RANGKUMAN MATERI MATERI KIMIA DASAR
Diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah kimia dasar semester pendek
Oleh Sinta Kiki Aprilia 130210102017
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA URUSAN PENDIDIKAN MIPA FAKU!TAS KEGURUAN DAN I!MU PENDIDIKAN UNI"ERSITAS UNI"ERSITAS EM#ER 201$
Bab 1 Ilmu Kimia Ilmu kimia adalah bagian dari ipa yang mempelajari tentang materi, komposisi, struktur, sifat dan perubahan-perubahan yang menyertainya. Materi adalah segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Contohnya adalah makhluk hidup, benda, batu, tanah air. Klasifikasi materi 1. !at murni, murni, "at murni murni adalah adalah materi materi yang memiliki memiliki komposi komposisi si tertentu tertentu dan tetap. tetap. a. #nsur #nsur $ogam %besi, %besi, tembaga, tembaga, dll&, dll&, non logam%k logam%kardus, ardus, plasti plastik, k, dll&, dll&, metalloid metalloid % boron, sili'on, dll&. b. (enya)a •
*rganik
CH 4 , C 2 H 5 OH,C 2 H 6
.
+norganik a, aCl, aBr, aI. . Campuran, Campuran, 'ampuran 'ampuran adalah adalah materi materi yang memiliki memiliki komposi komposisi si tertentu tertentu dan dan tidak tetap. tetap. a. /omo /omoge gen, n, 'amp 'ampur uran an yang yang komp kompon onen en peny penyus usun unny nyaa se'a se'ara ra fisi fisik k tida tidak k dapa dapatt •
dibedakan. 'ontoh air laut, sirup, teh, dll. b. /eterogen, 'ampuran yang komponen penyusunnya se'ara fisik dapat dibedakan. minyak dalam air, oli dalam bensin, bola besi dalam pasir. (ifat materi 1. (ifat (ifat kimia sifat sifat 0sifat 0sifat materi materi yang yang menyebab menyebabkan kan terjadiny terjadinyaa peruba perubahan han suatu materi materi menjadi materi baru. Contoh logam besi yang berubah menjadi karat, kertas dibakar menjadi abu, minyak kelapa menjadi tengik, proses fermentasi buah. . (ifat (ifat fisika fisika sifat sifat materi materi yang tidak tidak dipeng dipengaru aruhi hi oleh kuanti kuantitas tas atau banyakny banyaknyaa suatu suatu materi. Contoh massa jenis, kalor jenis, titik lebur, titik didih. itik didih 1 kg air dengan 1222 kg air adalah sama. Massa jenis air 1 gram3m$ tidak tergantung pada jumlah air, berapa pun, dimana pun dan kapanpun massa jenis tersebut tetap. +sal temperature dan tekanannya tetap.
Contoh perubahan kimia dan fisika
4ada saat lilin menyala, dapat kita lihat sumbu lilin yang semula putih berubah menjadi hitam kelam dan menjadi arang. (edangkan pada batangnya tampak berubah menjadi 'air. $ilin yang terbakar tersebut mengalami dua perubahan yaitu perubahan sumbu menjadi arang dan perubahan batang yang menjadi 'air. 4erubahan sumbu menjadi arang merupakan 'ontoh dari perubahan kimia, sedangkan lilin batang menjadi 'air merupakan 'ontoh perubahan fisika.
+tom adalah partikel terke'il dari suatu unsur yang masih tetap memiliki sifat yang sama dengan unsurnya. Molekul adalah sekumpulan atom-atom yang sejenis atau yang berbeda dengan perbandingan tertentu dan berikatan satu sama lain yang memiliki sifat-sifat tertentu, berbeda dengan sifat atom penysunnya. Model-model atom 1. eori atom Dalton (emua materi tersusun oleh partikel-partikel sangat ke'il yang dinamakan atom. +tom bersifat kekal dalam proses perubahan kimia. +tom dari unsur yang sama memiliki sifat, ukuran dan massa yang sama dan sebaliknya. (enya)a tersusun dari dua atau lebih atomatom yang berbeda dengan komposisi tertentu sederhana dan tetap. . eori atom 55 hompson +tom adalah bagian terke'il dari suat materi yang memiliki muatan positif, negatif, dan netral%proton, ele'tron, dan neutron&. 6. Model atom rutherfrod (ebagian besar massa dan seluruh muatan positif terpusat pada daerah yang sangat ke'il disebut sebagai inti. (ebagian besar ruangan atom adalah hampa. 7le'tron berada di lar inti sejumlah neutron sehingga se'ara keseluruhan atom adalah netral. 8. eori atom modern%kuantum&
+tom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang disusun oleh proton, neutron dan elektron yang mengeililingi intidengan jarak yang sangat jauh dari inti. 7le'tron yang bergerak mengelilingi inti berada pada tingkat-tingkat energi tertentu %orbital atom& yang digambarkan dengan bilangkan kuantum yang dimiliki oleh ele'tron tersebut. Bilangan kuantum elektron Bilangan kuantum eletron terdiri dari • • •
•
Bilangan kuantum utama %n&, yaitu 1, , 6, 8, 99.. Bilangan kuantum orbital %l&, yaitu 2,1, , 6, 9..%n-1& Bilangan kuantum magneti' %m&, yaitu -1, -1:1, -1:,992, 1, , 99$ Bilangan kuantum spin %s&, yaitu
±
1 2
;umus molekul suatu senya)a menyatakan perbandingan jumlah atom-atom yang menyusun sebuah molekul suatu senya)a. ;umus empiris suatu senya)a menyataka perbandingan yang paling sederhana jumlah atomatom yang menyusun sebuah molekul senya)a.
+plikasi bilangan kuantuk pada ilmu fisika •
Bilangan kuantum utama untuk menghitung tingkatan energi pada lintasan.
En=
•
−13,6 2
n
En
. 7lektron pada kulit ke-n memiliki energi sebesar
2
eV
jika atom memiliki elektron banyak
En=
−13,6 Z
n
2
eV
dimana !
adalah nomor atom. Bilangan kuantum orbital diaplikasikan pada efek !eeman. elektron yang bergerak mengelilingi inti atom memiliki momentum sudut. 7fek !eeman yang teramati ketika atom berada di dalam medan magnet berkaitan dengan orientasi atau arah momentum sudut dari gerak elektron mengelilingi inti atom. erpe'ahnya garis spe'trum atomi' menandakan orientasi momentum sudut elektron yang berada ketika elektron di dalam
•
medan magnet. Bilangan kuantum magneti' aplikasinya pada perhitungan momentum sudut elektron. Momentum sudut disimbolkan $. besarnya $ berkaitan dengan nilai l .
•
Bilangan kuantum spin diperlukan untuk menjelaskan efek !eeman anomali. +nomali ini berupa terpe'ahnya garis spe'trum menjadi lebih banyak garis disbanding yang diperkirakan.
Bab (toikiometri Isotop adalah atom-atom yang memiliki noomor atom sama tetapi nomor massa berbeda. Contoh
Isobar adalah atom-atom yang memiliki nomor atom berbeda tetapi memiliki nomor massa yang sama. Contoh
Isoton adalah atom-atom yang memiliki nomor atom berbeda tetapi memiliki jumlah neutron yang sama. Contoh
Isodiaper adalah atom-atom yang memiliki nomor atom berbeda tetapi memiliki selisih jumlah proton-neutron yang sama. Isoelektron adalah atom dan ion yang memiliki jumlah ele'tron yang sama. Contoh
Kegunaan isotop dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk bidang kesehatan isotop digunakan sebagai perunut %tra'er& untuk mendeteksi kerusakan yang terjadi pada suatu organ serta untuk membunuh sel-sel kanker. 4enggunaan isotop untuk industry penga)etan makanan, sinar radiasi
gamma dapat digunakan untuk membasmi mikroorganisme, menghambat pertunasan. Isotop juga digunakan untuk mendeteksi kebo'oran pipa ba)ah tanah. #ntuk mendeteksi kebo'oran pada pipa air, garam yang mengandung radio isotop a-8 dilarutkan ke dalam air, kemudian permukaan tanah di atas pipa air diperiksa menggunakan =eiger 'ounter. Intensitas radiasi yang berlebihan menunjukkan adanya kebo'oran. ;adioisotope juga dimanfaat sebagai sumber tenaga listrik 4$.
Massa sebuah atom suatu unsure merupaan rata-rata massa isotop yang dimiliki unsure tersebut −24
dengan satuan sma%satuan massa atom&, 1 sma setara dengan 1,66 × 10 Massa atom relatif
A r
gram.
merupakan angka banding massa sebuah atom suatu unsur terhadap
massa sebuah atom isotop standar.
Massa Atom Relatif ( Ar ) X =
Massa 1 atom unsur X 1 12
Massa molekul relatif
M r
Massaisotop C −12
suatu senya)a adalah perbandingan massa sebuah molekul suatu
1
senya)a terhadap
12 massa sebuah atom isotop C-1
Massa Molekul Relatif ( M r ) X =
Massa 1 molekulunsur X 1 12
Massaisotop C −12
Massa molar suatu materi adalah massa satu mol materi dalam satuan gram sesuai
M r
materi. Massa molar memiliki satuan gram3mol. Contoh
maka massa molar
H 2 O
H 2 O
memiliki
A r M r
atau > 1?,
1? gr3mol.
Berdasarkan konsep mol dan massa molar, maka hubungan antara massa suatu materi dengan jumlah partikel materi yang terkandung di dalamnya se'ara matematis dapat diformulasikan sebagai berikut
Massa zat dalamsatuan ( gram ) 5umlah partikel %jumlah "at& > Massa Molardalam satuan ( gram ) mol 4ersamaan reaksi adalah bahasa ilmu kimia yang memiliki makna kualitatif dan kuantitatif. Makna kualitatif persamaan reaksi memberikan gambaran atau menjelaskan peristi)a yang terjadi jika dua pereaksi atau lebih beraksi. Makna kuantitatif persamaan reaksi menyatakan perbandingan jumlah "at yang bereaksi dan jumlah produk yang dihasilkan dari reaksi yang terjadi. /ukum perbandingan setara @bila suatu unsur berikatan dengan unsur lain, maka perbandingan kedua unsur tersebut adalah sebagai perbadingan massa ekiAalennya atau kelipatannya /ukum penyatuan Aolume %=ay $ussa', 1?2?& @4ada kndisi temperatur dan tekanan yang sama perbandingan Aolume gas-gas produk reaksi merupakan bilangan bulat dan mudah /ukum kekekalan massa @pada setiap reaksi kimia, jumlah "at-"at produk reaksi sama dengan jumlah massa "at-"at yang ada sebelum reaksi %reaktan& hokum perbandingan tetap @setiap senya)a kimia selalu tersusun dari unsur-unsur dengan perbandingan tertentu dan tetap /ukum aAogadro @pada temperatur dan tekanan yang sama, setiap gas, jika Aolumenya sama, maka memiliki jumlah mol yang sama atau jumlah molekul yang sama
B+B 6 (istem 4eriodik #nsur eori riade %Dobereiner& +da hubungan antara sifat unsure dengan massa atom relatif. Didapatkan kemiripan sifat dari kelompok tiga unsur.
/ukum *ktaf %e)lands&
5ika unsur-unsur dikelompokkan berdasarkan urutan massa atom relatifnya, maka unsur ke delapan akan memiliki sifat yang mirip dengan unsur yang pertama, unsur ke sembilan akan memiliki sifat yang mirip dengan unsur yang ke dua dan seterusnya. /ukum periodik @(ifat unsur-unsur merupakan fungsi berkala dari nomor atomnya
(istem periodik modern (istem periodik modern disusun berdasarkan konfigurasi elektron atom unsur-unsur. /ubungan tersebut mengindikasikan beberapa hal sebagai berikut 1. . 6. 8.
7lektron-elektron tersusun dalam orbital (etiap orbital hanya dapat diisi maksimum elektron (ifat kimia atom ditentukan oleh ele'tron terluar %elektron Aalensi& dari konfigurasinya. #nsur-unsur dalam satu golongan memiliki struktur elektron terluar yang sama, sehingga sifatnya mirip.
Kemiripan sifat unsur 1. Kemiripan sifat Aertikal, unsur-unsur dalam satu golongan memiliki kemiripan sifat karena tatanan elektron pada kulit terluarnya sama. . Kemiripan sifat hori"ontal, unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan nomor atomnya bertambah, tetapi jarak elektron terluar terhadap inti semakin dekat. 6. Kemiripan sifat diagonal, terjadi di antara unsur-unsur yang terletak pada bagian kiri atas •
dari sistem periodik. 5ari-jari atom adalah jarak elektron terluar suatu atom terhadap inti. Dalam satu periode dari kiri ke kanan, jari-jari atom semakin pendek, Aolume atom juga semakin ke'il
•
karena bertambahnya muatan inti, sehingga tarikan terhadap kulit semakin kuat. itik leleh unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin berkurang. Karena jumlah elektron pada kulit terluar semakin banyak, sehingga interaksi antar atom semakin ke'il. #ntuk unsur alkali dari atas ke ba)ah titik lelehnya semakin rendah,
•
sedangkan unsur halogen dari atas ke ba)ah semakin kuat. 7nergi ionisasi adalah energi yang diperlukan oleh sbuah atom dalam )ujud gas untuk
•
melepaskan sebuah elektronnya pada kulit terluar yang terkait paling lemah. +finitas elektron adalah energi yang dilepaskan oleh sebuah atom dalam keadaan gas
•
bila menerima sebuah elektron dari luar. Keelektronegatifan adalah ke'enderungan suatu atom untuk menarik pasangan elektron ikatan dalam suatu ikatan koAalen.
•
(ifat asam basa unsur-unsur dalam satu periode dari kiri ke kanan sifat asamnya semakin
•
bertambah. Bilangan oksidasi unsur dalam pembentukan senya)a erat kaitannya dengan konfigurasi
•
elektron. (ifat magnetik unsur ada dua yaitu diamagnetik dan paramagnetik. +tom yang memiliki konfigurasi elektron dengan struktur berpasangan bersifat diamagneti' ditolak oleh magnet. (edangkan jika konfigurasi elektron memiliki satu atau lebih elektron tidak berpasangan bersifat paramagnetik, ditarik oleh magnet.
•
(ifat anomali beberapa unsur misalnya air raksa yang ber)ujud 'air dalam kondisi suhu kamar, terbentuknya ikatan hydrogen pada persenya)aan oksigen dan flour dengan hydrogen.
•
(ifat anomali air, air jika dipanaskan pada suhu 2-8 ° C akan mengalami penyusutan. /al ini dikarenakan adanya sifat anomali air
Bab 8 Ikatan Kimia dan (truktur Molekul (e'ara umum lingkup ikatan kimia dapat dibagi menjadi dua yaitu ikatan intra molekul dan ikatan inter molekul. Ikatan intra molekul adalah ikatan antar atom-atom dalam menyusun
molekul senya)a atau unsur. Ikatan intra molekul meliputi iktan ioni', ikatan koAalen dan ikatan logam. Ikatan inter molekul adalah ikatan antar molekul dalam menyusun suatu materi suatu senya)a ikatan intra molekul molekul terdiri dari ikatan hidrogen, ikatan Aan der )aals dan gaya $ondon. 1. Ikatan intra molekul Menurut le)is kestabilan suatu atom ditentukan oleh struktur elektron terluarnya. 5ika atom memiliki struktur elektron terluar sama dengan gas mulia, ? elektron pada kulit terluar, maka atom tersebut dalam keadaan stabil. (ebaliknya atom-atom yang belum memiliki struktur demikian, maka atom-atom akan berikatan dengan atom lain yang sejenis atau berbeda melalui serah terima elektron atau pemakaian pasangan elektron se'ara bersama. . Ikatan ionik Ikatan ioni' adalah interaksi antar ion positif dengan ion negatif karena gaya tarik elektrostatik. Ikatan ion juga disebut dengan ikatan elektrokoAalen. Ikatan ioni' antar atom umumnya terjadi antara atom yang memiliki keelektronegatifan besar dengan atom yang melepas elektron Aalensinya untuk memperoleh konfigurasi elektron stabil sehingga menjadi ion positif. (enya)a ioni' umumnya berbentk Kristal, dalam keadaan padat, 'air maupun gas senantiasa terdiri dari ion-ion positif dan ion-ion negatif. (ifat senya)a ionik a. Ber)ujud padat tidak menghantarkan listrik b. itik leleh dan titik didih tinggi '. (enya)a ioni' kekerasan tinggi d. ;apuh atau mudah pe'ah 6. eori oktet %le)is 11& $e)is menyatakan bah)a setiap atom 'enderung stabil bila memiliki konfigurasi elektron 2
seperti gas mulia yang terdekat
ns np
4
sehingga setiap atom stabil bila elektron
terluarnya ?, ke'uali / dan $i stabil dengan elektron terluar. amun teori le)is memiliki ketidak sesuaian dengan realita, antara lain a. imbulanya kesukaran untuk menggambarkan bagan seperti senya)a
HO3
b. (truktur molekul yang memenuhi aturan oktet belum dapat menerangkan sifat senya)a. '. +danya senya)a-senya)a yang stabil struktur molekulnya )alaupun tidak memenuhi struktur molekulnya )alaupun tidak memenuhi struktur oktet, misalnya
spesi elektron ganjil % diperluas %
#Cl5
,
O2
$" 6
&, oktet tidak sempurna % Be
Cl2 !" 2
& dan oktet
&
d. idak dapat menerangkan fenomena atom C dapat membentuk empat buah ikatan )alaupun hanya memiliki dua elektron yang tidak berpasangan. 8. Konsep resonansi Berdasarkan konsep le)is kadang suatu senya)a atau molekul dapat di gambarkan lebih dari satu ma'am struktur. ernyata di dapatkan ikatan antar atom oksigen yang sama panjang, padahal salah satu ikatan adalah ikatan koAalen rangkap dua. E. eori ikatan Aalensi dan teori orbital molekul erbentuknya ikatan koAalen antar atom dalam menyusun molekul dapat di tinjau melalui dua 'ara. 4ertama, hanya elektron Aalensi yang mengalami penataan dari atom-atom yang berikatan. kedua, dalm pembentukan ikatan antara atom, semua elektron mengalami penataan. . Bentuk molekul Bentuk molekul suatu senya)a dapat diramalkan melalui dua 'ara, yaitu melalui konsep dihibridisasi dan konsep tolakan pasangan elektron k ulit Aalensi%F(74;& a. Konsep hibridisasi /ibridisasi adalah pen'ampuran dua atau lebih orbital sebuah atom yang tinggi energinya hampir sama, menjadi sebuah orbital yang tingkat energinya sama. Dalam hibridisasi yang ber'ampur adalah jumlah orbitalnya, bukan elektronnya. b. Konsep F(74; %velence shell elektron pair repultion& eori ini didasarkan pada hipotesis bah)a semua elektron Aalensi pasangan ikatan maupun pasangan bebas menempati kedudukan di seitar atom pusat sedemikian rupa sehingga tolak menolak antar pasangan elektron seminimal mungkin. G. Kepolaran molekul Kepolaran molekul di tentukan oleh kepolaran ikatan dan bentuk molekul. 5ika ikatan antar atom dalam suatu molekul non polar, maka molekulnya juga non polar. 5ika ikatan antar atom dalam molekul polar, belum tentu molekulnya bersifat polar. Molekul akan bersifat polar jika Ae'tor-Aektor gaya ikat tidak saling meniadakan. (ebaliknya jika Aektor-Aektor gaya ikat saling meniadakan, maka molekul bersifat non polar )alaupun ikatan antar atom di dalamnya polar. ?. Ikatan logam (ebagian besar unsur di alam adalah logam. Dalam logam orbital-orbital terluar dari atom-atom yang terisi elektron menyatu menjadi suatu sistem yang terdelokkalisasi. Dalam sistem ini inti atom logam bertindak sebagai kisi logam dan elektron Aalensi dapat
bergerak bebas karena pengaruh beda potensial sehingga terjadi aliran elektron. $apisan dalam kisi logam dapat di geser, sehingga logam mudah di bentuk dan direnggarkan. . Ikatan hydrogen Ikatan hydrogen merupakan gaya inter molekul, tarik menarik antara dipole permanen dengan dipol permanen. (enya)a-senya)a
H 2 O , H 3 , dan H"
merupakan senya)a
polar. *, , dan merupakan unsur yang sangat elektronegatip sedang / enlektron positip. +ntar molekul senya)a-senya)a tersebut terjadi interaksi antara kutub negatip *, dan dengan atom / yang 'enderung positip dari molekul yang lain. 12. =aya inter molekul (etiap materi tersusun oleh partikel-partikel yang sederhana berupa molekul atau atom atau molekul ion. +ntar partikel penyusun materi terjadi interaksi karena adanya gaya tarik menarik. #nsur-unsur molekuler dan gas mulia ternyata dapat dikondensasikan menjadi 'air dan dibekukan menjadi padat.
Bab E Hujud !at Hujud "at 1. Hujud gas Hujud gas, partikel penyusun gas dapat berupa molekul, atom atau ion. 4ada )ujud gas, jarak antar partikel saling berjauhan, jauh lebih panjang dibandingkan ukuran jari-jari partikel. 4artikel bergerak bebas mengikuti garis lurus. umbukan antar partikel dan antara partikel dengan dinding )adah lenting sempurna. 4artikel gas memiliki energi translasi yang sangat besar, energi Aibrasi yang sangat ke'il, sehingga gas mudah mengalir dikategorikan fluida. . Hujud 'air 4artikel penyusun "at 'air dapat berupa molekul, atom atau ion. Merupakan keadaan diantara )ujud gas dan padat. 5arak antar partikel relatif berdekatan. 4artikel memiliki energi translasi yang 'ukup besar dan energi Aibrasi. 7nergi translasi memungkinkan partikel bergerak bebas, sehingga )ujud 'air dapat dikategorikan fluida. 6. Hujud padat 4artikel penyusun "at padat berupa molekul, ion atau atom yang saling berhimpitan, sehingga partikel sukar bergerak, tetap pada tempatnya. 4artikel hanya memiliki energi Aibrasi. 4ada umumnya "at padat berbentuk Kristal dan memiliki bentuk geometri tertentu.
4eralihan dan kesetimbangan fasa aktor yang mempengaruhi keadaan suatu "at adalah suhu dan tekanan. Kedua faktor tersebut menentukan kesetimbangan fasa diantara )ujud gas, padat dan 'air dari "at atau materi yang sama. Kesetimbangan fasa suatu sistem harus memenuhi 1. (istem meiliki lebih dari satu fasa meskipun materinya sama . erjadi perubahan )ujud yang reAersible dari satu fasa ke fasa lainnya 6. (eluruh bagian sistem memiliki suhu dan tekanan yang sama
Hujud gas Model gas ideal dikembangkan melalui teori kinetik tentang gas. Melalui tori ini dapat dijelaskan hukum-hukum tentang gas ideal yang berkaitan dengan ke'epatan gerak partikel gas, energi partikel gas sebagai fungsi temperatur. ekanan %4& adalah gaya persatuan luas, gaya menyatakan perubahan momentum per satuan )aktu. (atuan tekanan (I adalah pas'al, sedangkan yang umm digunakan adalah atmosfir %atm&.
/ukum-hukum gas 1. /ukum boyle %Aolume tekanan& 4ada suhu konstan, Aolume sejumlah gas berbanding terbalik dengan tekanannya, se'ara matematik dirumuskan
V
1
# sehingga 4F>C
Dimana F adalah Aolume gas, 4 adalah tekanan gas dan C adalah konstanta.
=ambar hubungan antara 4F 4enerapan /ukum Boyle terdapat pada prinsip kerja pompa. 4ompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan gas atau "at 'air. Berdasarkan prinsip kerja ini, pompa dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu pompa hisap dan pompa tekan.
. /ukum Charles %hukum Aolume temperatur& 4ada tekanan konstan, Aolume sejumlah gas berbanding lurus dengan suhu3temperatur absolutenya, se'ara matematis diformulasikan V = C V % sehingga % Dimana F adalah Aolume gas, adalah suhu 3 temperatur, dan C adalah konstanta. =ambar grafik hubungan antara F 6. /ukum Dalton Dalton mengemukakan beberapa teori tentang 'ampuran gas. eori-teori tersebut diuraikan sebagai berikut 4ada temperatur dan tekann tertentu, Aolume setiap bagian 'ampuran gas dinamakan •
•
Aolume parsial. Ftotal>F1:F:F6:99..:Fn 4ada temperatur dan Aolume tertentu, dalam 'ampuran gas, tekanan yang diberikan
•
oleh masing-masing gas disebut tekanan parsial. 4total> 41:4:46:999:4n Besarnya tekanan parsial gas sama dengan fraksi mol x gas dalam 'ampuran dikalikan
dengan tekanan total 'ampuran gas, 4total. (e'ara matematik 4t> xt . 4total 8. /ukum =ay $ussa'%penyatuan Aolume& dalam reaksi kimia gas Dalam reaksi kimia antara gas-gas, Aolume gas-gas yang bereaksi dan Aolume gas-gas hasil reaksi jika diukur pada kondisi tekanan yang sama, berbanding sebagai bilangan yang mudah dan bulat, sesuai denganperbandingan koefisien dalam persamaan reaksi.
Contohnya adalah botol yan tertutup atau kaleng aerosol yang dilempar ke api maka akan meledak karena naiknya tekanan gas di dalamnya. E. /ukum +Aogadro 4ada temperatur dan tekanan yang konstan Aolume gas berbanding langsung dengan jumlah mol gas. (emua gas pada temperatur dan tekanan yang sama, jika Aolumenya sama maka mengandung jumlah molekul yang sama. 4ada keadaan temperatur dan tekanan standart yaitu 2 ° C, 1 atmosfir, yang biasa dikenal dkeadaan %(4&, setiap 1 mol gas sembarang gas Aolumenya ,8 $iter. Contoh dalam kehidupan sehari-hari reaksi antara gas dan gas * menghasilkan gas *. 1 Aolume : Aolume * Aolume * 1 molekul : molekul * molekul * n molekul : n molekul * n molekul * 5ika reaksi diukur pada suhu dan tekanan yang sama, jumlah molekul * yang bereaksi dua kali jumlah molekul %Aolumenya J& dan jumlah molekul * yang dihasilkan dua kali jumlah molekul atau sama dengan jumlah molekul *. *leh karena hipotesis +Aogadro dapat diterima kebenarannya dan dapat dibuktikan %kapan pun, di mana pun, oleh siapa pun& maka hipotesis tersebut telah dikukuhkan sebagai /ukum +Aogadro. . /ukum =raham%Difusi dan 7fusi =as& 4ada temperatur dan tekanan yang sama, ke'epatan difusi gas-gas berbanding terbalik dengan akar massa molekulnya atau kerapatannya. (e'ara matematik diformulasikan r A M ! r A d ! = = r M atau r d
√
!
Dimana
d A
A
M A
dan
!
dan
d!
√
M !
A
massal molekul gas
r A
dan
r!
laju reaksi gas sedang
kerapatan gas. $aju efusi gas pada kondisi tekanan dan temperatur
yang sama berbanding terbalik dengan kerapatannya. (e'ara matematik diformulasikan l &= '
√
Dimana v adalah laju efusi gas dan
' adalah kerapatan gas. (emakin besar massa
molekul relatif semakin ke'il laju difusi datau laju efusi gas tersebut. G. =as ideal dangas nyata
=as ideal didefinisikan sebagai gas-gas, dimana antara partikel-partikel gas tidak terjadi tolak menolak atau tarik menarik, gerakan partikel gas bebas dan lurus, tumbukan antar partikel gas maupun partikel gas dengan dinding )adahnya lenting sempurna. 4ersamaan gas ideal # V = R n% Dimana 4 tekanan, F Aolume sistem, n jumlah mol gas, temperatur gas dan ; suatu −1
−1
tetapan ;oult yang besarnya 2,2? $.atm. mol (
Hujud padat !at padat se'ara umum dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu 1. 4adatan berbentuk Kristal 4adatan Kristal memiliki titik lebur yang tegas, dapat mendifraksikan sinar yang dikenakan padanya. Kristal pada umumnya memiliki struktur geometri' tertentu yang dipelajari melalui bidang kristalografi opti' dan kristalografi sinar . . 4adatan berbentuk amorf 4adatan amorf titik leburnya tidak tegas. 4ada umumnya padatan amorf hanya sedikit di alam.
Folume satuan sel %efisiensi sel& (etiap satuan sel terdiri oleh sejumlah partikel, namun tidak semua ruang dalam sel terisi oleh Aolume partikel tetapi masih ada ruang kosong di sekitar partikel karena partikel dimodelkan sebagai bola. (e'ara matematis 7fisiensi sel >
)umla * &olume partikel +ang mengisi sel satuan × 100 &olume selsatuan
Hujud 'air 4ada )ujud 'air, partikel saling berdekatan tetapi tidak saling bersinggungan, namun masih terdapat gaya tarik menarik antar partikel, sehingga 'airann dapat dituangkan. (truktur penyusun 'airan berada diantara struktur gas dan padat.
egangan permukaan imbulnya tegangan permukaan "at 'air adalah adanya resultan gaya tarik antar molekul di dalam 'airan adalah nol. =aya tarik antar partikel di permukaan 'airan menimblkan gaya resultan yang mengarah ke dalam 'airan, sehingga pada bagian permukaan "at 'air mengalami tegang antar partikel.
ekanan uap 4artikel-partikel "at 'air yang berada di permukaan "at 'air 'enderung meninggalkan "at 'air jika memiliki energi kineti' yang 'ukup untuk mela)an gaya tarik partikel yang ada di ba)ahnya dan disekelilingnya. 4eristi)a tersebut dinamakan proses penguapan.
Fiskositas Fiskositas merupakan suatu parameter indeks hambatan alir "at 'air murni maupun larutan. Fiskositas "at 'air dapat diukur melalui hukm 4oiseulle, yaitu pengukuran laju alir "at 'air melalui tabung berbentuk silinder. 5umlah Aolume "at 'air yang melalui pipa silinder tiap satuan )aktu diformulasikan 4
V # R la)ualir = = t 8 - .
Dimana L Aiskositas "at 'air, F Aolume total "at 'air yang mengalir, t )aktu yang diperlukan untuk mengalirkan "at 'air, 4 tekanan "at 'air saat mengalir, dan $ panjang pipa silinder.
Bab ;eaksi reduksi 0 oksidasi %;7D*K(& ;eaksi reduksi dan oksidasi banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya perkaratan besi, proses pembakaran minyak tanah, metabolisme makanan dalam tubuh mahkluk hidup. Konsep bilangan oksidasi 1. Bilangan oksidasi unsur bebas, tidak beriakatan dengan unsur lain adalah nol. . Bilangan oksidasi unsur alkali dan alkali tanah dalam senya)a :1 :. 6. Bilangan oksidasi oksigen dalam senya)a -, ke'uali dalam senya)a peroksida -1, dalam super oksida -13 dan dalam senya)a
O" 2
> :.
8. Bilangan oksidasi hydrogen :1, ke'uali dalam senya)a hidrida logam, persenya)aan hydrogen dengan logam, bilangan oksidasi hydrogen -1.
E. 5umlah bilangan oksidasi senya)a netral adalah nol, senya)a bermuatan sesuai dengan muatannya. *ksidasi *ksidasi adalah suatu perubahan kimia yang terjadi jika 1. (uatu "at memberikan atau melepas elektronnya kepada "at lain . (uatu "at mengalami kenaikan bilangan oksidasi 6. ;eaksi yang terjadi di anode suatu sel elektrokimia ;eduksi ;eduksi adalah suatu perubahan kimia yangterjadi jika 1. (uatu at menerima atau menangkap elektron dari "at lain . (uatu "at mengalami penurunan bilangan oksidasi 6. ;eaksi yang terjadi di katode suatu sel elktrokimia *ksidator adalah unsur yang mengalami reduksi. ;eduktor adalah unsur yang mengalami oksidasi. 4enyetaraan reaksi redoks dapat dilakukan melalui dua 'ara, yaitu Cara bilangan oksidasi, langkah-langkahnya 1. entukan bilangan oksidasi masing-masing atom unsur yang terlibat dalam reaksi baik reaktan maupun produk. . entukan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. 6. (amakan jumlah atom unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi sebelum dan sesudah reaksi. 8. entukan jumlah elektron yang dilepas dan diterima oleh unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. E. (amakan jumlah elektron yang dilepas dengan yang diterima melalui koefisien unsurunsur yang mengalami perbahan bilangan oksidasi. . (esuaikan koefisien reaksi untuk menyetarakan unsur-unsur yang tidak mengalami perubahan bilangan oksidasi. Cara setengah reaksi, langkah-langkahnya 1. #raikan reaktan dan produk reaksi menjadi ion-ionnya. . entukan bilangan oksidasi masing-masing atom unsur yang terlibat dalam reaksi maupun produk. 6. entukan suasana reaksi redoks. 8. 4isahkan setengah reaksi produk dan setengah reaksi oksidasi. E. (etarakan persamaan setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi melalui langkah berikut a. (amakan jumlah atom unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
b. 5ika tidak mengandung oksigen setarakan jumlah muatan di kiri dan kanan tanda reaksi dengan menambahkan elektron '. 5ika mengandung oksigen setarakan jumlah oksigen dengan menambahkan
H 2 O
+¿
pada pihak yang kekurangan oksigen, dan tambahkan
kelebihan oksigen. +tau
H 2 O
¿
H
pada pihak yang
pada pihak yang kelebihan oksigen sesuai dengan −¿
kelebihannya, dan tambahkan
¿
OH pada pihak yang kekurangan oksigen%untuk
suasana basa&. 7kuiAalensi redoks Dalam redoks jumlah oksidator selalu ekuiAalen dengan jumlah reduktor. (atu ekiAalen reduktor adlah sejumlah oksidator yang dapat menerima satu mol elektron dalam reaksi reduksinya. (at mol reduktor adalah sejumlah reduktor yang dapat melepaskan satu mol elektron dalam reaksi ksidasinya.
Bab G 7lektrokimia (el elektrokimia (el elektrokimia merupakan seperangkat komponen peralatan dan bahan elektrolit yang dapat menghantarkan arus listrik. (el elektrokimia terdiri dari elektrolit dan ele'trode dan penghantar luar. 7lektrolit dapat berupa larutan atau leburan. 7le'trode ter'elup dalam elektrolit. Ma'am-ma'am sel elektrokimia 1. (el Aolta (el Aolta atau sel galAani adalah reaksi kimia yang menghasilkan arus listrik. 4ada sel galAani di anode terjadi reaksi oksidasi sehingga menghasilkan elektron. (elanjutnya elektron dialirkan ke katode melalui penghantar luar, sehingga ele'trode anode dikatakan sebagai kutub negatif karena sebagai sumber elektron. (ebaliknya katode diakatakan sebagai kutub positif karena menerima elektron. erdapat dua jenis sel Aolta yaitu sel Aolta reAersible dan sel Aolta komersial.
. (el Daniel (el Daniel tersusun oleh dua sistem setengah sel ele'trode. (istem setengah sel pertama adalah logam setengah !n yang di'elupkan ke dalam larutan seng sulfat. larutan tembaga sulfat
Cu$O 4
Zn$O4
,
, kedua sistem larutan dijaga sedmikian rupa sehingga
tidak ber'ampur dengan 'ara member pembatas membrane berpori atau dipisahkan tetapi keduanya dihubungkan dengan jembatan garam. Kedua ujung logam yang tidak ter'elup ke dalam larutan dihubungkan dengan penghantar logam.
=ambar di atas merupakan bagian-bagian dari roket. ;eaksi redoks akan terjadi pada pembakaran bahan bakar. 4ada umumnya roket diisi dengan bahan bakar dan 'airan pengoksidasi %oksidator&. Bahan bakar dan oksidator ber'ampur dan terbakar dalam ruang pembakaran. Keberadaan "at pengoksidasi
Daya gerak listrik D=$ $istrik (el D=$ atau 7sel merupakan besarnya perbedaan potensial yang menyatakan ukuran perbedaan antara kedua ele'trode untuk mendorong elektron ke sirkuit lura. Daya dorong tersebut merupakan energi listrik. (atuan D=$ adalah Folt. 7le'trode pembanding % Reference Electrodes) +da dua ma'am ele'trode standart yang sering digunakan untuk pengukuran potensial ele'trode, yaitu 1. 7le'trode /idrogen (tandar %Standart Hydrogen Elektrode, SHE) 7le'trode hydrogen tersusun dari gas hidrogen, lempeng dan ka)at platina, serta larutan +¿ ¿
yang mengandung ion H . =as hidrogen dialirkan ke dalam tabung yang di dalamnya terdapat lempeng platina yang telah dilapisi dengan platina hitam. $empeng platina berpori dihubungkan dengan sirkuit luar melalui ka)at platina. #jung tabung yang
terdapat lempeng platina berpori di'elupkan ke dalam larutan yang mengandung ion +¿ ¿
H . =as hidrogen diabsorb oleh lempeng platina, sehingga pada permukaan lempeng
terjadi kontak antar muka antara
H 2
+¿
dengan ion
¿
H , sehingga terjadi sistem
kesetimbangan. . 7le'trode kalomel standart %Calomel Reference Elektrode& 7le'trode kalomel standart merupakan sistem ele'trode yang tersusun oleh raksa yang bersentuhan dengan larutan KCl yang telah dijenuhkan dengan kalomel %
Hg2 Cl 2
&.
=ambar ele'trode kalomel
4otensial ele'trode standart 4otensial ele'trode standart menyatakan besarnya potensial suatu sistem ele'trode jika ele'trode tersebut dipasangkan dengan ele'trode hidrogen standart. Dalam hal ini elketrode hidrogen dianggap mengalami oksidasi atau bertindak sebagai anode, sedang ele'trode pasangannya atau ele'trode yang diukur potensialnya dipasang sebagai katode. abel potensial ele'trode 4engaruh perubahan Aolume atau tekanan sistem 4erubahan Aolume kesetimbangan berarti merubah konsentrasi "at-"at yang ada dalam sistem kesetimbangan. 5ika Aolume sistem diperbesar berarti konsentrasi "at-"at yang ada dalam sistem kesetimbangan mengalami penurunan. +pabila Aolume sistem diperbesar maka tekanan sistem mengalami penurunan. 4engaruh perubahan temperatur 4ergeseran kesetimbangan karena perubahan temperatur berkaitan erat dengan perubahan energi bebas reaksi dan perubahan entalpi reaksi. Bila suatu sistem kesetimbangan kea rah pembentukan produk merupakan reaksi eksoterm %N/O2&, maka reaksi kea rah pembentukan reaktan merupakan reaksi endoterm %N/P2& dan sebaliknya. otasi sel 1. =aris Aertikal tunggal, digunakan sebagai symbol antar muka antara terminal padat dengan larutan.
. =aris Aertikal ganda, menyimbolkan jembatan garam atau partisi berpori. 6. anda koma %,& menyimbolkan batas reaksi oksidasi-reduksi antar ion-ion atau ion-ion unsur dari unsur sejenis. 8. ;eaksi oksidasi yang terjadi di anode diletakkan pada bagian sebelah kiri, sedang reaksi reduksi yang terjadi di katode sebelah kanan. ermodinamika sel elektrokimia Besaran termodinamika energi listrik dalam sel elektrokimia merupakan perubahan energi bebas gibbs %N=&, yang hanya dapat diukur bila sel bersifat reAersible. ;ealita yang terjadi bah)a sel elektrokimia tidak bersifat reAersible. Karena adanya sejumlah besar arus listrik yang bergerak melalui rangkaian sel. Dengan demikian kondisi sistem sel memberikan pengaruh terhadap besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh suatu sel. Besarnya potensial sel se'ara umum diformulasikan sebagai berikut N= ° >-n7 ° sel sehingga juga berlaku N=>-n7sel
Bab ? Kinetika Kimia ;eaksi terjadi karena 1. . 6. 8. E.
+danya kemampuan unsur-unsurnya untuk membentukikatan +danya peme'ahan ikatan pada reaktan erjadinya pembentukan ikatan baru erjadinya perubahan dari sifat a)al ;eaktan berkurang dan produk bertambah jumlahnya
$aju reaksi jumlah reaktan yang berkurang %jumlah produk yang bertambah& dalam satu-satuan )aktu. Contoh + : 6B -------- C : D Maka laju reaksi dituliskan sebagai berikut &=
−d [ A ] dt
=−3
d [ ! ] d [ A ] + d [ / ] =+ 2 = dt dt dt
+rtinya + berkurang 1 molekul dan B berkurang 6 kali jumlah + dan C bertambahnya kali jumlah + dan D bertambahnya 1 kali molekul. $aju reaksi ditentukan oleh langkah reaksi yang paling lambat. Contoh 4ersamaan laju reaksi tidak harus sama dengan persamaan stoikiometrinya tapi hanya dapat ditentukan melalui eksperimen
1. =rafik orde nol
. =rafik orde satu
6. =rafik orde dua
Daftar 4ustaka +gus +bdul =ani. Kimia Dasar . 5ember #niAersitas 5ember. https33ydherma)an.files.)ordpress.'om322?3113iii-"at-murni-pure-substan'e.pdf http33arsipegianto.tripod.'om3noatomQnomassaQisotopQisobarQisoton.pdf https33rinioktaAia18.)ordpress.'om3kimia-kelas-i3semester-i3laju-reaksi3persamaan-lajureaksi-dan-orde-reaksi3 http33))).fisikanet.lipi.go.id3data3121888223data311EE?E.pdf
