BAB I

PENDAHULUAN

A. Pengertian Ilmu Kimia

Ilmu kimia adalah suatu bagian dari ilmu pengetahuan alam yang

mempelajari proses – proses kimia, suatu peristiwa yang menyebabkan

perubahan – perubahan sifat zat yang relatif kekal ( sulit kembali pada sifat

semula ). Berlainan dengan proses – proses fisika yang mengalamai perubahan

bersifat sementara.

Contoh proses kimia:

1. Air, H2O diuraikan menjadi gas H2 dan O2. Gas – gas yang terjadi sangat

berbeda sifatnya dengan sifat air

2. Pupuk urea dibuat dari gas CO2 dan NH3. Urea memiliki sifat yang sangat

berbeda dengan gas – gas pembuatnya.

3. Tetes tebu difermentasi menjadi alkohol. Alkohol berbeda sifatnya

dengan tetes dan alkohol tidak dapat diubah kembali menjadi tetes lagi.

Contoh proses fisika:

1. Air didinginkan menjadi es berbentuk padat, yang kalu dibiarkan akan

menjadi air lagi.

2. Air dipanaskan menjadi uap, yang kalau didinginkan menjadi air lagi.

3. Garam dapur dilarutkan dalam air yang kalau dipanaskan dan airnya

dibiarkan menguap maka akan diperoleh garam dapur lagi.

Dalam kehidupan sehari – hari ilmu kimia berperan sangat penting, ini

terlihat misalnya:

1. Makanan dan minuman kita adalah hasil proses kimia

2. Pakaian dan perlengkapannya adalah hasil proses kimia.

3. Sebagian bahan bangunan misalnya cat kayu, cat tembok, cat besi,

plitur, kabel, semen dan kapur adalah hasil proses kimia

4. Plastik, peralatan kendaraan bermotor, radio, televisi adalah hasil proses

kimia.

B. Hukum Dasar dalam Ilmu Kimia

1. Hukum Lavoisir

Suatu hukum tentang kekekalan massa. Berat zat sebelum dan sesudah reaksi

adalah sama.

Contoh: Kayu yang mudah terbakar dimasukkan dalam botol tertutup rapat

ditimbang. Dengan pertolongan sinar matahari dan kaca pembesar, kayu

dibakar menjadi abu. Didinginkan lalu ditimbang, ternyata beratnya tetap.

2. Hukum Proust

Hukum tentang kekekalan susunan.

Perbandingan berat unsur – unsur yang membentuk senyawa adalah tetap.

Contoh: Senyawa pirit ( besi belerang) memiliki perbandingan Fe dan S sama

dengan 7 : 8. Air memiliki perbandingan H dan O sama dengan 1 : 8.

3. Hukum Dalton

Hukum tentang proporsi kelipatan.

Bila 2 unsur membentuk lebih dari satu macam senyawa dan berat unsur

pertama dalam senyawa itu sama, maka perbandingan berat unsur kedua

dalam senyawa itu akan merupakan bilangan bulat yang sederhana.

Contoh: Antara Nitrogen dan Oksigen dapat dibuat beberapa senyawa

N2O berat N : O = 7 : 4

N2O2 = 7 : 8

N2O3 = 7 : 12

N2O4 = 7 : 16

N2O5 = 7 : 20

4. Hukum Ritcher

Hukum tentang proporsi ekivalen

Bila unsur P yang tertentu beratnya dapat bersenyawa dengan a gram unsur Q,

b gram unsur R dan d gram unsur T, maka unsur – unsur Q, R dan T dapat

saling bersenyawa dengan perbandingan berat a, b dan c atau kelipatannya.

Contoh:

Jika 1 gram Hidrogen dapat bersenyawa dengan:

a. 8 gr oksigen membentuk air

b. 3 gr karbon membentuk metana

c. 35,5 gr khlor membentuk hidrogen khlorida

maka:

d. 3 gr karbon dapat bersenyawa dengan 8 gr oksigen membentuk karbon

dioksida

e. 3 gr karbon bersenyawa dengan 35,5 gr khlor membentuk karbon

tetreakhlorida

C. Pengertian Dasar

1. Analisis:

Peruraian satu zat menjadi beberapa zat lain yang lebih sederhana

contoh: H2O diuraikan menjadi gamping dan karbondioksida

Batu kapur diuraikan menjadi gamping dan karbondioksida

2. Sintesis

Pembentukan satu zat baru dari beberapa zat.

Contoh: Karbon dan Oksigen menjadi karbon monoksida dan karbondioksida

Gamping dan air menjadi kapur tohor

3. Campuran

Pencampuran dua atau lebih zat kimia tanpa merubah sifat secara total

Contoh: Udara yang merupakan campuran dari gas oksigen, nitrogen dll

Sirop yang merupakan campuran dari gula, air dan pewarna

Kuningan yang merupakan campuran dari tembaga dan seng

4. Persenyawaan

Percampuran dua atau lebih zat kimia dengan terjadi perubahan sifat total

Contoh: Garam dapur merupakan persenyawaan dari unsur natrium dan

khlorida

Gamping merupakan persenyawaan unsur kalsium dan oksigen

Air, persenyawaan unsur hidrogen dan oksigen

D. Perbedaan Campuran dan Senyawa

Campuran Senyawa

1.

2.

3.

4.

5.

Hasil proses fisika

Perbandingan berat bebas

Mempunyai sifat aditif dari

komponen – komponennya

Dapat dipisahkan secara fisika

Tidak terjadi perubahan panas,

andai terjadi kecil sekali

1

.

2

.

3

.

4

.

5

Hasil proses kimia

Perbandingan berat tertentu

Mempunyai sifat baru yang

berbeda dari sifat komponen –

komponen penyusunnya

Tidak dapat dipisahkan secara

fisika, harus secara kimia

Terjadi perubahan panas yang

besar

.

5. Unsur atau Elemen

Suatu zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat baru yang lebih

sederhana baik dengan cara fisika ataupun cara kimia. Jumlah unsur semuanya

ada 105 buah, 92 diantaranya terdapat di alam sedangkan sisanya adalah

buatan manusia.

Contoh: H, O, S, Fe, K, Na, P, N, C

E. Pengelompokan Unsur berdasarkan Sifat – sifatnya

1. Logam

Pada suhu kamar berbentuk padat kecuali air raksa, mempunyai kilau, dapat

ditempan menjadi lembaran, dapat ditarik menjadi kawat, konduktor panas dan

listrik yang baik.

Contoh:

Aluminium (Al), Barium (Ba), Ferrum (Fe), Chromium (Cr), Calsium (Ca), Cobalt

(Co), Magnesium (Mg), Nikel (Ni), Tembaga (Cu), Seng (Zn) dsb.

2. Kelompok bukan Logam

Bahan/unsur ini pada suhu kamar berbentuk padat, cair dan gas, tidak

menghantarkan panas atau listrik kecuali grafit, tidak berkilau kecuali karbo

dan yodium, tidak dapat ditempa atau ditarik.

Contoh:

Argon (Ar), Belerang (S), Brom (Br), Helium (He), Oksigen (O)

3. Kelompok Metaloida

Unsur – unsur yang mempunyai sifat sebagian seperti logam dan sebagian

seperti bukan logam.

Contoh:

Antimon (Sb), Arsen (As), Boron (Bo), Germanium (Ge), Polonium (Po)

Unsur – unsur ada yang dapat berdiri sendiri sebagai suatu zat, ada yang

tidak dapat. Unsur yang dapat berdiri sendiri dinamakan gas mulia seperti He,

Ne, Ar, Xe dan Rn. Zat yang terdiri dari dua unsur misalnya H2, O2, N2, F2, Cl2,

Br2

Soal – soal:

1. Apa yang disebut proses fisika?

2. Apa yang dimaksud dengan proses kimia?

3. Dari peristiwa sehari – hari di bawah ini manakah yang termasuk prose

kimia dan mana yang termasuk proses fisika?

a. Menjemur pakaian

b. Menyetrika dengan arang

c. Menyetrika dengan listrik

d. Meniup balon

e. Menyulut mercon

f. Membuat arang kayu

g. Merebus air

h. Membuat tape

I. Mengelas dengan karbid

j. Menambahkan kaporit dalam kolam renang

4. sebutkan bahan – bahan di alam yang mempunyai unsur – unsur masing-

masing : H ; N ; S ; Si ; O ; Cl ; C ; Mg ; Na.

5. Pada pembakaran kayu akan diperoleh abu jauh lebih ringan dari kayu.

Berlakukah hukum Lavoisir di sini?

6. Mengapa pada campuran biasa perbandingan berat komponen

penyusunnya tidak terbatas / tertentu?

7. Berikan beberapa contoh (3) peristiwa sehari – hari yang menunjukkan

adanya peristiwa sintesis dan analisis.

8. Bagaimana sifat – sifat bahan hasil analisis dan sintesis dibandingkan

dengan sifat bahan aslinya?

BAB II

UNSUR – UNSUR KIMIA

A. Unsur Kimia

Unsur kimia merupakan jenis atom yang mempunyai ciri – ciri yang khas

terhadap perilaku kimianya. Sampai kini telah diketahui atom dengan

ragamnya ada 106 atau sebanyak 106 unsur kimia. Untuk mempermudah

dalam penamaan unsur, maka diberikan nama maupun lambang yang

berbentuk singkatan sederhana dari nama Inggris atau nama latinnya.

B. Lambang

Lambang singkatan dari nama unsur, ini lebih efisien dari nama

sebelumnya yang menggunakan simbol – simbol gambar oleh Dalton, seperti

gambar berikut:

Lambang : C2H2 CH4

Lambang singkatan dari unsur secara lengkap diberikan pada daftar susunan

berkala. Dari lambang tersebut, dicantumkan variabel – variabel yang memberi

C H C HH

keterangan tentang massa atom dari unsur maupun nomor atom unsur. Massa

atom unsur menunjukkan massa dari 1 buah atom unsur tersebut yang biasa

disebut Atom Relatif atau Ar. Nomor atom menunjukkan jumlah elektron yang

ada pada unsur tersebut.

A = titik didih (ºC)

B = titik leleh (ºC)

C = massa jenis (gr/mL)

C. Nomor Atom

Nomor Atom yang menunjukkan jumlah elektron pada unsur, juga bisa

menunjukkan jumlah proton dan neutronnya, dengan asumsi prinsip

keseimbangan muatan ion.

+ = proton ----> bermuatan +

= elektron ----> bermuatan -

= neutron ----> tidak bermuatan

contoh:

a. Berapa jumlah elektron, proton dan neutron pada atom clorida?

Jawab:

Dari tabel unsur diketahui Cl ----> nomor atom 17, nomor massa 35

sehingga:

jumlah e- = 17

jumlah proton (+) = 17

K19 39.102

760

637

0,86

(Ar) 431Kalium

a

b

c

Nomor atom

Ar

Lambang

Struktur elektron

Nama

-

+ +

-

jumlah neutron = 35 – 17 = 18

Nomor massa (Ar) merupakan massa 1 atom yang tidak bersenyawa

(atom tunggal). Apabila unsur tersebut bersenyawa denganunsur lain, atau

dengan unsur itu sendiri, maka nomor massa dari atom bersenyawa disebut

dengan “Molekul Relatif” (Mr).

Contoh:

senyawa H2O ---> senyawa antara unsur H ( 2 atom H ) dan unsur O ( 1 atom O

)

besarnya massa molekul relatif (Mr) dari H2O

Mr H2O = ( 2 x Ar.H ) + ( 1 x Ar.O )

= ( 2 x 1.0 ) + ( 1 x 16 )

= 18

BAB III

PERSENYAWAAN

A. Valensi

Penggabungan ataupun peruraian dari satu macam atau lebih bahan

menjadi satu atau beberapa bahan lain. Hal – hal yang berkaitan dengan

persenyawaan adalah sebagai berikut.

Valensi atau martabat:

Valensi unsur dalam senyawa adalah kemampuan mengikat unsur H oleh

satu atom unsur tersebut untuk membentuk satu molekul senyawa. Atau

valensi unsur dalam senyawa adalah kemampuan mengikat separuh unsur O

oleh satu atom unsur tersebut untuk membentuk satu molekul senyawa.

Unsur – unsur hanya mempunyai valensi kalau dalam keadaan terikat

dalam suatu senyawa. Dalam keadaan bebas unsur tidak mempunyai valensi.

Fe sebagai unsur tidak mempunyai valensi tetapi Fe dalam senyawa FeO dan

Fe2O3 maka Fe mempunyai valensi masing – masing 2 dan 3

Daftar unsur – unsur penting dan valensinya:

Valensi 1 2 3 4 5 6 7

HKNaFClAgCsHg

OSMgCaZnPbCuFe

NPAsSbAl

Hubungan valensi dengan rumus molekul:

Val 1 – val 2 : H2O ; Na2O ; K2S dst

Val 3 – val 1 : AlCl3 ; FeJ3 ; BF3 dst

Reaksi oksidasi

reaksi antara satu unsur atau senyawa dengan oksigen atau zat lain yang

dalam keadaan tertentu dapat menghasilkan oksigen.

Contoh:

Al + O2 Al2O3 S + O2 SO2

C + O2 CO2 P4 + O2 P2O5

Al, C, S dan P disebut bahan yang dioksidasi

O2 disebut oksidator

Al2O3, CO2, SO2 dan P2O5 disebut hasil oksidasi

Reaksi Reduksi

reaksi pengurangan kadar oksigen atau penambahan kadar hidrogen dalam

suatu zat.

Contoh:

CuO + NH3 Cu + N2 + H2O

CO2 + C CO

B. Koefisien Reaksi

Angka – angka yang digunakan dalam persamaan reaksi untuk

menunjukkan keseimbangan jumlah unsur – unsur bahan sebelum reaksi

berlangsung dan sesudah reaksi terjadi.

Contoh:

Mg + ½ O2 MgO

P4 + 10 O2 2 P2O5

C. Persamaan Reaksi

Cu + 2 H2SO4 CuSO4 + 2 H2O + SO2

Untuk persamaan reaksi yang sederhana, artinya melibatkan hanya

sedikit bahan/zat/senyawa maka penyelesaian koefisien reaksi akan mudah.

Berlainan dengan reaksi yang terdiri banyak senyawa, maka penyelesaian

koefisien reaksi akan lebih sulit. Untuk menyelesaikan koefisien reaksi yang

melibatkan banyak senyawa dapat digunakan bantuan rumus abc.

Contoh:

a K2Cr2O7 + b H2SO4 + c C2H6O d K2SO4 + e Cr2(SO4)3 + f H2O +

g C2H4O2

dicari unsur – unsur yang ada:

K : 2a = 2d …....(1)

Cr : 2a = 2e …....(2)

O : 7a + 4b + c = 4d + 12e + f + 2g .…...(3)

H : 2b + 6c = 2f + 4g …....(4)

S : b = d + 3 e …....(5)

C : 2c = 2g …....(6)

Disini ada 6 persamaan untuk 7 bilangan yang tidak diketahui, maka

persamaan ini akan dapat diselesaikan dengan baik. Ambil pemisalan salah

satu variabel ( bilangan ) yang tidak diketahui dengan angka berapa saja.

Angka yang paling sederhana adalah 1. walaupun pengambilan bilangan yang

tidak diketahui boleh sembarang, tentunya kita akan mengambil atau

menentukan bilangan tak diketahui tersebut yang akan mempermudah

hitungan kita.

Ambil a = 1, maka

d = 1

e = 1 dan b = 4

sederhanakan pers. (3)

7 + 16 + c = 4 + 12 + f + 2g

7 + c = f + 2g ….(7)

sederhanakan pers. (4)

8 + 6c = 2f +4g ….(8)

Hilangkan f dari pers. (7) dan (8):

7 + c = f + 2g

4 + 3c = f + 2g _

3 – 2c = 0

diperoleh, c = 1½, maka g = 1½ juga

Untuk mencari harga f cari dari salah satu persamaan yang mengandung f

Ambil pers. (7):

7 + 1½ = f + 3

f = 5½

Koefisien reaksi ditemukan semua, beberapa diantaranya mengandung

pecahan, maka sedapat mungkin pecahan dihilangkan. Maka persamaan reaksi

yang diperoleh adalah:

2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 + 3 C2H6O 2 K2SO4 + 2 Cr2(SO4)3 + 11 H2O

+ 3 C2H4O2

Penentuan angka untuk salah satu bilangan yang idak diketahui boleh

sembarang asal jangan pecahan yang hanya akan mempersulit penyelesaian.

Contoh:

a KmnO4 + b H2SO4 + c FeSO4 d K2SO4 + e MnSO4 + f H2O + g

Fe2(SO4)3

K : a = 2d ...(1)

Mn : a = e ...(2)

O : 4a + 4b + 4c = 4d + 4e +f +12g ...(3)

H : 2b = 2f ...(4)

S : b + c =d + e + 3g ...(5)

Fe : c = 2g ...(6)

Ambil a = 14

Maka : d = 7

e = 14

Sederhanakan pers. (3)

4 (14) + 4b + 4c = 4 (7) + 4 (14) + f + 12g

4b + 4c = 28 + f + 12g ...(7)

Substitusikan pers.(4) dan pers.(6) ke dalam pers.(7)

4b + 4c = 28 +b +6c

3b – 2c = 28 ...(8)

Sederhanakan pers.(5) dan substitusikan pers.(6) ke dalam pers.(5), diperoleh:

b + c = 7 +14 + 1½c

2b – c = 42 ...(9)

Selesaikan pers.(8) dan (9) diperoleh:

3b – 2c – 28 = 4b – 2c -84

b = 56

Maka, f = 56

Dari pers.(8) atau (9) akan dapat dihitung nilai c yaitu:

c = 70

Maka, g = 35

Maka persamaan reaksi sekarang:

14 KmnO4 + 56 H2SO4 + 70 FeSO4 7 K2SO4 + 14 MnSO4 + 56 H2O + 32

Fe2(SO4)3

Angka – angka koefisien reaksi merupakan kelipatan 7, maka semuanya boleh

dibagi dengan angka 7 tersebut.

( Bandingkan perhitungan dengan menggunakan penentuan a = 1 )

Soal – soal:

1. Berapakah valensi masing – masing unsur di bawah ini yang terikat

dalam senyawa:

a. p2O5 f. As2O5

b. CH4 g. HgO

c. Fe2O3 h. SiO2

d. CuS I. Cl2O7

e. Cu2S k. Ag2O

2. Manakah yang termasuk reaksi oksidasi dan mana yang termasuk reaksi

reduksi pada peristiwa – peristiwa di bawah ini:

a. Ban mobil meletus

b. Besi korosi oleh air laut

c. Pakaian yang dijemur

d. Pengelantangan pakaian

e. Menyalakan kompor minyak tanah

f. Ledakan rudal scud

g. Terjadinya asap tebal dari mesin diesel

h. Perebusan air

I. Pembuatan energi dalam tubuh kita

3. Carilah koefisien reaksi dari reaksi – reaksi di bawah ini:

a. Ca + O2 CaO

b. P4 + O2 P2O5

c. C4H10 + O2 CO2 + H2O

d. Cu + H2SO4 CuSO4 + H2O + SO2

e. KJ + KJO3 + H2SO4 K2SO4 + H2O +J2

f. Na2CO3 + C + N2 NaCN + CO

g. Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O

h. NH3 + O2 NO + H2O

I. K2Cr2O7 + H2SO4 +KJ K2SO4 +Cr2(SO4)3 +H2O + J2

j. MnO2 + K2ClO3 + KOH K2MnO4 + KCl + H2O

k. HNO3 + FeSO4 Fe2(SO4)3 + Fe(NO3)3 +NO +H2O

k. Ca(OH)2 +H3PO4 Ca2(PO4)3 + H2O

D. Berat Atom, Berat Molekul dan MOL

Berat atom unsur adalah massa 1 atom unsur tersebut dibagi dengan

massa 1 atom H atau dibagi dengan seperduabelas massa 1 atom isotop C12.

Berat molekul satu senyawa adalah massa 1 molekul senyawa tersebut dibagi

dengan massa 1 atom H atau dibagi dengan seperduabelas massa 1 atom

isotop C12.

Masing-masing unsur mempunyai berat atom yang berbeda-beda. Berat

molekul dapat dihitung dari berat atom masing-masing unsur komponen dari

molekul senyawa tersebut.

Daftar Berat Atom unsur-unsur yang penting:

Nama Unsur Tanda Atom

Berat Atom

AluminiumArsenArgonAntimonBariumBelerangBesiBismuthBoronBrom KhlorKhromFluorFosforEmasHeliumHidrogenKaliumKalsiumKarbon KonalMagnesiumManganNatriumNitrogenNikelOksigenPerakPlatinaRaksa (merkuri)SengSilikonTembagaTimahStrontiumTimbalYodiumSeleniumUranium

AlAsArSbBaSFeBiBBrClCrFPAuHeHKCaCCoMgMnNaNNiOAgPtHgZnSiCuSnSrPbJSeU

277540121,5137325620910,88035,552193119741394012592455231458,716108195100,6652863,5118,787,620712779238

BAB IV

PERHITUNGAN RUMUS DAN KOMPOSISI

A. Rumus Empiris dari Komposisi

Rumus empiris (Empirical Formula) menunjukkan perbandingan jumlah

atom unsur-unsur yang terdapat dalam suatu senyawa, dimana perbandingan

itu dinyatakan dalam bilangan bulat terkecil. Bilangan bulat ini bisa didpatkan

dari analisis terhadap senywa itu, yaitu dengan mengkonversikan hasil analisis

menjadi kuantitas masing-masing unsur yang terdapat dalam suatu bobot

tertentu senyawa itu, yang dinyatakan dalam mol atom-atom itu. Perhatikan

suatu senyawa yang analisisnya 17.09% magnesium, 37.93% aluminium dan

44.98%oksigen. (Kecuali dinyatakan lain, dalam buku ini persen ialah persen

bobot, yaitu banyaknya gram unsur itu per 100 gr senyawa.) Skema

sistematika pengolahan data ini diberikan dalam Tabel 3-1

Tabel 3-1

(1)

UnsurE

(2)Massa E per kuantitas tertentu senyawa (dalam hal ini, 100g)m(E)

(3)

Bobot atom EA, (E)

(4)Banyaknya E dalam mol atomn(E)= m(E)/A,(E)

(5)

n(E) n(E) terkecil

MgAlO

17.09 g37.93 g44.98 g

24.31 g/mol26.98 g/mol16.00 g/mol

0.703 mol1.406 mol2.812 mol

1.002.004.00

Bilangan dalam kolom (4) menunjukkan banyaknya mol atom unsur

komponen di dalam jumlah tertentu senyawa itu, 100g, yang digunakan

sebagai dasar. Setiap perangkat bilangan yang di dapat dengan mengalikan

atau membagi setiap bilangan dalam kolom (4) dengan faktor yang sama akan

mempunyai perbandingan yang sama dengan angka – angka dalam kolom (4).

perngakat angka dalam kolom (5) merupakan perangkat ynag demikian, yang

didapat dengan membagi setiap nilai n(E) dalam (4) dengan angka yang paling

rendah dalam kolom (4) yakni 0.703. kolom (5) menunjukkan bahwa jumlah

relatif mol atom, karena itu, banyaknya atom-atom Mg, Al dan O itu sendiri di

dalam senyawa itu adalah 1 : 2 : 4. Oleh karena itu, rumus empirisnya adalah

MgAl2O4.

B. Komposisi dari Rumus

Adanya suatu rumus untuk setiap senyawa menunjukkan adanya

hubungan tetap yang terdapt antara bobot setiap 2 unsur di dalam senyawa

itu; atau, antara bobot setiap insur manapun juga dengan bobot senyawa itu

secara keseluruhan. Hubungan ini dapat dengan mudah terlihat dengan

menuliskan rumus itu dalam bentuk vertikal, sebagaimana terlihat pada Tabel

3-2 untuk senyawa Al2O3.

Jumlah bilangan-bilangan dalam kolom (4) untuk unsur-unsur itu sama

dengan bobot rumus (formula weight), BR senyawa itu. Sedangkan angka-

angka itu sebetulnya tak berdimensi (g/g) dan mempunyai nila sama, dan tidak

tergantung pada unit massa yang digunakan. Jadi, 1 gram (pon, ton, dsb) Al2O3

mengandung 0.529 gr (pon, ton, dsb) Al dan 0.471 gr (pon, ton, dsb) O. Jelaslah

bahwa jumlah selruh bagian-bagian fraksi untuk setiap senyawa mestilah

1.000.

Tabel 3-2

(1)

UnsurE

(2)n(E) per mol senyawa

(3)A, (E) (bobot atom unsur)

(4)m(E) per mol senyawa = n(e) x A,(E)

(5)m(E) per g senyawa

Al2

O3

Al2O3

2 mol

3 mol

1 mol

27 g/mol

16.0 g/mol

54.0 g

48.0 g

BR = 102

Jumlah: 1.000

Prosentase aluminium di dalam Al2O3 ialah banyaknya bagian bobot Al di

dalam 100 bagian bobot Al2O3. Hal ini berarti bahwa persentase dinyatakan

dengan suatu bilangan yang besarnya 100 kali fraksi. Jadi, persentase

aluminium dan oksigen ialah masing-masing 52.29% dan 47.1%. Jumlah

bagian-bagian yang membentuk persentase dalam suatu senyawa mestilah

100.0%.

Contoh:

1. Analisa suatu senyawa memberikan komposisi sbb: K = 26.57%, Cr =

35.36%, O = 38.07%. Turunkan rumus empiris senyawa itu.

Berikut ini adalah penyelesaian dengan daftar biasa yang diterapkan pada 100

g senyawa

(1)

E

(2)

m(E)

(3)

A, (E)

(4)n(E)= m(E) A,(E)

(5) n(E) 0.68 mol

(6) n(E) x 2 0.68 mol

K

Cr

O

26.57 g

35.36 g

38.07 g

39.10 g/mol

52.00 g/mol

16.00 g/mol

0.68 mol

0.68 mol

2.379 mol

1.000

1.000

3.499

2

2

7

2. Diketahui rumus K2CO3: tentukan komposisi persentase kalium karbonat

satu bobot rumus K2CO3 mengandung

2 bobot atom K = 2 x 39.098 = 78.196 bagian bobot K

1 bobot atom C = 1 x 12.011 = 12.011 bagian bobot C

3 bobot atom O = 3 x 15.999 = 47.998 bagian bobot O

bobot rumus K2CO3 = 138.205 bagian bobot

fraksi K dalam K2CO3 = = 0.5658 = 56.58%

fraksi C dalam K2CO3 = = 0.0869 = 8.69%

fraksi O dalam K2CO3 = = 0.3473 = 34.73%

Jumlah = 100.00%

C. Rumus Empiris dengan Analisa Pemakaran

Untuk menentukan rumus empiris suatu senyawa, bisa dilakukan dengan

membakar senyawa tersebut ( bereaksi dengan oksigen ) dan mengukur

massa/bobot senyawa sebelum dibakar serta menukur massadari senyawa lain

hasil dari reaksi pembakran.

Contoh: bila senyawa organik seberat 1.367g dibakar dalam arus udara,

menghasilkan 3.002g CO2 dan 1.640g H2O. Jika senyawa asal hanya

mengandung C, H dan O saja, maka rumus empiris dapat diketahui dengan

analisa sbb:

massa C dalam CO

m(C) = Mr.C/ Mr.CO2 x m(CO2)

= 12/44 x 3.002 = 0.819 g

massa H dalam H2O

m(H) = Mr.H2/Mr.H2O x m(H2O)

= 2/18 x 1.640 = 0.1835 g

massa O

m(O) = m(senyawa) – m(C) – m(H)

= 1.367 – 0.819 – 0.1835

= 0.364 g

Sehingga perbandingan mol

C : H : O = 0.819/12 : 0.1835/1 : 0.364/16

= 0.068 : 0.183 : 0.0228

= 3 : 8 : 1

Rumus empiris senyawa C3H8O

BAB V

PERSAMAAN KIMIA

A. Hubungan Molekul dari Persamaan

Perbandingan jumlah molekul-molekul yang bereaksi dan yang dihasilkan

dari reaksi itu ditunjukkan denga koefisien pada rumus yang menandai molekul

itu. Misal pembakaran amonia dengan oksigen digambarkan dengan

persamaan kimia yang seimbang sbb:

4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O

(4 molekul) (3 molekul) (2 molekul) (6 molekul)

dengan koefisien aljabar 4, 3, 2 dan 6 yang menunjukkan bahwa 4 molekul NH3

bereaksi dengan 3 molekul O2 membentuk 2 molekul N2 dan 6 molekul H2O.

Persamaan yang seimbang itu tidaklah berarti bahwa jika 4 molekul NH3

dicampur dengan 3 molekul O2 reaksi yang digambarkan itu akan berlangsung

sampai selesai. Beberapa reaksi antara bahan-bahan kimia boleh dikatakan

terjadi pada saat pencampuran, beberapa reaksi lain baru terjadi setelah

beberapa waktu, dan ada pula reaksi yang hanya berlangsung sebagian

walaupun sampai waktu tak terhingga. Penafsiran umum tentang persamaan

yang seimbang yang berbagai jenis itu adalah sbb: Jika jumlah molekul NH3 dan

O2 yang dicampur sangat besar, maka akan terbentuk sejumlah tertentu

molekul N2 dan H2O. Tetapi ini tidak berarti bahwa NH3 atau O2 harus habis

terpakai, namun apabila reaksi terjadi, maka selalu dalam perbandingan

molekul seperti ditentukan dalam persamaan itu.

B. Hubungan Massa dari Persamaan

Oleh karena 1 mol zat mengandung NA molekul, perbandingan jumlah

mol yang terlibat dalam reaksi sama dengan perbandungan jumlah molekul.

Dengan bobot molekul NH3 = 17, O2 = 32, N2 = 28 dan H2O = 18, persamaan

pembakaran di atas

4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O

(4 mol = 68g) (3 mol = 96g) (2 mol = 56g) (6 mol = 108g)

menunjukkan bahwa 4 mol NH3 (4 x 17 g NH3) bereaksi dengan 3 mol O2 (3 x

32 g O2) dan membentuk 2 mol N2 (2 x 28 g N2) dan 6 mol H2O ( 6 x 18 g H2O).

Secara umum, persamaan itu menunjukkan bahwa massa NH3, O2, N2 dan H2O

yang terpakai atau terbentuk dalam reaksi itu – dinyatakan dengan satuan

massa apa pun juga – ialah perbandingan 68 : 96 : 56 : 108 (atau 17 : 24 : 14 :

27).

Contoh:

1. Hitung jumlah gamping (lime), CaO yang dapat dibuat dengan

memanaskan 200 kg batu kapur yang mempunyai kemurnian 95% CaCO3

murni.

Kuantitas CaCO3 murni dalam 200 kg kapur ialah 0.95 x 200 kg = 190 kg

CaCO3; bobot rumus CaCO3 dan CaO ialah 100 dan 56.1. Persamaan seimbang

untuk reaksi itu ialah

CaCO3 CaO + CO2

(1 mol = 100g) (1 mol = 56g)

Metode pertama

100 g CaCO3 memberikan 56.1 g CaO

1 g CaCO3 memberikan 56.1/100 g CaO atau 0.561 g CaO

Lalu 1 kg CaCO3 memberikan 0.561 kg CaO

dan 190 kg CaCO3 memberikan 190(0.561 kg CaO) = 107 kg CaO

Metode mol

n(CaCO3) = =1.90 x 103 mol

CaCo3

n(CaO) = n(CaCO3) = 1.90 x 103 mol CaO

m(CaO) = (1.90 x 103 mol CaO)(56.1 g CaO/mol CaO) = 107 x 103 g CaO = 107

kg CaO

2. Suatu campuran yang mengandung 100 g H2 dan 100 g O2 dicetuskan

sehingga membentuk air menurut reaksi

2H2 + O2 2H2O

Berapa banyak air yang terbentuk?

n(H2) = 100 g / 2,02 g/mol = 49.5 mol H2

n(O2) = 100 g / 32.0 g/mol = 3.13 mol O2

Jika semua hidrogen terpakai, maka diperlukan ½(49.5) = 24.8 mol O2. Jelaslah

tidak seluruh Hidrogen akan terpakai. Oleh karena itu O2 yang merupakan

kuantitas pembantas, perhitungan harus kita dasarkan atas kuantitas O2.

Dengan memperhitungkan hanya mol yang ikut bereaksi.

n(H2O) = 2n(O2) = 2 x 3.13 = 6.26 mol H2O

m(H2O) = 6.26 mol x 18.0 g/mol = 113 g H2O

Kuantitas H2 yang terpakai ialah 6.26 mol x 2.02 g/mol = 13 g. campuran reaksi

itu akan mengandung 113 g H2O, 87 g H2 yang tak bereaksi.

BAB VI

PEMBAKARAN DITINJAU SECARA KIMIA

A. Definisi Kimia Pembakaran

Dalam istilah kimia pembakaran dapat didefinisikan sebagai proses kimia

antara oksigen dalam udara dengan bahan bakar yang berlangsung secara

tepat dan menghasilkan energi thermal. Pada umumnya bahan bakar terdiri

dari senyawa hidrokarbon yang terdiri dari Hidrogen dan karbon. Hasil

pembakaran dari hidrokarbon menghasilkan produk utama yaitu gas karbon

dioksida (CO2) dan air (H2O) dalam bentuk uap. Gas karbon monoksida (CO)

bisa juga terbentuk dalam jumlah yang sedikit karena adanya pembakaran

yang tidak sempurna. Sulfur dalam bentuk oksida SO2 juga bisa terjadi dalam

jumlah yang kecil. Juga dalam bahan bakar dijumpai zat yang tidak dapat

dibakar seperti ash dan air. Kandungan unsur dalam pembakaran ditunjukkan

dalam diagram berikut:

B. Pembakaran Karbon menjdai CO2

Ketika karbon murni dibakar sempurna dengan oksigen murni, maka:

2C + 2O2 2CO2

1 mol 1 mol 1 molekul

1 g/12 2.67 g/32 3.67 g/44

1 lb 2.67 lb 3.67 lb + 14.093 Btu (energi yang

dihasilkandari pembakaran 1 lb karbon murni

C. Pembakaran Karbon menjadi CO

Jika persediaan udara tidak mencukupi, maka karbon pada bahan bakar

akan terbakar tidak sempurna menghasilkan karbon monoksida. Reaksi yang

terjadi sebagai berikut:

2C + O2 2CO

2 mol 1 mol 2 mol

1 g/12 1.33 g/32 2.33/28

1 lb 1.33 lb 2.33 lb + 3950 Btu (energi yang

dihasilkan dari pembakran 1 lb karbon murni menjadi gas)

D. Pembakaran Hidrogen

Hidrogen dibakar dengan oksigen akan membentuk air (H2O), reaksi yang

oxygen

Nitrogen

Water vapor Water

AshNitrogenOxygenSulfur

Hydrogen

Carbon

AshCarbon

Water vapor

Nitrogen oxide

OxygenSulfur oxide

Carbon monoxide

Carbon dioxide

+

terjadi:

2 H2 + O2 2 H2O

2 mol 1 mol 1 mol

1 g/2 8 g/32 9 g/18

1 lb 8 lb 9 lb + 61.000 Btu (energi yang dihasilkan dari

pembakaran 1 lb hidrogen H2)

E. Pembakaran Sulfur

Pada bahan bakar, sulfur ini selalu diusahakan untuk dikurangi atau

bahkan dihilangkan. Hal ini karena sulfur akan sangat merugikan terutama

pada sifat korosifnya. Apalagi kalau sulfur oksida bereaksi dengan air akan

membentuk asam sulfat yang sangat reaktif terhadap logam. Karena itu bahan

bakar selalu mengalami proses desulfurisasi yaitu proses untuk mengurangi

kandungan S dalam bahan bakar.

Meskipun sulfur ini sangat merugikan karena akan menyebabkan korosi

pada komponen logam, namun sulfur tetap menyumbangkan energi kalor pada

pembakarannya, yaitu:

S + O2 O2

1 mol 1 mol 1 mol

1 g/32 1 g/32 2 g/64

1 lb 1 lb 2 lb + 3983 Btu ( energi yang dihasilkan

dari pembakaran 1 lb sulfur S)

Pada umunya pembakaran didesain dan dioperasikan pada kondisi

sempurna sehingga efisiensi pada pembakran cukup baik. Namun apabila

pembakaran tidak sempurna maka terjadi ketidak efisien bahan bakar yang

digunakan.

F. Contoh Analisis Energi pada Pembakarn Bahan Bakar

Batu bara merupakan senyawa hidrokarbon. Dari hasil pengujian

komposisi kimia dapat ditunjukan pada presentase berat sebagai berikut :

Carbon 71,98 % , hidrogen 6,47 % , nitrogen 1,16 % , oksigen 8,70 % , sulfur

1,20 % , pengotor 10,49 %

Pada umumnya oksigen pada bahan bakar berbentuk uap air atau bersenyawa

dengan hidrogen, sehingga hidrogen dalam batu bara ada 2 bentuk yaitu

dalam bentuk H2O dan dalam bentuk senyawa carbon (senyawa antara C dan

H). H2O dalam bahan bakar tidak menghasilkan energi kalor bila bereaksi

dengan oksigen. Sebaliknya unsur H pada senyawa karbon akan menghasilkan

energi yang besar.

Bila dalam contoh diatas ingin dianalisa jumlah energi yang dihasilkan oleh 1 lb

batubara, maka analisa dijabarkan sbb :

Massa C dalam bahan bakar : 71,98 % x 1 lb = 0,7198 lb

Massa O dalam H2O (sebagai pelarut bahan bakar) : 8,70 % x 1 lb = 0,087 lb

Massa H dalam H2O dicari dari reaksi

2 H2 + O2 2 H2O

0,087 lb

0,0054 lbmol 0,0027 lbmol

0,0108 lb

Massa H dalam bahan bakar = massa H total — massa H dalam H2O

= 0,0647 lb – 0,0108 lb

= 0,0539 lb (5,39 %)

Massa S dalam bahan bakar : 1,2 % x 1 lb = 0,012 lb

Jumlah energi yang dihasilkan dari pembakaran C, H dan O adalah :

C : 0,7198 lb x 14093 Btu/lb = 10144 Btu

H : 0,0539 lb x 61000 Btu/lb = 3287 Btu

S : 0,012 lb x 3983 Btu/lb = 48 Btu

Total energi =13.479 Btu

Senyawa karbon dari penyulingan minyak bumi dan bentuk senyawanya dapat

ditabelkan sebagai berikut :

Soal-soal :

1. Apakah yang dinyatakan oleh koefisien-koefisien persamaan reaksi ?

2. Hitunglah BM dari senyawa dibawah ini :

a. Al2(SO4)3

b. MgNH4PO

c. K2Or2O

d. MnSO4

e. Na2S2O3

f. Fe3(PO4)2

3. Untuk membuat 100 kg tawas, berapakah kg aluminium dan kuprisulfat

yang dibutuhkan ?

Reaksi pembuatan sebagai berikut,

Al + CuSO4 Al2(SO4)3 + Cu

Berapakah tembaga yang diperoleh ?

4. Meni Pb3O4 diperoleh dari Pb yang dibakar dengan oksigen.

Kalau digunakan timbal 100 kg , berapa kg meni dapat dihasilkan dan

berapa gram udara diperlukan ?

No Nama senyawa Bentuk senyawa

1 Gas alam CH4 – C2H6

2 LPG C3H8 – C4H10

3 Petroleum eter C5H12

4 Bensin C6H14 – C11H24

5 Minyak solar C12H26 – C14H30

6 Minyak tanah C15H32

7 Minyak pelumas C16H34 – C20H42

8 Parafin/lilin C21H44 – C24H50

9 Aspal C36H74

BAB VII

IKATAN DALAM SENYAWA

A. Jenis-jenis Ikatan Kimia

Antara satu unsur dengan unsur lain dalam senyawa kimia terikat oleh

satu ikatan sehingga unsur-unsur itu tidak mudah lepas satu sama lain. Makin

kuat ikatan itu, makin sulit dipisahkan.

Ikatan kimia antar unsur-unsur dapat dibagi tiga macam yaitu :

1. Ikatan ionik atau elektrovalen

2. Ikatan kovalen pada :

a. Atom yang sama

b. Atom berlainan

c. Unsur-unsur pada golongan IV, V, VI dan VII

d. Ikatan kovalen rangkap

e. Ikatan koordinat-kovalen

3. Ikatan logam

Susunan (konfigurasi) electron pada kulit terluar yang paling stabil

adalah konfigurasi gas mulia, yang mengandung 8 elektron (oktet), kecuali gas

helium yang hanya mengandung 2 elektron. Atom-atom dari unsur-unsur lain

mengadakan ikatan dengan atom unsur lain mempunyai kecenderungan untuk

membentuk konfigurasi elektron yang paling stabil seperti konfigurasi elektron

gas mulia.

1. Ikatan ion.

Ikatan ini terjadi bila disertai pemindahan elektron dari satu atom ke

atom lain. Atom yang kehilangan elektron akan menjadi ion positif

(kation) yang bersifat positif dan atom yang menerima elektron akan

menjadi ion negative (anion) yang bersifat negative. Gaya tarik menarik

antara ion positif dan ion negatif inilah yang memberikan daya ikat pada

senyawa itu. Contoh ikatan ion adalah ikatan antara Na dan F dalam NaF.

Kedua atom muatannya berlainan karena atom Na memberikan elektron

sehingga bersifat positif sedang atom F menerima elektron sehingga

bersifat negatif, kedua atom yang berlainan muatan akan saling tarik

menarik membentuk ikatanion.

Sifat-sifat senyawa dengan ikatan ion :

a. Senyawa ini lebih sukar menguap

b. Mempunyai titik leleh dan titik didih yang relatif tinggi karena

terjadinya gaya elektrostatis antara ion positif dan ion negatif

c. Senyawa ini lebih mudah larut dalam pelarut polar, misalnya air

d. Pada keadaan larutan ion-ionnya mudah bergerak yang

menyebabkan bersifat menghantarkan arus listrik

e. Senyawa ini dalam air mudah mengurai menjadi ion-ion akibat

hidratasi ion oleh molekul-molekul air

2. Ikatan kovalen.

Ikatan ini terjadi karena kedua atom saling memberikan elektron-

elektronnya untuk digunakan bersama dalam konfigurasi kulit valensinya

sehingga kedua atom mempunyai konfigurasi yang relatif stabil.

a. Ikatan kovalen pada atom yang sama : misalnya terjadi pada gas

H2, O2, N2, F2 dan sebagainya.

b. Ikatan kovalen pada atom yang berlainan : misalnya terjadi pada

ikatan air H2O

c. Ikatan kovalen rangkap

Ikatan terjadi bila antara atom-atom itu saling memberikan lebih

dari satu elektron, bisa dua atau tiga elektron yang akan

memberikan ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga.

Contoh : O=C=O dan N N

d. Ikatan koordinat-kovalen

Ikatan ini terjadi bila pasangan elektron yang digunakan bersama

itu diberikan oleh salah satu atom saja.

Contoh : NH3 , HF , PH3 , BCl3 , AlBr3 , dan lain-lain.

Atom yang memberikan pasangan elektron disebut donor elektron

sedang atom yang menerima pasangan elektron disebut ekseptor

elektron.

Ikatan koordinat-kovalen juga terjadi antara suatu molekul dengan

ion yang membentuk ion kompleks.

Sifat-sifat senyawa koordinat-kovalen :

a. Senyawa ini relatif lebih mudah menguap karena tidak ada gaya

tarik menarik secara elektrostatis. Titik didih senyawa ini umumnya

rendah.

b. Tenaga ikatan lebih kecil daripada tenaga ikatan ion.

c. Senyawa ini biasanya sukar larut dalam pelarut polar. Bila kelihatan

larut, maka sebenarnya terjadi reaksi kimia dengan pelarut polar

tersebut.

3. Ikatan polar

Ikatan ini terjadi mirip dengan ikatan kovalen tetapi distribusi elektronnya

tidak sama disekeliling atom-atomnya, sehingga satu atom lebih positif

daripada atom satunya. Pada ikatan ini ada gaya tarik menarik seperti

gaya tarik menarik ikatan ion, walaupun jauh lebih kecil. Sehingga ikatan

polar agak lebih kuat daripada ikatan kovalen.

4. Ikatan logam

Ikatan logam merupakan ikatan dari golongan yang tidak dapat

diterangkan dengan teori ikatan ion ataupun ikatan kovalen. Misalnya :

Na , Cu , Fe dan Mg dalam keadaan padat. Satu atom logam umumnya

dikelilingi oleh delapan atau duabelas atom yang berikatan dengannya.

Karena banyaknya atom yang sangat berdekatan, maka lintasan (orbital)

akan berinteraksi sehingga terjadi pita-pita elektron. Pita bagian dalam

terisi penuh elektron, sedangkan pita luar terisi elektron valensi. Elektron

valensi tidak penuh, maka elektron-elektron dapat bergerak bebas yang

dapat menghantarkan panas atau listrik. Itulah sebabnya logam dapat

menghantarkan panas dan arus listrik dengan baik.

B. Tiga Bentuk Kristal Dalam Ion Logam

Ion logam tersusun menurut tiga bentuk kristal yaitu :

a. Kubus berpusat ruang.

Dalam kubus berpusat ruang ini terdapat 1 + 8/8 atom = 2 atom

Contoh logam yang memiliki bentuk kristal kubus berpusat ruang yaitu :

Lithium, Natrium, Kalium, Chromium, Wolfram, Molibdenum, Talium, α-

Mn, α-Fe. (α, β dan seterusnya menunjukan perbedaan bentuk alotropik).

b. Kubus berpusat muka.

Dalam kubus berpusat muka ini terdapat 8/8 + 6/2 atom = 4 atom.

Contoh logam yang memiliki bentuk kristal kubus berpusat muka adalah :

Aluminium, Kalsium, Ɣ-Fe, β-Co, α-Ni, Cuprum, Rh, Pd, Ag, β-Ce, Ir, Pt, Au,

Pb, Th dan Sr. Bahan bukan logam argon juga berbentuk kristal seperti

ini.

c. Heksagonal tersusun rapat.

Atom-atom tersusun rapat dalam lapisan-lapisan. Logam-logam yang

mempunyai bentuk kristal ini adalah : Berilium, Magnesium, Zn,

Cadmium, α-Co, Ru dan Os

Ada kristal logam yang berbentuk tetragonal yaitu germanium dan timah putih.

Ada juga logam yang berbentuk kristal trigonal yaitu arsenic, antimont dan

bismuth.

Elektron-elektron dapat bergerak bebas diantara kisi-kisi ruang ini (dalam

kristal-kristal diatas).

Soal-soal :

1. Apa bedanya ikatan antara ikatan ion dan ikatan kovalen ?

2. Mengapa logam dapat menghantar panas dan arus listrik dengan

mudah ?

3. Manakah yang lebih kuat ikatannya antara ikatan ion dan ikatan

kovalen ? mengapa ?

4. Berapakah jari-jari atom pada logam yang mempunyai ikatan berbentuk

kristal kubus berpusat muka kalau panjang kisi-kisinya sama dengan a ?

5. Pertanyaan sama dengan No 4, tetapi untuk kubus berpusat ruang

BAB VIII

GAS DAN PENGUKURAN GAS

A. Pengertian Gas

Gas adalah suatu zat yang paling mudah berubah bentuk dan volumenya

sesuai dengan bentuk tempat dan kondisi sekelilingnya.

Sifat gas yang dapat diamati adalah : berat, volume, tekanan dan

suhunya. Beberapa pionir yang mempelajari tentang gas adalah : R. Boyle, J.

Gay lussac, J. Charles, J. Dalton, Thomas Gram dan A. Avogadro.

Gas ideal adalah gas yang mengikuti teori kinetic molekul gas, sedang

yang tidak mengikuti teori gas ini disebut gas nyata.

B. Teori Kinetik Molekul Gas

1. Gas terdiri dari molekul-molekul yang sangat kecil. Jarak antara molekul

berjauhan. Volume molekul diabaikan terhadap volume tempatnya. Gaya

tarik menarik diantara molekul diabaikan.

2. Molekul-molekul gas bergerak menurut garis lurus dengan kecepatan

tetap selama suhunya tidak berubah.

3. Bila molekul gas saling bertumbukan atau menumbuk dinding

tempatnya, tenaga kinetiknya tidak hilang. Energi atau tenaga tumbukan

inilah yang menyebabkan gas mempunyai tekanan.

4. Tenaga kinetic molekul gas berubah sebanding dengan suhu absolutnya.

Gas sangat peka terhadap tekanan dan suhu. Tekanan berubah maka

volume dan kerapatannya berubah. Karena kerapatan gas sangat kecil maka

gas mudah dimampatkan. Satu liter gas oksigen ditambah satu liter gas

nitrogen dimasukkan kedalam tempat yang volumenya satu liter, maka volume

kedua campuran gas tetap sama dengan satu liter.

C. Hukum-hukum yang berlaku untuk Gas

1. Hukum Boyle : volume sejumlah gas tertentu pada suhu

tetap, berbanding terbalik dengan tekanannya. P V = k ,

perkalian tekanan dan volume gas dan pada suhu yang

sama adalah tetap.

P1V1 = P2V2

2. Hukum Charles : Volume sejumlah gas tertentu pada

tekanan tertentu (tetap) berbanding lurus dengan suhu

absolutnya.

V = k T

V1T1 = V2T2

3. Hokum Gay Lussac : Tekanan sejumlah gas tertentu

pada volume tetap berbanding lurus dengan suhu

absolutnya.

P = k T

P1T1 = P2T2

4. Hukum Boyle-Gay Lussac : yang merupakan gabungan

persamaan yang telah ditemukan.

P1V1 = P2V2

T1 T2

5. Hokum Avogadro : —Pada tekanan dan suhu yang

sama, volume gas berbanding dengan jumlah

molekulnya

V = k n

n1V1 = n2V2

—Pada volume dan suhu yang sama, tekanan gas

berbanding

dengan jumlah molekulnya.

P = k n

n1P1 = n2P2

6. Hukum Dalton : Dalam campuran bermacam-macam gas,

tekanan totalnya sama dengan jumlah tekanan parsial

dari masing-masing gas penyusun.

Ptot = p1 + p2 + p3 + ... + pn

7. Hukum gas ideal :

P V = n R T

R = tetapan gas ideal

Hukum gas ideal hanya berlaku pada temperatur kritisnya atau lebih

tinggi. Karena di alam sebenarnya tidak ada yang disebut gas ideal, yang

ada adalah gas sejati, maka hukum gas ideal hanya dipergunakan untuk

pendekatan saja.

8. Hukum gas nyata : merupakan hukum gas ideal yang terkoreksi.

P V = Z n R T

Z = factor kompresibilitas

Harga Z ini dapat diperoleh dari grafik.

9. Persamaan Van Der Waals : merupakan perbaikan dari

rumus gas ideal dengan memperhitungkan volume

molekul-molekul dan gaya tarik menarik antara molekul-

molekul gas. Perbaikan ini menyebabkan adanya

penyimpangan dari hukum Boyle-Gay Lussac.

(P + ) ( V – n b) = n R TBeberapa harga tetapan Van Der Waals untuk bermacam gas :

Gas Rumus mol a, atm l2mol-2

b, l.mol-1

Asetilin C2H2 4,39 0,0514Ammonia NH3 4,17 0,0371Argon Ar 1,35 0,0322Karbon dioksida CO2 3,59 0,0427Karbon disulfida CS2 11,62 0,0769Karbon monoksida

CO 1,49 0,0399

Karbon tetra khlorida

CCl4 20,39 0,1383

Khlor Cl2 6,49 0,0562Khloroform CHCl3 15,17 0,1022Etana C2H6 5,49 0,0638Etil eter (C2H5)2O 17,38 0,1344Etilin C2H4 4,47 0,0571Helium He 0,034 0,0237Hidrogen H2 0,244 0,0266Hidrogen khlorida

HCl 3,67 0,0408

Metana CH4 2,25 0,0426Oksigen O2 1,36 0,0318Nitrogen N2 1,39 0,0391Uap air H2O 5,46 0,0305

D. Pengukuran Gas

TEKANAN ATMOSFER BAKU

Udara mempunyai bobot, dan karena itu memberikan tekanan. Tekanan

atmosfer terjadi karena bobot udara yang meliputi bumi. Satu atmosfer baku

atau atmosfer standar (standard atmosphere), 1 atmosfer pada permukaan

laut: Atmosfer baku juga hampir sama (dalam ketelitian beberapa bagian per

107) dengan tekanan yang diberikan oleh suatu kolom raksa yang tingginya

760 mm, pada C dan pada permukaan laut. Torr didefinisikan oleh 760 torr =

1 atm. Untuk soal-soal dalam buku ini, torr dan millimeter raksa (mmHg)

dianggap sama.

KONDISI BAKU (STB)

Kondisi baku (standard conditions, STP) atau suhu dan tekanan baku

(STP) ialah keadaan pada suhu C (273.15 K, dalam buku ini dibuat menjadi

273 K) dan tekanan atmosfer normal (1 atm = 760 torr). Oleh karena volume

maupun rapatan gas dipengaruhi oleh suhu dan tekanan, maka agar dapat

diperbandingkan satu sama lain, volume gas biasanya dinyatakan dalam

kondisi baku.

HUKUM BOYLE

Bila suhu tetap, volume gas ideal yang mempunyai massa tertentu

berubah menurut kebalikan tekanan yang diberikan. Secara matematika, hasil

perkalian tekanan X volume suatu kuantitas gas, tetap. Jadi, kita dapat

membandingkan sifat-sifat suatu gas ideal (yang kuantitasnya tertentu) pada

dua kondisi yang berbeda, yang kita sebut keadaan awal dan keadaan akhir.

Untuk itu, dapat kita tuliskan persamaan berikut yang berlaku pada suhu tetap:

(pV)awal = (pV)akhir atau p1V1 = p2V2

Subskrip tertentu, 1 atau 2, menunjukkan keadaan tertentu gas itu; 1 biasanya

menunjukkan keadaan awal, dan 2 keadaan akhir. Hukum ini merupakan alat

uji yang paling langsung untuk mengetahui seberapa jauh suatu gas nyata

(real gas) mendekati perangai gas ideal.

HUKUM CHARLES

Pada tekanan tetap, volume suatu gas yang mempunyai massa tertentu

berubah dalam hubungan langsung dengan suhu absolut atau suhu mutlak

(absolute temperature). Jadi pada tekanan tetap,

Dimana T1 dan T2 menunjukkan suhu absolut gas pada kedua keadaan yang

diperbandingkan.

HUKUM GAY-LUSSAC

Setiap pasangan dua-dua dari ketiga hukum gas itu dapat digunakan

untuk menurunkan hukum yang berlaku untuk segala kemungkinan perubahan:

Untuk setiap jumlah massa tertentu gas itu. (lihat soal 5.6).

Oleh karena banyak perhitungan gsa menyangkut penentuan volume

batu untuk suatu volume lama tertentu, maka hukum gas gabungan itu biasa

pula ditulis sebagai berikut:

Contoh :

5.4 suatu massa neon tertentu mengisi 200 cm3 pada 100 C. tentukan

volume pada 0 C, tekanan tetap.

Menurut hukum Charles

Dalam hukum gas kita harus menggunakan suhu absolut.

5.9 sampai berapa atmosferkah suatu gas yang volumenya 1 L pada 1 atm

dan –20 C harus ditekan agar didapatkan volume L pada 40 C ?

Menurut hukum gas gabungan

VOLUME MOLAR

Jika 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, NA , seperti

1 mol gas-gas lainnya (Bab 2), dan jika setiap jumlah molekul yang sama

mempunyai volume yang sama pada STB (hipotesis Avogadro), maka 1 mol

setiap gas tentulah mempunyai volume yang sama dengan setiap gas lainnya,

pada STB. Volume molar baku (standard molar volume) ini mempunyai nilai

22.414 L.

Oleh karena pada gas-gas nyata terlihat adanya penyimpangan dari

perilaku ideal (dan karena itu juga dari hipotesis Avogadro), maka volume

molar yang sebenarnya diamati pada gas pada STB mungkin agak berbeda dari

22.414 L, mungkin lebih tinggi, mungkin pula lebih rendah. Dalam bab ini, akan

kita gunakan nilai yang dibulatkan, yaitu 22.4 L, untuk semua gas nyata.

HUKUM GAS IDEAL

Marilah kita terapkan hukum gas gabungan (Bab 5) terhadap 1 mol gas

ideal, dengan menggunakan subskrip nol untuk menunjukkan kondisi baku.

Besaran R = 0.0821 L·atm·K-1·mol-1disebut tetapan gas universal (universal gas

constant). Untuk n mol gas ideal pada suhu dan tekanan yang sama,

volumenya tentulah n kali lebih besar. Jadi, pV/T = nR, atau

pV = nRT

Itulah hukum gas ideal (ideal gas law), hukum ini perlu dihafal oleh semua

mahasiswa, demikian pula nilai numerik R. Nilai R di atas digunakan bila p

dalam atmosfer, V dalam liter, T dalam Kelvin, dan n dalam mol. Bila kita

menggunakan satuam SI untuk p dan V (pascal dan meter kubik), maka harus

kita gunakan

R = 8.314·K-1mol-1

Massa, dalam gram, dari gas yang ada diberikan oleh

μ = nM

dimana M ialah bobot molekul dalam gram per mol; atau oleh

μ = dV

dimana d ialah rapatan gas dalam g/L, jika V dalam liter. Jadi bentuk-bentuk

lain (alternative) dari hukum gas ideal ialah

Contoh :

6.2 Pada 18 C dan 765 torr, 1.29 L gas tertentu mempunyai bobot 2.71 g.

Hitunglah berapa kira-kira bobot molekul gas itu?

Data itu dikonversikan menjadi atm dan K.

Lalu

6.3 hitunglah rapatan kira-kira (aproksimasi) metana CH4 pada 20 C dan 5.00

atm. Bobot molekul metana ialah 16.0

HUBUNGAN VOLUME GAS DARI PERSAMAAN REAKSI

Persamaan kimia yang menunjukan reaksi atau yang menghasilkan dua

gas atau lebih menunjukkan pula secara langsung volume gas-gas yang

terlibat dalam reaksi itu. Volume itu dihubungkan dengan jumlah molekul yang

ditunjukkan dalam persamaan dan dapat dihitung tanpa melihat kepada bobot

gas-gas yang bereaksi. Umpamanya :

Contoh :

6.13 berapa liter oksigen pada kondisi baku bisa dibuat dari 100 g kalium

klorat?

Metode Molar

Persamaan diatas menunjukkan bahwa 2 mol KClO3 menghasilkan 3 mol

O2. Sebagaimana dalam bab-bab terdahulu, kita gunakan disini lambing n

untuk menyatakan jumlah mol.

6.14 berapakah volume oksigen pada 18 C dan 750 torr yang bisa didapatkan

dari 100 g KClO3 ?

soal-soal :

1. Pada keadaan yang bagaimana hukum gas ideal dapat digunakan pada

perhitungan untuk gas niasa?

2. Hitung tekanan yang disebabkan oleh 100 gram gas CO2 dalam tabung

sebesar 10 liter pada suhu 80 C dengan menggunakan persamaan Van Der

Waals! Bandingkan dengan persamaan gas ideal!

3. Hitung suhu untuk 10 mol gas CS2 yang mengisi tabung sebesar 5 liter pada

tekanan 10 atm dengan menggunakan persamaan Van Der Waals!

4. Satu ton batu kapur CaCO3 dibakar dalam tobong gamping pada suhu 900 C

menghasilkan CaO dan gas CO2. Berapa meterkubik volume gas CO2 yang

dihasilkan ? berapa m3 volumenya kalau diukur pada keadaan standard? (0

C, 1 atm)

5. Seratus gram seng dibakar dengan udara. Berapa gram udara dibutuhkan

untuk pembakaran itu ? Berapa gram hasil yang diperoleh?

6. Untuk membuat meni dibutuhkan Pb3O4 sebagai bahan baku. Pb3O4 dibuat

dari hasil pembakaran timbal. Oksigen yang diperlukan untuk pembakaran

diambil dari udara, yang suhunya 30 C dan tekanannya 750 mm Hg. Untuk

membuat 1 ton bahan meni, berapa volume udara yang dibutuhkan diukur

pada keadaan diatas?

BAB IX

ELEKTROLIT

A. Pengertian

Elektrolit adalah suatu senyawa yang bukan logam yang dalam keadaan cair

(berbentuk larutan) dapat dilalui listrik. Daya hantar listrik terjadi karena

elektrolit terurai menjadi bagian-bagian bermuatan listrik yang disebut ion.

Ion positif disebut kation dan ion negatif disebut anion. Contoh kation :

ion logam dan ion hidrogen. Contoh anion : ion sisa asam dan ion hidroksil.

Bahan yang termasuk elektrolit yaitu bahan asam, basa atau garam.

Ketiga bahan ini kalau dilarutkan dalam air akan bersifat elektrolit.

Elektrolit dapat dibagi dua berdasarkan kekuatan menghantarkan arus

listriknya.

1. Elektrolit kuat : elektrolit yang dalam keadaan larutannya mudah terurai

menjadi ion-ion. Missal : NaCl, asam sulfat, NaOH dan lain sebagainya.

2. Elektrolit lemah : elektrolit yang dalam keadaan larutannya hanya

sebagian kecil saja yang terurai menjadi ion-ion. Missal : asam cuka,

kalsium hidroksida dan lain-lain.

B. Larutan Asam

Asam adalah senyawa yang kalau dilarutkan dalam air akan memberikan

larutan yang bersifat asam.

Sifat asam yang lain yaitu :

Mengandung atom H, dan dalam keadaan larutan akan memberikan ion

H+.

Dapat mengubah warna kertas lakmus menjadi merah, makin merah

warna kertas lakmus maka makin kuat asamnya.

Tidak merubah warna indicator pnenol-phtaline.

Bereaksi dengan logam memberikan gas hidrogen.

Bereaksi dengan garam-garam karbonat dengan memberikan gas CO2.

Asam dapat berbentuk gas, cair atau padat.

HF, HBr, HCl, HCN berbentuk gas

HNO3, H

Semua asam mudah larut dalam air kecuali H2S,

Beberapa asam tidak kekal mudah terurai bila kena panas.

Asam-asam yang tidak beroksigen tidak mempunyai oksida asam dan

diberi nama dengan akhiran –ida.

C. Larutan Basa

Basa adalah suatu senyawa yang terdiri dari satu atom logam dan satu atau

beberapa gugus hidroksil (OH) yang banyaknya sesuai dengan valensi logam

yang bersangkuan.

Contoh :

Na bervalensi 1, maka rumus basanya NaOH

Ca bervalensi 2, maka rumus basanya Ca(OH)

Al bervalensi 3, maka rumus basanya Al(OH)3

Umumnya basa terdiri dari ion logam walau ada yang bukan logam, misalnya

NH4OH. Gugus NH4 disebut gugus amonium dan bersifat sebagai logam

bervalensi satu.

Beberapa sifat basa :

Semua basa berbentuk padat kecuali NH4OH berbentuk cair.

Larutan basa dalam air bersifat basa atau alkalis yang kalau dijilat terasa

seperti sabun.

Larutan basa mengubah warna kunir dari kuning menjadi merah.

Mengubah warna kertas lakmus dari merah menjadi biru.

Basa merusak kulit, teristimewa berbahaya kalau kena mata

Keasaman basa terlihat dari banyaknya jumlah gugus OH yang terdapat

dalam satu molekul.

Contoh :

Basa berasam 1

Basa berasam 2

Basa berasam 3

Semua basa sukar larut dalam air kecuali NaOH, KOH, NH4OH, Ba(OH)2,

Sr(OH)2, Ca(OH)2.

Beberapa basa tidak kekal artinya kalau terbentuk pada suatu reaksi

maka mudah terurai :

Pada umumnya basa berwarna putih kecuali :

Warna oksid basa pada umumnya berwarna samadengan warna basa

yang bersangkutan kecuali :

D. Garam

Garam adalah suatu persenyawaan yang dapat dianggap terbentuk dari :

a. Suatu asam bila semua atom H dari asam itu diganti dengan atom-atom

logam atau

b. Suatu basa bila semua gugus OH dari basa itu diganti dengan sisa asam

Contoh :

a. HCL

b. NaOH

E. Elektrolit Amfoter

Elektrolit amfoter adalah elektrolit yang dapat bersifat asam ataupun basa,

tergantung pada suasana lingkungannya. Dengan kata lain dapat

menyebabkan terjadinya ion hidronium ataupun ion hidroksil.

Contoh :

Al(OH)3 akan bersifat asam dalam suasana basa dan akan bersifat-

F. Tingkat Keasaman (pH)

pH digunakan untuk menyatakan suatu larutan bersifat asam, basa atau netral

yang merupakan fungsi dari konsentrasi H+.

pH = -log(H+)

pada 25 C. (H+) dalam air murni = 10-7 mol/1, sehingga pH air murni = 7 (pH

netral).

Larutan asam (H+) nya lebih besar dari 10-7 mol/1 , sehingga pH asam lebih

kecil dari 7.

Larutan basa (H+) nya lebih kecil dari 10-7 mol/1 , sehingga pH basa lebih besar

dari 7.

Indicator : indicator adalah suatu zat organik yang menunjukkan warna yang

berlainan dalam keadaan asam atau basa. Zat organik ini bisa berupa asam

organik lemah atau basa organik lemah.

Contoh : metal merah, metal oranye, lakmus, phenol phtalin, timol phtalin,

timol biru.

Masing-masing indicator mempunyai trayek pH yang berbeda dan

menunjukkan warna yang berbeda pula.

Elektrolosa : elektrolosa adalah proses peruraian suatu zat karena adanya arus

listrik.

Kalau kedalam larutan elektrolit dialirkan listrik melalui elektrode, maka

ion positif ( kation ) bergerak ke elektrode negatif ( katode ) dan ion negatif

( anion ) bergerak ke elektrode positif ( anoda ).

Sifat basa dalam suasana asam.

AJ+++ + 3 OH-

Oksida-oksida dari elektrolit amfoter yang lain yaitu :

ZnO PbO

SnO SnO2

CR2O3

Soal-soal :

1. Mengapa larutan elektrolit mudah menghantarkan arus listrik ?

2. Dapatakah elektrolit lemah dibuat menjadi kuat ? bagaimana caranya ?

3. Buatlah 3 macam reaksi pembuatan garam !

4. Bagaimana elektrolit amfoter bereaksi ?

5. Dapatkah semua asam bereaksi dengan semua basa tanpa kecuali ?

BAB X

TERMOKIMIA

A. Kalor

kalor atau bahang atau panas ialah suatu bentuk energi. Bentuk-bentuk

energi lainnya seperti energi mekanik, kimia, listrik, dan sebagainya dapat

berubah menjadi energi kalor melalui proses-proses alamiah. Bila suatu bentuk

energi berubah menjadi energi kalor atau sebaliknya energi kalor itu persis

sama nilainya dengan energi yang berubah bentuk itu.

Semua zat mengambil kalor bila suhunya dinaikkan (variabel lain tetap)

dan mengeluarkan kalor dalam jumlah yang sama bila didinginkan kembali ke

suhu semula. Kalor selalu diserap bila zat padat meleleh atau zat cair

menguap.

Unit-unit yang biasa digunakan untuk menyatakan kuantitas kalor

didaftarkan dalam table 6-1. Penggunaan satuan SI, joule, berdasarkan

besaran-besaran mekanika lebih menegaskan lagi kenyataan bahwa berbagai

bentuk energi itu dapat saling bertukar. Para ahli kimia pada waktu yang lalu

bisa menggunakan kalori dan kilokalori tetapi berangsur-angsur makin banyak

mereka menggunakan joule. Para insinyur merupakan pemakai utama satuan

Btu.

B. Kapasitas Kalor

Kapasitas kalor (heat capacity) suatu zat ialah kuantitas kalor yang

dipergunakan untuk menaikkan suhu zat itu 1 K. kapasitas kalor itu sendiri

mungkin pula bergantung pada suhu. Sering pula digunakan besaran-besaran

seperti kapasitas kalor molar (molar heat capacity) yaitu kapasitas kalor per

mol dan kapasitas kalor spesifik (specific heat capacity) yaitu kapasitas kalor

per satuan massa yang kadang-kadang disebut kalor spesifik (specific heat)

saja.

Kapasitas kalor spesifik air rata-rata ialah

1,00 kkal/g.K = 4,184 kJ/kg.K

Dan antara titik beku dadn titik didih, penyimpanan dari rata-rata ini tidak

sampai 1%.

Gagasan lain dalam perhitungan energi kalor adalah hukum kekekalan

energi. Dalam interaksi antara benda-benda atau zat-zat, energi total tetap

konstan. Oleh sebab itu dalam interaksi di antara dua benda, energi yang

dilepaskan oleh sebuah benda harus diperoleh terima oleh yang lain. Metode

laboratorium sederhana yang digunakan untuk menentukan kalor jenis logam

yang digambarkan pada gambar 6-2 didasarkan pada hukum kekekalan energi.

Dalam pertukaran energi kalor diantara timbal (q) dan air (q), jumlah total

energi kalor harus nol.

Jadi, kedua suhu harus sama besar dan tandanya berlawanan. Kalor yang

dilepaskan oleh satu benda harus diterima oleh benda lain.

Penentuan kalor jenis timbal, ilustrasi contoh 6-2.

Contoh 6.2 gunakan data yang disajikan pada gambar 6-2 untuk menghitung

kalor jenis timbal.

Jawaban. Pertama, kita gunakan persamaan (6.1) untuk menghitung

C. Kalor Reaksi

Ketika proses metabolisme sukrosa (gula tebu biasa) berlangsung dalam tubuh

terjadilah deret reaksi-reaksi kimia yang rumit dan konversi energi (dijelaskan

pada sub bab 27-3). Hasil bersih dari reaksi-reaksi ini, sama seperti yang

diperoleh pada pembakaran sempurna sukrosa, yaitu menghasilkan CO2(g) dan

H2)(C)

Kalorimeter. Di laboratorium, penentuan kalor reaksi dilakukan dengan alat

yang disebut kalorimeter jenis yang diperlihatkan pada gambar 6-4, cocok

untuk reaksi (6-6), disebut kalorimeter bom. Sistem termodifikasinya adalah isi

bom, yaitu pereaksi dan hasil reaksinya. Bom itu sendiri, air untuk

mencelupkan bom thermometer, pengaduk dan lain-lain, merupakan

lingkungannya.

Kalor yang dilepaskan dari reaksi sebagian besar digunakan untuk

menigkatkan suhu air di sekeliling bom sejumlah kecil kalor dipergunakan

untuk meningkatkan suhu bom itu sendiri, pengaduknya, dan bagian-bagian

lalu dari kalorimeter. Jadi, kita memerlukan 3 macam kalor……… kalor reaksi

adalah . Pengaruh kalor terhadap lingkungan dipisahkan menjadi yang

berpengaruh pada air( ) dan yang berpengaruh terhadap bagian lain dari

kalorimeter yang dipasang tersebut ( ). Jika kita mengikuti pemikiran yang

digunakan dalam mengembangkan persamaan (6.3) dan (6.4), dapat

disimpulkan bahwa

Contoh 6-3 pembakaran 1,010 g sukrosa

D. Entalpi dan Perubahan Entalpi

Peranan ΔH pada reaksi kimiawi. Dari hasil pada contoh 6-3 dapat ditambahkan

pentingnya informasi termokimia terhadap persamaan reaksi (6.6).

Pembakaran sempurna 1 mol sukrosa padat, menghasilkan hanya gas dan air

disertai oleh penurunan entalpi sama dengan

Kita dapat memikirkan pembakaran sukrosa dengan cara ini

HUBUNGAN-HUBUNGAN YANG MELIBATKAN ΔH

Salah satu kegunaan konsep entalpi adalah memungkinkan menghitung

sejumlah besar kalor reaksi dari pengukuran yang relatif sedikit. Pernyataan-

pernyataan mengenai perubahan entalpi berikut ini penting sehubungan

dengan hal tersebut.

1. ΔH adalah sifat ekstensif. Perubahan entalpi berbanding langsung dengan

jumlah zat-zat yang terlibat dalam suatu proses atau jika kita gandakan

persamaan tersebut dua kali maka perubahan entalpinya juga dua kali.

2. ΔH berupa tanda jika proses reaksi berlangsung sebaliknya. Entalpi (H)

adalah fungsi keadaan seperti dijelaskan pada analogi pendakian gunung

pada gambar 6-5, jika arah dari suatu proses terbalik, perubahan sifat

(ΔH) juga pertukaran tanda (-ΔH). Jadi jika untuk pembentukan nitrogen

oksida dari unsur-unsurnya.

3. Hukum hess tentang penjumlahan kalor konstan. Jika suatu proses dapat

dianggap berlangsung dalam beberapa tahapan atau tingkatan (baik

secara nyata maupun hipotesis) perubahan entalpi untuk seluruh proses

dapat diperoleh dengan menjumlahkan perubahan-perubahan entalpi

dari setiap tahap.

E. Entalpi pembentukan baku

Marilah kita terapkan hukum hess dan gagasan-gagasan lain dalam sub bab 6-

5 untuk menghitung perubahan entalpi (yaitu kalor reaksi molar baku) dalam

pembakaran satu mol etana C2H6(g) yang seluruh pereaksi dan hasil reaksinya

berada dalam keadaan baku.

Tiga persamaan yang dapat ditambahkan untuk menghasilkan persamaan

(6.15)

A.

B.

C.

Baru saja diperkenalkan pada kita konsep entalpi (kalor) pembentukan. Perlu

diketahui bahwa persamaan (a) adalah kebalikan dari persamaan yang

menunjukkan pembentukan satu mol dan unsur-unsurnya. Untuk persamaan

(a) adalah negatif dari nilai entalpi pembentukan. Untuk persamaan (b) dan (c)

nilai-nilai masing-masing dua kali dan tiga kali entalpi pembentukan dan reaksi

(6.15), menjadi

Persamaan (6.16) disederhanakan dalam penggunaan yang lebih umum, yaitu :

Contoh 6-7 selesaikanlah perhitungan dari untuk reaksi (16.15).

Jawaban. Hubungan dengan entalpi pembentukan ditunjukkan dalam

persamaan (6.16). semua data yang diperlukan diperoleh dari table 6-1 dan

dapat di substitusikan ke dalam persamaan ini

BAB XI

REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

A. PENGERTIAN

Reaksi redoks (reduksi – oksidasi) adalah reaksi kimia dimana peristiwa

reduksi dan oksidasi terjadi dalam waktu yang bersamaan. Peristiwa

reduksi di dalam reaksi redoks selalu diikuti oleh peristiwa oksidas. Jadi

keduanya tidak dapat berdiri sendiri-sendiri secara terpisah.

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari perubahan kimia yang

ditimbulkan oleh arus listrik atau proses kebalikannya, yaitu suatu reaksi

kimia digunakan sebagai sumber energi untuk menghasilkan arus listrik.

Batu baterai yang sering kita gunakan pada radio, lampu senter, alat cukur,

mainan anak adalah salah satu hasil penerapan elektrokimia.

B. Konsep

Oksidasi adalah perubahan kimia dimana suatu atom, ion atau kelompok

atom melepaskan elektron.

Contoh :

Reduksi adalah perubahan kimia dimana suatu atom, ion, atau kelompok

atom mengikat elektron.

contoh :

suatu atom yang mengikat elektron akan berubah menjadi ion negatif

(anion) dengan muatan sama dengan jumlah elektron yang diikat.

pada reaksi reduksi maupun oksidasi harus diperhatikan bahwa muatan

sebelum reaksi dan setelah reaksi harus sama.

C. Contoh reaksi redoks

1.

2.

Dari kedua contoh di atas tampak bahwa reaksi pelepasan elektron (oksidasi)

selalu diikuti oleh reaksi pengikatan elektron (reduksi).

D. Sel-sel elektrokimia

Sel elektrokimia adalah sel yang menghasilkan energi dari reaksi kimia (redoks)

atau sebaliknya. Reaksi kimia timbul dengan adanya arus listrik.

Dengan demikian ada 2 macam sel elektrokimia. Kedua jenis sel elektrokimia

itu adalah:

1. Sel volta atau sel galvani

sel ini diteliti oleh orang kimiawan Italia, yaitu : Alessandro Giuseppe

Volta (1745-1827) dan luigi galvani (1737-1798).

Didalam sel ini digunakan larutan elektrolit dan . Pada larutan dimasukkan Zn

sebagai elektroda negatif (anoda) dan pada larutan dimasukkan Cu sebagai

elektroda positif (katoda). Kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam.

Bila kedua elektroda (Zn dan Cu) tadi dihubungkan maka akan dihasilkan arus

listrik searah. Reaksi yang terjadi adalah :

Anoda :

Katoda :

Jadi arus listrik mengalir dari anoda (penghasil elektron) menuju katoda

(penangkap elektron).

E. Aki

Gambar bagian dalam sel aki dapat dilihat pada gambar 9.3.3. aki terdiri dari

beberapa cel galvani yang disusun secara seri di dalamnya. Jumlahnya

tergantung pada besar kecilnya voltase aki (6 atau 12 volt).

Reaksi yang terjadi bila aki digunakan adalah sebagai berikut :

Katoda :

Anoda :

Reaksi seluruhnya adalah :

F. Potensial elektroda dan reaksi redoks

Potensial elektroda adalah potensial relatif suatu elektroda terhadap

potensial suatu larutan ion.

Potensial elektroda yang diukur pada umumnya adalah potensial reduksi.

Bila suatu elektroda (dari logam) makin mudah mengalami reaksi reduksi

maka harga potensialnya semakin besar dan sebaliknya.

Sebagai elektroda pembanding digunakan elektroda hidrogen (lihat

gambar 9.4.1).

Contoh :

1. Elektroda dari logam tembaga (Cu) lebih mudah mengalami reaksi

reduksi dibandingkan hidrogen (H2). Dengan demikian bila elektroda Cu

digabungkan dengan elektroda H2 dan pada katoda terjadi reaksi reduksi

Cu.

Anoda :

Katoda :

Potensial yang diukur pada rangkaian ini melalui percobaan adalah +0,34 V.

Berbagai elektroda logam telah diukur potensialnya (dalam bentuk tereduksi)

dan dapat dilihat pada tabel 9.3.1. dalam tabel ini semua elektroda ditulis

dalam setengah reaksi reduksinya. Harga potensial yang negatif berarti

elektroda itu lebih cenderung mengalami reaksi oksidasi (kebalikannya).

Tabel 9.3.1. Daftar potensial elektroda standar

Contoh soal 9.4.1 :

Apakah reaksi redoks berikut dapat berlangsung :

a.

b.

Jawab :

a. Dari tabel 9.3.1 didapatkan :

Berarti Al lebih cenderung