Dr. Hesti Meilina, ST., MSi.Modul 2:StoikiometriJurusan Teknik KimiaFakultas Teknik Universitas Syiah KualaBanda Aceh

Materi Pokok BahasanKonsep Mol Penentuan Rumus KimiaKoefisien Reaksi

Konsep Mol

IlustrasiJika kita ingin membuat suatu zat kita harus mengetahui rumus kimia zat tersebut. Rumus kimia menunjukkan perbandingan atom unsur-unsur yang menyusun suatu zat. Dengan mengetahui rumus kimia zat tersebut, kita dapat mereaksikan pereaksi-pereaksi sedemikian sehingga zat yang terbentuk memiliki perbandingan atom unsur-unsur penyusunnya yang sesuai dengan rumus kimianya.

IlustrasiPerbandingan atom unsur-unsur dalam suatu rumus kimia ditunjukkan dengan angka yang bulat, dan bukan dengan angka pecahan. Sebagai contoh, karbonmonoksida (CO) mempunyai perbandingan antara atom C dan atom O sama dengan 1 : 1, yang berarti perbandingan atom untuk membuat 1 molekul CO tanpa ada sisa atom C atau atom O kita harus mengambil 1 atom C dan 1 atom O sesuai dengan perbandingan atom-atom dalam rumus kimia senyawanya.1 atom C + 1 atom O 1 molekul CO

IlustrasiUntuk membuat 1 gross (144) molekul CO, persamaannya akan menjadi:

1 gross atom C + 1 gross atom O 1 gross molekul CO

Jadi apapun satuan jumlah atom yang digunakan, yang terpenting adalah perbandingan atom C dan atom O sama

Konsep Mol dan StoikiometriKonsep MolMol = satuan jumlahContoh : Lusin untuk menyatakan sekumpulan zat yang jumlahnya 12Bilangan Avogadro : 6,02 x 1023Lambang : ( L )

StoikiometriPerhitungan kimia yang berhubungan dengan jumlah partikel

Konsep Mol dan StoikiometriSatu mol unsur atau senyawa memiliki jumlah partikel yang dinyatakan oleh rumus kimianya, yang sama dengan jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12. Jumlah atom pada 12 gram karbon-12 disebut tetapan Avogadro, dinyatakan dengan lambang L, harga tetapan Avogadro diketahui sebanyak 6,022x1023. Sesuai dengan definisi 1 mol di atas, maka 1 mol zat mengandung 6,022x1023 partikel zat tersebut. Satu mol H2O memiliki molekul H2O sebanyak tetapan Avogadro. Satu mol karbon memiliki atom karbon sebanyak tetapan Avogadro. Dengan demikian dapat digeneralisasi bahwa jumlah mol suatu zat berarti mengandung jumlah mol yang sama dari satuan rumus zat tersebut. Generalisasi tersebut merupakan inti dari stoikiometri

Hubungan Mol dengan Jumlah PartikelSatu mol zat = banyaknya zat tersebut mengandung 6x1023 butir partikel

Partikel : atom, molekul, ion

Jumlah partikel = mol x L

Hubungan Mol dengan Jumlah PartikelContohHitung jumlah atom dalam 5 mol besi (Fe)Hitung jumlah mol dari 1,5 x 1024 molekul gula.

Jawab :Jumlah atom Fe = 5 x 6x1023 = 3 x 1024 atomMol gula = 1,5x1024 : 6x1023 = 2,5 mol

Hubungan Mol dengan Jumlah PartikelSoal-soal

Hitunglah :Jumlah molekul air dalam 0,25 mol air (H2O)Jumlah atom dalam 3 mol metana (CH4)Jumlah mol dari 4,5 x 1023 atom MgJumlah mol dari 6 x 1022 molekul CH4

Hubungan Mol dengan MassaMassa molar adalah massa satu mol zat yang dinyatakan dalam gram.Rumus massa adalah Gram = mol x Ar atau MrAr = Massa atomMr = Massa molekul / Berat Molekul (BM)Massa atom (Ar) Fe = 56 Massa molar Fe = 56 gram (satu mol Fe mempunyai massa 56 gram)Massa molekul (Mr) H2O = 18 Massa molar air = 18 gram (satu mol H2O mempunyai massa 18 gram)

Hubungan Mol dengan MassaContoh

Berapa gram massa 5 mol glukosa (Mr = 180)?

Berapa Ar kalsium jika 0,2 mol kalsium mempunyai massa 8 gram?

Hitung mol dari 16 gram belerang (Ar = 32)!

Hubungan Mol dengan MassaJawabGram = mol x Mr Massa glukosa = 5 mol x 180 = 900 gram

Ar kalsium = gram : mol = 8 : 0,2 = 40

Mol belerang = 16 : 32 mol = 0,5 mol

Hubungan Mol dengan MassaSoal-soalHitunglah jumlah atom dalam 0,28 gram besi (Ar Fe = 56, L = 6 x 1023)Berapa Mr amonia jika 5 mol amonia mempunyai massa 85 gram?7,525 x 1022 unsur X ternyata mempunyai massa 5 gram. Hitunglah berat atom unsur X ?

Hubungan mol dengan volume gasRumus : p. V = n. R. T p = tekanan gas (atm)V = volume gas (lt)n = jumlah mol gasR = tetapan 0,08205T = suhu mutlak (oK)Keadaan standard (suhu 0oC, tekanan 1 atm)Volume 1 mol gas pada keadaan standar = 22,4 literLiter = mol x 22,4Mol = liter : 22,4

Contoh Hubungan mol dengan volume gasHitunglah volume dari 23 gram gas NO2 pada keadaan standard?(BM NO2 = 46)

Berapa massa dari 14 liter gas O2 pada 0oC, 1 atm !

Berapa volume dari 9,03 x 1024 molekul gas pada keadaan standard ?

Jawab :1. 23 gram gas NO2 = 23 : 46 = 0,5 mol = 0,5 x 22,4 lt = 11,2 lt

2.14 lt gas 02 = 14 : 22,4 =0,625 mol =0,625 x 32 gram = 20 gram

3. 9,03 x 1024 molekul = 9,03 x 1024 : 6,02 x 1023 = 15 mol x 22,4 lt = 336 lt

Soal - soal :Hitung jumlah molekul yang terkandung dalam 5,6 liter suatu gas, diukur pada keadaan standard?Mesin kendaraan yang tidak terkontrol dapat mengeluarkan 0,28 kg gas CO untuk tiap liter bensin yang dibakar (C = 12, O = 16). Hitunglah gas CO yang dihasilkan dari pembakaran 100 liter bensin, diukur pada tekanan 1 atm, suhu 0oC?

Penentuan Rumus Kimia

B. Penentuan Rumus Kimia :Konsep mol digunakan untuk menentukan rumus kimia suatu senyawa, baik rumus empiris (perbandingan terkecil atom dalam senyawa) maupun rumus molekul (jumlah atom dalam senyawa)Rumus empiris dihitung gram atau persen masing-masing penyusun senyawa dan angka tersebut dibagi dengan Ar masing-masing diperoleh perbandingan mol terkecil dari unsur penyusun senyawa.

Lanjutan penentuan rumus kimia :Rumus molekul dan rumus empiris suatu senyawa ada kalanya sama, tetapi kebanyakan tidak sama. Rumus molekul merupakan kelipatan dari rumus empiris. Jika senyawa mempunyai rumus empiris CH2O maka rumus molekul mungkin C2H4O2 dll.Menentukan rumus molekul senyawa ada dua hal yang harus terlebih dahulu diketahui yaitu rumus empiris senyawa dan Mr atau BM senyawa.

CONTOH RUMUS EMPIRIS :Suatu senyawa tersusun dari 84% karbon dan 16 % hidrogen (C = 12, H = 1). Tentukan rumus empiris senyawa tersebut?Suatu gas mengandung 48 gram karbon, 12 gram hidrogen dan 32 gram oksigen (C = 12, H = 1, o = 16). Bagaimana rumus empiris gas tersebut?Suatu senyawa mengandung 32,4% natrium, 22,6% belerang dan sisanya oksigen (Na = 23, S = 32, o = 16). Tentukan rumus empiris senyawa itu?

Jawab :1. C = 84% , H = 16% mol C : mol H = 84/12 : 16/1 = 7 : 16 Rumus empiris senyawa adalah : C7H162. C=48, H=12, O=32 mol C : mol H : mol O = 48/12 : 12/1 : 32/16 = 4 : 12 : 2 = 2 : 6 : 1 Rumus empiris gas adalah C2H6O3. Na=32,4%, S=22,6%, O=100- (32,4+22,6) = 45% mol Na : mol S : mol O = 32,4/23 : 22,6/32 : 45/16 = 1,4 : 0,7 : 2,8 = 2 :1 :4 Rumus empiris senyawa adalah Na2SO4

Soal soal : 40 gram suatu oksida besi (senyawa besi dan oksigen) ternyata mengandung 28 gram besi (Fe = 56 dan O = 16). Tentukan rumus oksida besi tersebut?Kristal CuSO4 mengadung 36% air (Cu = 64, S = 32, O = 16, H = 1) Tentukan rumus kristalnya?Sebanyak 17 gram suatu oksida logam dengan rumus empiris M2O3 mengadung 8 gram oksigen. Jika Ar oksigen =16, berapa Ar logam tersebut?

CONTOH RUMUS MOLEKUL :Suatu gas dengan rumus empiris NO2 mempunyai BM = 92 (N = 14, O = 16). Tentukan rumus molekulnya?Suatu senyawa organik dengan BM = 90 tersusun dari 40% karbon, 6,6% hidrogen dan sisanya oksigen (C=12, H=1, O=16). Tentukan rumus molekul senyawa tersebut?

Jawab:1. (NO2)n = 92 46 n = 92 n = 2 Rumus molekul gas adalah N2O4

2. C = 40%, H = 6,6%, O = 53,4% Mol C : mol H : mol O = 40/12 : 6,6/1 : 53,4/16 = 3,3 : 6,6 : 3,3 = 1 : 2 : 1 Rumus empirisnya CH2O (CH2O) n = 90 30 n = 90 n = 3 Rumus molekulnya adalah C3H6O3

Soal - soal :Sebanyak 11 gram suatu senyawa organik dibakar sempurna, menghasilkan 22 gram CO2 dan 9 gram H2O. Jika Mr senyawa = 88 tentukan rumus molekulnya!

56 liter suatu gas pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm memiliki massa 175 gram. Jika rumus empiris senyawa adalah CH2 bagaimana rumus molekulnya?

Koefisien Reaksi

C. KOEFISIEN REAKSIKoefisien reaksi : Perbandingan mol seluruh zat yang ada pada persamaan reaksi, baik reaksi ruas kiri maupun hasil di ruas kanan.

Jika salah satu zat sudah diketahui molnya, mk zat lain pada persamaan reaksi dapat dicari dengan cara membandingkan koefisien.

Mol A = koefisien A x mol B koefisien B

Contoh soal :Diketahui reaksi : N2 + 3H2 2 NH3 jika H2 yang bereaksi adl 12 mol, berapa mol N2 yang bereaksi dan berapa mol NH3 yang terbentuk? Jwb : H2 = 12 mol N2 = 1/3 x 12 = 4 mol NH3 = 2/3 x 12 = 8 molBerapa gram gas O2 yang diperlukan untuk membakar 260 gram asetilena, C2H2 secara sempurna ? Jwb : 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O C2H2 = 260/26 mol = 10 mol O2 = 5/2 x 10 mol = 25 mol = 25 x 32 gram = 800 gram

Soal soal :Sebanyak 32 gram metana CH4 dibakar dengan 160 gram oksigen. Berapa gram CO2 yang dihasilkan?6 gram etana C2H6 dibakar dengan oksigen sesuai dengan reaksi : 2C2H6 + 7 O2 4CO2 + 6H2O Hitunglah volume gas CO2 yang terbentuk, diukur pada keadaan standar!

D. HUKUM-HUKUM GASYaitu:Hukum Gay-Lussac (hukum perbandingan volume).Hukum Avogadro (pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang bervolume sama akan memiliki mol yang sama).Keadaan Standar (setiap 1 mol gas apa saja pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm memiliki volume 22,4 liter (22,4 dm3).

Soal-soal :Pada suhu dan tekanan tertentu, 1 lt gas X bermassa 2 gram dan 10 lt gas NO bermassa 7,5 gram. Hitunglah Ar unsur X !245 gram KClO3 dipanaskan sehingga terurai menjadi KCl dan gas O2 menurut reaksi : 2KClO3 2KCl + 3O2 Berapa lt gas O2 yang terbentuk diukur pada keadaan standar.Untuk memperoleh 5,6 lt gas hidrogen (0oC,1 atm) berapa gram logam titan (Ti = 48) yang harus direaksikan dengan larutan HCl menurut reaksi : Ti + 4HCl TiCl4 + 2H2

Kesimpulan :Perhitungan yang bersangkutan dengan partikel disebut stoikiometri atau pengukuran partikel. Partikel berupa atom, molekul, ion, elektron dll sedang pengukuran berat, volume, jumlah partikel dan besaran kwantitatif.

LatihanJika KClO3 dipanaskan akan terurai menjadi KCl dan O2. Pemanasan 245 gram KClO3 (Mr = 122,5) akan menghasilkan gas oksigen sebanyak?Pada pemanasan HgO akan terurai menjadi: 2HgO 2 Hg + O2 Pada pemasanan 108 gram HgO akan terbentuk 4,8 gram O2, maka HgO yang terurai sebanyak (dalam persen)? (Ar Hg = 200, O = 16)

Latihan7,18 gram suatu oksida timbal dengan rumus PbxOy direduksi dengan gas hidrogen, sehingga terbentuk 6,22 gram timbal (Pb = 207; O = 16). Harga x dan y adalah?Pirimidin tersusun dari 60% karbon, 5% hidrogen dan sisanya nitrogen (Ar C = 12, H = 1, N = 14). Jika 1 gr pirimidin mengandung 7,5 x 1021 molekul, maka cari rumus molekulnya

*************************************