Gas-gas yang volumenya sama, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan memiliki jumlah molekul yang sama pula”. pula”. Oleh karena perbandingan volume gas hidrogen, gas oksigen, dan uap air pada reaksi pembentukan uap air = 2 : 1 : 2 maka perbandingan jumlah molekul hidrogen, oksigen, dan uap air juga 2 : 1 : 2. Jumlah atom tiap unsur tidak berkurang atau bertambah dalam reaksi kimia. Oleh karena itu, molekul gas hidrogen dan molekul gas oksigen harus merupakan molekul dwiatom, sedangkan molekul uap air harus merupakan molekul triatom. Perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi gas-gas tersebut. Hal ini berarti bahwa, jika volume salah satu gas diketahui, volume gas yang lain dapat ditentukan dengan cara membandingkan koefisien reaksinya. Contoh : Pada reaksi pembentukan air 2 H2 ( g g )
+
O2 ( g g )
2
H2O ( g g )
Jika volume gas H2 yang diukur pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm sebanyak 10 L volume gas O2 dan H2O pada tekanan dan suhu yang sama dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.
Volume H2 : Volume O2 = Koefisien H2 : Koefisien O2 Volume O2
= x Volume H2
Volume O2
= x 10 L = 5 L
Volume H2O
= x 10 L = 10 L
1.2 Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Realtif
Setelah ditemukan peralatan yang sangat peka di awal abad XX, para ahli kimia melakukan percobaan tentang massa satu atom. Sebagai contoh, dilakukan percobaan untuk mengukur. 1. massa satu atom H = 1,66 x 10 – 24 g 2. massa satu atom O = 2,70 x 10 – 23 g 3. massa satu atom C = 1,99 x 10 – 23 g Dari data di atas dapat dilihat bahwa massa satu atom sangat kecil. Para ahli sepakat menggunakan besaran Satuan Massa Atom (sma) atau Atomic Massa Unit (amu) atau biasa disebut juga satuan Dalton. Pada materi struktur atom, Anda telah mempelajari juga bahwa atom sangatlah kecil, oleh karena itu tidak mungkin menimbang atom dengan menggunakan neraca. a. Massa Atom Relatif (Ar)
Para ahli menggunakan isotop karbon C – 12 sebagai standar dengan massa atom relatif sebesar 12. Massa atom relatif menyatakan perbandingan massa rata-rata satu atom suatu unsur terhadap 1/12 massa atom C – 12. Atau dapat dituliskan: 1 satuan massa atom (amu) = 1/12 massa 1 atom C – 12 Contoh: Massa atom rata-rata oksigen 1,33 kali lebih besar dari pada massa atom C – 12. Maka: Ar O = 1,33 x Ar C – 12 = 1,33 x 12 = 15,96 Para ahli membandingkan massa atom yang berbeda-beda, menggunakan skala massa atom relatif dengan lambang ”Ar”. Para ahli memutuskan untuk menggunakan C – 12 atau isotop
12
C karena
mempunyai kestabilan inti yang inert dibanding atom lainnya. Isotop atom C – 12
mempunyai massa atom 12 sma. Satu sma sama dengan 1,6605655 x 10 – 24 g. Dengan digunakannya isotop 12C sebagai standar maka dapat ditentukan massa atom unsur yang lain. Massa atom relatif suatu unsur (Ar) adalah bilangan yang menyatakan perbandingan massa satu atom unsur tersebut dengan 1/12 massa satu atom C – 12. b. Massa Molekul Relatif (Mr)
Molekul merupakan gabungan dari beberapa unsur dengan perbandingan tertentu. Unsur-unsur yang sama bergabung membentuk molekul unsur, sedangkan unsur-unsur yang berbeda membentuk molekul senyawa. Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massa molekul relatif adalah perbandingan massa molekul unsur Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan Ar dari atom-atom pembentuk molekul tersebut. Mr = r atom penyusun
1.3 Konsep Mol dan Tetapan Avogadro
Apabila Anda mereaksikan satu atom karbon (C) dengan satu molekul oksigen (O2) maka akan terbentuk satu molekul CO2. Tetapi sebenarnya yang Anda reaksikan bukan satu atom karbon dengan satu molekul oksigen, melainkan sejumlah besar atom karbon dan sejumlah besar molekul oksigen. Oleh karena jumlah atom atau jumlah molekul yang bereaksi begitu besarnya maka untuk menyatakannya, para ahli kimia menggunakan ”mol” sebagai satuan jumlah partikel (molekul, atom, atau ion). Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak atom yang terdapat dalam 12,000 g atom karbon – 12. Jadi, dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022
x
1023 partikel. Nilai 6,022
x
1023 partikel per mol disebut
sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N. Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat dianalogikan sebagai ”lusin”. Jika lusin menyatakan jumlah 12 buah, mol menyatakan jumlah 6,022 x 1023 partikel zat. Kata partikel pada NaCl, H2O, dan N2 dapat dinyatakan dengan ion dan molekul, sedangkan pada unsur seperti Zn, C, dan Al dapat dinyatakan dengan atom. Nama Senyawa
Rumus
Jumlah
Jenis
Jumlah Partikel
Partikel
Seng
Zn
1 mol
Atom
1 x (6,022 x 1023) atom
Aluminium
Al
1 mol
Atom
1 x (6,022 x 1023) atom
Natrium Klorida
NaCl
1 mol
Ion
1 x (6,022 x 1023) molekul
Air
H2O
1 mol
Molekul
1 x (6,022 x 1023) molekul
Rumus kimia suatu senyawa menunjukkan perbandingan jumlah atom yang ada dalam senyawa tersebut. Jumlah H2SO4
Jumlah Atom H
Jumlah Atom S
1
2
1
4
1 mol
2 mol
1 mol
4 mol
1 x (6,022x1023)
2 x (6,022 x 1023)
1 x (6,022 x 1023)
4 x (6,022 x 1023)
1 mol zat mengandung 6,022
x
Jumlah Atom O
1023 partikel
a. Massa Molar (Mr)
Massa satu mol zat dinamakan massa molar (lambang Mr). Besarnya massa molar zat adalah massa atom relatif atau massa molekul relatif zat yang dinyatakan dalam satuan gram per mol. Massa molar = Mr atau Ar zat (g/mol)
Perhatikan contoh pada tabel berikut ! Nama Zat
Rumus
Ar dan Mr
Massa Molar
Besi
Fe
Ar = 56
56 g/mol
Air
H2O
Mr = 18
18 g/mol
Garam Dapur
NaCl
Mr = 53,5
53,5 g/mol
Karbon
C
Ar = 12
12 g/mol
Massa suatu zat merupakan perkalian massa molarnya (g/mol) dengan mol zat tersebut (n). Jadi hubungan mol suatu zat dengan massanya dapat dinyataka sebagai berikut. Massa molar = massa : mol Massa = mol x Mr/Ar (massa molar)
b. Volume Molar (Vm)
Volume satu mol zat dalam wujud gas dinamakan volume molar, yang dilambangkan dengan Vm. Berapakah volume molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentu gas pada suhu dan tekanan tertentu? Avogadro dalam percobaannya mendapat kesimpulan bahwa 1 L gas oksigen pada suhu 0° C dan tekanan 1 atm mempunyai massa 1,4286 g, atau dapat dinyatakan bahwa pada tekanan 1 atm: 1 L gas O2 = mol 1 L gas O2 = mol 1 mol gas O2 = liter Maka, berdasarkan hukum Avogadro dapat disimpulkan: 1 mol gas O2 = 22,4 L Sesuai dengan hukum Avogadro yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas yang sama mengandung jumlah molekul yang sama atau banyaknya mol dari tiap-tiap gas volumenya sama. Berdasarkan hukum tersebut berlaku volume 1 mol setiap gas dalam keadaan standar (suhu 0° C dan tekanan 1 atm) sebagai berikut. Volume gas dalam keadaan standar = 22,4 L c. Volume gas pada keadaan tidak standar
Perhitungan volume gas tidak dalam keadaan standar (non-STP) digunakan dua pendekatan sebagai berikut. 1) Persamaan Gas Ideal Dengan mengandaikan gas yang akan diukur bersifat ideal, persamaan yang menghubungkan jumlah mol (n) gas, tekanan, suhu, dan volume yaitu: Hukum gas ideal : P . V = n . R . T
P = tekanan (satuan atmosfir, atm) V = volume (satuan liter, L) n = jumlah mol gas (satuan mol) R = tetapan gas (0,08205 L atm/mol K) T = suhu mutlak (°C + 273,15 K) P.V = n.R.T
Jika, n = 1 mol R = 0,08205 L atm/mol K P = 1 atm T = 273 K V = 22,4 L
d. Molaritas (M)
Banyaknya zat yang terdapat dalam suatu larutan dapat diketahui dengan menggunakan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam molaritas (M). Molaritas menyatakan banyaknya mol zat dalam 1 L larutan. Secara matematis dinyatakan sebagai berikut. M=x Di mana: M = molaritas (satuan M) massa = dalam satuan g Mr = massa molar (satuan g/mol) V = volume (satuan mL)
1.4 Rumus Molekul dan Kadar Unsur Dalam Senyawa
Perbandingan massa dan kadar unsur dalam suatu senyawa dapat ditentukan dari rumus molekulnya. Kadar unsur = x 100%
a. Penentuan Rumus Empiris dan Rumus Molekul
Rumus kimia menunjukkan jenis atom unsur dan jumlah relatif masing-masing unsur yang terdapat dalam zat. Banyaknya unsur yang terdapat dalam zat ditunjukkan dengan angka indeks. Rumus kimia dapat berupa rumus empiris dan rumus molekul. ”Rumus empiris, rumus yang menyatakan perbandingan terkecil atom-atom dari unsur-unsur
yang menyusun senyawa”. ”Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atomatom dari unsur-unsur yang menyusun satu molekul senyawa”. Perhatikan contoh rumus molekul dan rumus empiris beberapa senyawa dalam tabel berikut.
Nama Zat
Rumus Molekul
Rumus Empiris
Air
H2O
H2O
Glukosa
C6H12O6
CH2O
Benzena
C6H6
CH
Etilena
C2H4
CH2
Asetilena
C2H2
CH
Rumus Molekul = (Rumus Empiris)n Mr Rumus Molekul = n x (Mr Rumus Empiris)
n = bilangan bulat Penentuan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa dapat ditempuh dengan langkah berikut. 1. Cari massa (persentase) tiap unsur penyusun senyawa, 2. Ubah ke satuan mol, 3. Perbandingan mol tiap unsur merupakan rumus empiris, 4. Cari rumus molekul dengan cara: (Mr rumus empiris) n = Mr rumus molekul, n dapat dihitung, 5. Kalikan n yang diperoleh dari hitungan dengan rumus empiris.
b. Menentukan Rumus Kimia Hidrat (Air Kristal)
Hidrat adalah senyawa kristal padat yang mengandung air kristal (H2O). Rumus kimia senyawa kristal padat sudah diketahui. Jadi pada dasarnya penentuan rumus hidrat merupakan penentuan jumlah molekul air kristal (H2O) atau nilai x. Secara umum, rumus hidrat dapat ditulis sebagai berikut. Rumus kimia senyawa kristal padat : x . H 2O
Sebagai contoh garam kalsium sulfat, memiliki rumus kimia CaSO4 . 2H2O, artinya dalam setiap satu mol CaSO4 terdapat 2 mol H2O.
c. Hitungan Kimia
Penentuan jumlah pereaksi dan hasil reaksi yang terlibat dalam reaksi harus diperhitungkan dalam satuan mol. Artinya, satuan-satuan yang diketahui harus diubah ke dalam bentuk mol. Metode ini disebut metode pendekatan mol. Adapun langkah-langkah metode pendekatan mol tersebut dapat Anda simak dalam bagan berikut. 1. Tuliskan persamaan reaksi dari soal yang ditanyakan dan setarakan. 2. Ubahlah semua satuan yang diketahui dari tiap-tiap zat ke dalam mol. 3.
Gunakanlah koefisien reaksi untuk menyeimbangkan banyaknya mol zat reaktan dan produk.
4.
Ubahlah satuan mol dari zat yang ditanyakan ke dalam satuan yang ditanya (L atau g atau partikel, dll.). d. Pereaksi Pembatas
Di dalam suatu reaksi kimia, perbandingan mol zat-zat pereaksi yang dicampurkan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Hal ini berarti bahwa ada zat pereaksi yang akan habis bereaksi lebih dahulu. Pereaksi demikian disebut pereaksi pembatas. Bagaimana hal ini dapat terjadi? Anda perhatikan gambar di bawah ini! X + 2Y
XY2
X = molekul zat X Y
= molekul zat Y
XY = molekul zat XY2
Reaksi di atas memperlihatkan bahwa menurut koefisien reaksi, satu mol zat X membutuhkan dua mol zat Y. Gambar di atas menunjukkan bahwa tiga molekul zat X direaksikan dengan empat molekul zat Y. Setelah reaksi berlangsung, banyaknya molekul zat X yang bereaksi hanya dua molekul dan satu molekul tersisa. Sementara itu, empat molekul zat Y habis bereaksi. Maka zat Y ini disebut pereaksi pembatas.
Pereaksi pembatas merupakan reaktan yang habis bereaksi dan tidak bersisa di akhir reaksi. Dalam hitungan kimia, pereaksi pembatas dapat ditentukan dengan cara membagi semua mol reaktan dengan koefisiennya, lalu pereaksi yang mempunyai nilai hasil bagi terkecil merupakan pereaksi pembatas.
2. JENIS SENYAWA 2.1 Hipotesis Avogadro
Mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana?
banyak ahli termasuk Dalton dan Gay Lussac gagal
menjelaskan hokum perbandingan volume yang ditemukan oleh Gay Lussac. Ketidakmampuan Dalton karena ia menganggap partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik). Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac. Menurut Avogadro, partikel unsure tidak selalu berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Avogadro menyebutkan partikel tersebut sebagai molekul. Gay Lussac: 2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen -> 2 volume uap air Avogadro: 2 molekul gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen -> 2 molekul uap air Dari sini Avogadro mengajukan hipotesisnya yang dikenal hipotesis Avogadro yang berbunyi: Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.” Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain perbandingan volumegas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya (Martin S. Silberberg, 2000). Marilah kita lihat bagaimana hipotesis Avogadro dapat menjelaskan hukum perbandingan volume dan sekaligus dapat menentukan rumus molekul berbagai unsur dan senyawa.
2.2 KONSEP MOL a) Definisi Mol
Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang = jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12. Mol merupakan satuan jumlah (seperti lusin,gros), tetapi ukurannya jauh le bih besar. Mol menghubungkan massa dengan jumlah partikel zat. Jumlah partikel dalam 1 mol (dalam 12 gram C-12) yang ditetapkan melalui berbagai metode eksperimen dan sekarang ini kita terima adalah 6,02 x 10 23 (disebut tetapan Avogadro, dinyatakan dengan L ).
b) Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel
Dirumuskan : X
= n × 6,02 × 1023 Jumlah partikel = mol × 6,02 × 1023
Atau
Keterangan : n = jumlah mol
= jumlah partikel c) Massa Molar (m m )
o Massa molar menyatakan massa 1 mol zat . o Satuannya adalah gram mol -1 . o Massa molar zat berkaitan dengan Ar atau Mr zat itu, karena Ar atau Mr zat merupakan perbandingan massa antara partikel zat itu dengan atom C-12. Kesimpulan :
Massa 1 mol suatu zat = Ar atau Mr zat tersebut (dinyatakan dalam gram). Untuk unsur yang partikelnya berupa atom : m m = Ar gram mol -1 Untuk zat lainnya : m m = Mr gram mol -1
d) Hubungan Jumlah Mol (n) dengan Massa Zat (m)
Dirumuskan : m = n × mm atau
massa = n × Ar atau massa = n × Mr
dengan: m = massa zat (gram) n = jumlah mol (mol) mm = massa molar = Ar atau Mr (gram/mol) Jadi banyak mol menjadi:
dengan : m = massa n = jumlah mol m m = massa molar e) Volum Molar Gas (V m )
o Adalah volum 1 mol gas. o Menurut Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas bervolum sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula. o Artinya, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan jumlah molekul yang sama akan mempunyai volum yang sama pula. o Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul sama yaitu 6,02 x 10 23molekul, maka pada suhu dan tekanan yang sama, 1 mol setiap gas mempunyai volum yang sama. o Jadi : pada suhu dan tekanan yang sama, volum gas hanya bergantung pada jumlah molnya. Dirumuskan : Mol gas x = volume gas x / volume molar Atau Mol gas x = volume gas x / 22,4 L/mol Volume gas dalam keadaan standar = 22,4 L
dengan : V = volum gas n = jumlah mol Vm = volum molar Beberapa kondisi / keadaan yang biasa dijadikan acuan : 1) Keadaan Standar
Adalah suatu keadaan dengan suhu 0 o C dan tekanan 1 atm. Dinyatakan dengan istilah STP ( Standard Temperature and Pressure ). Pada keadaan STP, volum molar gas ( V m ) = 22,4 liter/mol 2) Keadaan Kamar
Adalah suatu keadaan dengan suhu 25 o C dan tekanan 1 atm. Dinyatakan dengan istilah RTP ( Room Temperature and Pressure ). Pada keadaan RTP, volum molar gas ( V m ) = 24 liter/mol 3) Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui
Digunakan rumus Persamaan Gas Ideal :
P = tekanan gas (atm); 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg V = volum gas (L) n = jumlah mol gas R = tetapan gas (0,082 L atm/mol K) T = suhu mutlak gas (dalam Kelvin = 273 + suhu Celcius)
4) Keadaan yang Mengacu pada Keadaan Gas Lain
Misalkan : Gas A dengan jumlah mol = n 1 dan volum = V 1 Gas B dengan jumlah mol = n 2 dan volum = V 2
Maka pada suhu dan tekanan yang sama :
=
Atau
=
5) Kemolaran Larutan (M)
Kemolaran adalah suatu cara untuk menyatakan konsentrasi (kepekatan) larutan. Menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan, atau jumlah mmol zat terlarut dalam tiap mL larutan . Dirumuskan :
dengan : M = kemolaran larutan n = jumlah mol zat terlarut V = volum larutan
DAFTAR PUSTAKA Petrucci, H. R. 1985. Kimia dasar edisi keempat jilid 1. Jakarta : Erlangga. Respati. 1992 . Dasar-dasar ilmu kimia. Jakarta : Rineka cipta. S, Syukri. 1999. kimia dasar 1. Bandung. ITB. Sastrohamidjojo, H. 2005. Kimia Dasar . Yogyakarta: UGM
Uji Kompetensi 1.
Perbandingan massa karbon dan oksigen dalam karbondioksida adalah 3:8 .jika 3 gram karbon direaksikan dengan 16 gram oksigen,maka karbondioksida yang terbentuk adalah... a. 11 gr
d. 19 gr
b. 17 gr
e. 25 gr
c. 18 gr Jawab : A Diketahui :
Perbandingan massa karbon: oksigen = 3:8 m karbon = 3 gram m oksigen = 16 gram
Ditanya :
CO2 yang terbentuk...?
Penyelesaian : Perbandingan massa karbon dan oksigen dalam CO2 = 3:8 Jika 3 gram karbon direaksikan dengan 16 gram oksigen Maka : Perbandingan massa = Perbandingan koefisien 3 gram C : 16 gram O = 3 : (2x8) C 3g
+
O2 8g
→
CO2 11 g
Tersisa 8 gram O2 dan dihasilkan 11 gram CO2 2.
Berdasarkan hasil penelitian ternyata di dalam kopi terdapat senyawa kafein.hasiln analisis menunjukan bahwa kafein (Mr = 194) mengandung 28,9% nitrogen.jumlah atom nitrogen yang ada dalam satu molekul kafein adalah (Ar N = 14) a. 1
d. 6
b. 2
e. 7
c. 4 Jawab : C Diketahui :
Mr kafein = 194 Nitrogen = 28,9 % Ar N = 14
Ditanya :
Jumlah atom Nitrogen...?
Penyelesaian :
% =
jumlah atom N x Ar N
28,9 % =
Mr
x 100 %
jumlah atom N x 14 194 =
x 100 %
5606,6 1400
=4
3.
Pirimidin tersusun dari 60% karbon,5% hidrogen dan sisanya nitrogen ( Ar C = 12,H =1,N = 14)jika 1 gr pirimidin mengandung 7,5 x 1012 molekul ( L = 6 x 1023),rumus molekulnya adalah.. a. C2H2 N
d. C5H5 N3
b. C4H4 N2
e. C5H5 N3
c. C5H5 N2 Jawab : Diketahui :
Karbon = 60 % Hidrogen = 5 % 1 gram pirimidin mengandung 7,5 x 1012 molekul
L = 6 x 1023 Ar C = 12, Ar H = 1, Ar N = 14 Ditanya :
Rumus molekul...?
Penyelesaian: Penentuan Rumus Empiris
Pirimidin : C : 60 % H : 5% N : 100 – 60 - 5= 35 % C:H:N=
3
: :
= 2 : 2 :1
Rumus empiris pirimidin : C2H2 N
Penentuan Mr ℎ 7,
=
=
Mr = 80 Penentuan Rumus Molekul
(C2H2 N)x = 80 (24 + 2 + 4)x = 80 40x = 80 x=2 Rumus Molekul pirimidin : C4H4 N2
4.
Suatu cuplikan senyawa MgCO3.xCaCO3 direaksikan dengan asam sulfat berlebih manghasilkan MgSO4, CaSO4, H2O dan CO2. Jika dihasilkan 2 mol gas CO2 permol MgSO4, maka berapa nilai x…? a. 2
c. 3
b. 1
d. 5
Jawab : B
e. 4
Diketahui :
senyawa MgCO3.xCaCO3 mol gas CO2 = 2 mol
Ditanya :
nilai x...?
Penyelesaian : Persamaan reaksi (belum setara) MgCO3.xCaCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CaSO4 + H2O + CO2 Gas CO2 = 2 mol MgCO3.xCaCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CaSO4 + H2O + CO2 2 mol Maka persamaan reaksi : MgCO3.xCaCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CaSO4 + H2O + 2CO2 Perbandingan mol = perbandingan koefisien Maka, reaksi menjadi :
MgCO3.xCaCO3 + 2H2SO4 → MgSO4 + CaSO4 + 2H2O + 2CO2 X=1
5.
Berapakah Mr dari senyawa Fe(NO3)3.9H2O, jika diketahui Ar Fe = 56; N= 14; O=16; H=1? A. 404
D. 260
B. 368
E. 242
C. 342
Jawab : A Diketahui :
Ar Fe = 56, Ar N = 14, Ar O = 16, Ar H = 1
Ditanya :
Mr Fe(NO3)3.9H2O...?
Penyelesaian : Mr Fe(NO3)3.9H2O
= 1 Ar Fe + 3 Ar N + 18 Ar O + 18 Ar H = 1.56 + 3.14 + 18.16 + 18.1 = 56 + 42 + 108 + 18 = 404
6. Secara alamiah Boron mempunyai 2 buah isotop, yaitu isotop B-10 dan B-11. Jika Ar boron adalah 10,8 maka kelimpahan isotop B-10 adalah. . . . A. 10%
D. 75%
B. 20%
E. 80 %
C. 50% Penyelesaian : Missal kelimpahan
B-10 = x
Missal kelimpahan
B-11 = 1-x
Maka 10x + 11(1-x)=10,8 10x + 11-11x=10,8 -x = 10,8-11 -x = -0,2
X = 0,2 Maka kelimpahan B-10 adalah 0,2x100% = 20%
(B)
7. Sebanyak 10 cm3 hidrokarbon tepat bereaksi dengan 40 cm3 oksigen menghasilkan 30 cm3 karbondioksida. Jikavolum semua gas diukur padasuhu dan tekanan sama, maka rumus hidrokarbon tersebut adalah. . . . A. CH4
D. C3H6
B. C2H6
E. C3H8
C. C3H4 Penyelesaian : CxHyO + O2
→ CO2 + H2O
10mL : 40mL : 30mL : 20mL 1mL : 4mL
: 3mL : 2mL
Maka, perbandingan volume=perbandingan koefisien CxHyO2 + 4O2 → 3CO2 + 2H2O C → x=3 H → y=4, maka rumus hidrokarbon adalah C3H4
(c)
8. 60 gram asam laktat (Mr = 90) jika dibakar sempurna akan menghasilkan 88 gram CO2 dan 36 gram air (Ar O = 16; C= 12; H = 1). Rumus molekul asam laktat adalah. . . . A. C2H4O2
D. C4H10O2
B. C2H6O2
E. C4H8O4
C. C3H6O3 Penyelesaian : Missal rumus molekul CxHyOz
Maka reaksinya CxHyOz + O2 → CO2 + H2O dihasilkan 88 gram CO2 Mol CO2 =
= =2 mol
Dihasilkan 36 gram H2O Mol H2O=
3
= = 2 mol
Mol asam laktat =
=
= 0,66 mol
CxHyOz + O2 → CO2 + H2O 0,66 mol
2 mol 2 mol
Mol CxHyOz : mol CO2 : mol H2O 0,66 1
:2 :3
:2
:3
Perbandingaan koefisien= perbandingan mol Koef CxHyOz : koef CO2 : koef H2O 1
:3
:3
Sehingga persamaan reaksi menjadi CxHyOz + O2 → 3CO2 + 3 H2O Nilai x = jumlah C setelah reaksi = 1x3 =3 Nilai y = jumkah H setelah reaksi = 2x3 = 6 Nilai z = jumlah O pada H2O
=3
Maka rumus molekul asam laktat adalah C3H6O3
(c)
9. Sebanyak 18 gram logam magnesium direaksikan dengan asam klorida menurut reaksi : Mg(s) + 2HCl(aq) ↔ MgCl2(aq) + H2(g)
Jika volume gas H2 yang dihasilkan 11,2 liter pada STP, massa magnesium (Ar=24) yang tersisa adalah . . . . A. 0,5 gram
B. 4 gram
C. 6 gram
D. 12 gram
E. 15 gram
Penyelesaian : Mol Mg = Mol H2 =
= =0,75
.
=
= 0,5
, ,
Mg(s) + 2HCl(aq) ↔ MgCl2(aq) + H2(g) M=
0,75
B=
0,5
0,5
0,5
0,5
S=
0,25
0,5
0,5
0,5
Massa Mg= mol x Ar = 0,25x24=6 gram
(c)
10. Sebanyak 2,9 gram besi direaksikan dengan asam sulfat secukupnya, menurut reaksi : 2Fe(s) + 3H2SO4(aq) ↔ Fe2(SO4)3(aq) + 3H2(g). Pada akhir reaksi, gas H2 yang terbentuk diukur pada keadaan standar adalah . . .(Ar Fe=56) A. 0,56 liter B. 0,60 liter C. 1,12 liter D. 1,68 liter E. 2,24 liter Penyelesaian : Mol Fe =
=
= 0,05
2Fe(s) + 3H2SO4(aq) ↔ Fe2(SO4)3(aq) + 3H2(g)
0,05
mol H2 = 3x0,05 = 0,075
Volume H2 = mol x STP = 0,075 x 22,4 = 1,68 litter
(d)