I. Stokiometri

1.1 Hukum dasar ilmu kimia Meliputi antra lain :

Hukum lavoiser atau disebut juga hokum kekekalan masa Dikemukakan oleh Lavoiser , yang isinya :“ jumlah masa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama “Contoh : S + Cu CuS ( tembaga sulfida )Cu = 63,5gr S = 32gr jadi masa zat sesudah rx 63,6 + 32 = 95,5gr

Hukum perbandingan tetap ( hukum Proust )Dikemukakan oleh john josep proust, isi :“Perbandingan unsur – unsur dalam senyawa selalu tetap”Contoh : jika air diuraikan akan menghasilkan gas hydrogen dan oksigen perbandinan masa gas hydrogen dan gas oksigen adalah 1:8 walaupun airnya berbeda”

Hukum Dalton ( perbandingan berganda)“Apabila 2 buah unsure membentuk 2 buah senyawa atau lebih apabila unsure yang pertama dalam senyawa tersebut dianggap sama, maka unsure yang ke dua atau berikutnya berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”Contoh : unsure A dan B membentuk 2 buah senyawa pada senyawa 1 terdapat 40% unsure A,unsure B 60%. Pada senyawa ke 2 terdapat 50% unsure A dan unsure B 50%.

Hukum boyleBahwa masa gas dan temperatur suatu gas dijaga konstan, sementara volume gas diubah ternyata tekanan yang dikeluarkan gas juga berubah sedemikian hingga perkalian antara tekanan (P) dan volume (V) , selalu mendekati konstan. Dengan demikian suatu kondisi bahwa gas tersebut adalah gas sempurna (ideal). Volume dari jumlah gas pada temperature tetap berbanding terbalik dengan tekanannya.

Hukum gaylusacIsi hukum gaylusac : “ Pada temperature dan tekanan yang sama perbandingan volume gas yang bereaksi dengan gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”Volume sejumlah tertentu gas pada tekanan tetap berbanding lurus dengan temperaturnya.

Hukum avogardoIsi : “ pada temperature dan tekanan yang sama gas – gas yang volumenya sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula”

Hukum gas ideal

II . Struktur Atom

Struktur atom merupakan satuan dasar materi yang terdiri dari inti atom beserta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom mengandung campuran proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral (terkecuali pada Hidrogen-1 yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Demikian pula sekumpulan atom dapat berikatan satu sama lainnya membentuk sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan merupakan ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.

Istilah atom berasal dari Bahasa Yunani, yang berarti tidak dapat dipotong ataupun sesuatu yang tidak dapat dibagi-bagi lagi. Konsep atom sebagai komponen yang tak dapat dibagi-bagi lagi pertama kali diajukan oleh para filsuf India dan Yunani. Pada abad ke-17 dan ke-18, para kimiawan meletakkan dasar-dasar pemikiran ini dengan menunjukkan bahwa zat-zat tertentu tidak dapat dibagi-bagi lebih jauh lagi menggunakan metode-metode kimia. Selama akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, para fisikawan berhasil menemukan struktur dan komponen-komponen subatom di dalam atom, membuktikan bahwa 'atom' tidaklah tak dapat dibagi-bagi lagi. Prinsip-prinsip mekanika kuantum yang digunakan para fisikawan kemudian berhasil memodelkan atom.

Relatif terhadap pengamatan sehari-hari, atom merupakan objek yang sangat kecil dengan massa yang sama kecilnya pula. Atom hanya dapat dipantau menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop penerowongan payaran. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu isotop dengan inti yang tidak stabil yang dapat mengalami peluruhan radioaktif. Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi yang mengubah jumlah proton dan neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi sebuah unsur dan mempengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.

2.1. Teori Dalton

Pada tahun 1808, John Dalton adalah seorang guru di Inggris yang melakukan perenungan tentang atom. Hasil perenungan Dalton menyempurnakan teori atom Democritus. Bayangan Dalton dan Democritus adalah bahwa benda itu berbentuk pejal.. Dalam perenungannya Dalton mengemukakan postulatnya tentang atom.

o Setiap unsur terdiri dari partikel yang sangat keci yang dinamakan dengan atom

o Atom dari unsur yang sama memiliiki sifat yang samao Atom dari unsur berbeda memiliki sifat yang berbeda pulao Atom dari suatu unsur tidak dapat diubah menjadi atom unsur lain

dengan reaksi kimia, atom tidak dapat dimusnahkan dan atom juga tidak dapat dihancurkan

o Atom-atom dapat bergabung membentuk gabungan atom yang disebut molekul

o Dalam senyawa, perbandingan massa masing-masing unsur adalah tetap

Kelebihan model atom Dalton:

Mulai membangkitkan minat terhadap penelitian mengenai model atom.

Kelemahan model atom John Dalton :

Teori atom Dalton tidak dapat menerangkan suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimana mungkin bola pejal dapat menghantarkan arus listrik padahal listrik adalah elektron yang bergerak. Berarti ada partikel lain yang dapat menghantarkan arus listrik .

2.2. Teori atom rutherford – bohr

2.2.1 Rutherford

Rutherford melakukan penelitian tentang hamburan sinar α pada lempeng emas. Hasil pengamatan tersebut dikembangkan dalam hipotesis model atom Rutherford.

o Sebagian besar dari atom merupakan permukaan kosong.o Atom memiliki inti atom bermuatan positif yang merupakan pusat massa

atom.o Elektron bergerak mengelilingi inti dengan kecepatan yanga sangat tinggi.o Sebagian besar partikel α lewat tanpa mengalami pembelokkan/hambatan.

Sebagian kecil dibelokkan, dan sedikit sekali yang dipantulkan.

Kelemahan Model Atom Rutherford

o Menurut hukum fisika klasik, elektron yang bergerak mengelilingi inti memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Akibatnya, lama-kelamaan elektron itu akan kehabisan energi dan akhirnya menempel pada inti.

o Model atom rutherford ini belum mampu menjelaskan dimana letak elektron dan cara rotasinya terhadap ini atom.

o Elektron memancarkan energi ketika bergerak, sehingga energi atom menjadi tidak stabil.

o Tidak dapat menjelaskan spektrum garis pada atom hidrogen (H).

2.2.2 Bohr

Pada tahun 1913, Niels Bohr mengemukakan pendapatnya bahwa elektron bergerak mengelilingi inti atom pada lintasan-lintasan tertentu yang disebut kulit atom. Model atom Bohr merupakan penyempurnaan dari model atom Rutherford.

Kelemahan teori atom Rutherford diperbaiki oleh Neils Bohr dengan postulat bohr :

o Elektron-elektron yang mengelilingi inti mempunyai lintasan dan energi tertentu.

o Dalam orbital tertentu, energi elektron adalah tetap. Elektron akan menyerap energi jika berpindah ke orbit yang lebih luar dan akan membebaskan energi jika berpindah ke orbit yang lebih dalam

Kelebihan model atom Bohr

o atom terdiri dari beberapa kulit untuk tempat berpindahnya elektron.

Kelemahan model atom Bohr

o tidak dapat menjelaskan efek Zeeman dan efek Strack.o Tidak dapat menerangkan kejadian-kejadian dalam ikatan kimia dengan baik,

pengaruh medan magnet terhadap atom-atom, dan spektrum atom yang berelektron lebih banyak.

o

2.3. Model atom modern

2.4. Sistem periodic unsure

Tabel periodik unsur-unsur kimia adalah tampilan unsur-unsur kimia dalam bentuk tabel. Unsur-unsur tersebut diatur berdasarkan struktur elektronnya sehingga sifat

kimia unsur-unsur tersebut berubah-ubah secara teratur sepanjang tabel. Setiap unsur didaftarkan berdasarkan nomor atom dan lambang unsurnya.

Fungsi system periodic adalah mempermudah memepelajari unsure – unsure berdasarkan kemiripan sifat unsure.

Perioda adalah unsure dari kiri ke kanan, nomor perioda adalah jumlah kulit.

Sifat – sifat periodic adalah :

Jari – jari atom

Adalah jarak antara inti atom dengan electron pada kulit terluar atom tersebut.

Satu perioda makin kekanan

Jari jari atom kecil

Satu golongan makin Energy ionisasi makinbesar

Keatas Afinitas electron makin besar

Keelektronegatifan makin besar

Sifat logam kecil

Sifat non logam besar

Daya pengoksidasi bertambah

Daya produksi berkurang

kereaktifanberkuran

Energi ionisasi

Ialah besarnya energy yang diperlukan oleh suatu atom atau ion untuk melepaskan sebuah electron yang terikt paling lemah untuk membentuk ion positif.

Afinitan electron

Adalah besarnya energy yang dibebaskan oleh suatu atom untuk menerima sebuah electron.

Keelektronegatifan

Adalah besarnya tendensi suatu atom untuk menerima electron atau kemampuanreaktif suatu atom untuk menarik electron terdekat dari atom lain yang saling berkaitan dalam senyawa.

Sifat logam Kereaktifan Titik leleh dan titik lebur

III. Ikatan Kimia

Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Antra lain :

3.1. Ikatan Ion

Ikatan ion merupakan sejenis interaksi elektrostatik antara dua atom yang memiliki perbedaan elektronegativitas yang besar. Tidaklah terdapat nilai-nilai yang pasti yang membedakan ikatan ion dan ikatan kovalen, namun perbedaan elektronegativitas yang lebih besar dari 2,0 bisanya disebut ikatan ion, sedangkan perbedaan yang lebih kecil dari 1,5 biasanya disebut ikatan kovalen. Ikatan ion menghasilkan ion-ion positif dan negatif yang berpisah. Muatan-muatan ion ini umumnya berkisar antara -3 e sampai dengan +3e.

3.2. Ikatan Kovalen

Adalah ikatan antara 2 atau lebih atom yang sejenis atau berbeda yang memakai electron valensi bersama sehingga masing – masing atom memiliki susunan stabil seperti gas mulia.

Ada tiga jenis ikatan kovalen yakni :

Ikatan kovalen tunggal ikatan yang terbentuk karena 1 elektron dari suatu atom berpasangan dengan 1 elektron yang tidak sejenis. Keelektronegatifan ke 2 atom itu sama besar sehingga electron berada pada jarak yang sama terhadap inti atom pasangannya.

Ikatan kovalen ganda ikatan yang terbentuk karena 2 elektron dari suatu atom masing – masing berpasangan dengan 2 elektron dari suatu atom yang sejenis.

Ikatan kovalen ganda tiga ikatan yang terbentuk karena 3 elektron dari 1 atom yang sejenis.

Ikatan kovalen koordinasi ikatan kovalen dimana pasangan electron yang digunakan bersama berasal dari salah satu atom.

3.3 Ikatan Hidrogen

Adalah ikatan yang terjadi antara ujung positif suatu molekul dengan ujung negative molekul yang lain.

Contohnya ikatan pada molekul air danmolekul HF

3.4 Ikatan Logam

Jika sejumlah besar atom bergabung dengan berbagi elektron masing-masing, ini disebut ikatan logam. Pada logam, elektron-elektron yang menyebabkan terjadinya ikatan di antara atom-atom logam tidak hanya menjadi milik sepasang atom saja, tetapi menjadi milik semua atom logam, sehingga elektron-elektron dapat bergerak bebas. Karena itulah maka logam-logam dapat menghantarkan arus listrik. logam seperti besi, tembaga, seng, aluminium, dan lain-lain, yang membentuk materi mentah banyak perkakas dan instrumen yang kita lihat atau gunakan sehari-hari, mendapatkan badan yang padat dan rapat karena ikatan-ikatan logam yang terbentuk oleh atom-atomnya.

3.5 Ikatan Vanderwalls

Gas mempunyal sifat bentuk dan volumenya dapat berubah sesuai tempatnya. Jarak antara molekul-molekul gas relatif jauh dan gaya tarik menariknya sangat lemah. Pada penurunan suhu, fasa gas dapat berubah menjadi fasa cair atau padat. Pada keadaan ini jarak antara molekul-molekulnya menjadi lebih dekat dan gaya tarik menariknya relatif lebih kuat. Gaya tarik menarik antara molekul-molekul yang berdekatan ini disebut gaya Van der walls.Ikatan van der Waals adalah ikatan yang berlaku akibat kedudukan kumpulan kimia yang berdekatan.

IV. Perhitungan tanpa reaksi kimiadan dengan reaksi kimia

4.1 Reaksi Redoks

Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.

Oksidasi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion Reduksi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mengoksidasi senyawa lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal sebagai oksidator. Oksidator melepaskan elektron dari senyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia juga disebut sebagai penerima elektron. Oksidator bisanya adalah senyawa-senyawa yang memiliki unsur-unsur dengan bilangan

oksidasi yang tinggi (seperti H2O2, MnO4−, CrO3, Cr2O7

2−, OsO4) atau senyawa-senyawa yang sangat elektronegatif, sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebih dengan mengoksidasi sebuah senyawa (misalnya oksigen, fluorin, klorin, dan bromin).

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mereduksi senyawa lain dikatakan sebagai reduktif dan dikenal sebagai reduktor atau agen reduksi. Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia juga disebut sebagai penderma elektron. Senyawa-senyawa yang berupa reduktor sangat bervariasi. Unsur-unsur logam seperti Li, Na, Mg, Fe, Zn, dan Al dapat digunakan sebagai reduktor. Logam-logam ini akan memberikan elektronnya dengan mudah.

4.2 Penyetaraan persamaan redoks

Untuk menuliskan keseluruhan reaksi elektrokimia sebuah proses redoks, diperlukan penyeimbangan komponen-komponen dalam reaksi setengah. Untuk reaksi dalam larutan, hal ini umumnya melibatkan penambahan ion H + , ion OH - , H2O, dan elektron untuk menutupi perubahan oksidasi.

Media asam

Pada media asam, ion H + dan air ditambahkan pada reaksi setengah untuk menyeimbangkan keseluruhan reaksi. Sebagai contoh, ketika mangan(II) bereaksi dengan natrium bismutat:

Reaksi ini diseimbangkan dengan mengatur reaksi sedemikian rupa sehingga dua setengah reaksi tersebut melibatkan jumlah elektron yang sama (yakni mengalikan reaksi oksidasi dengan jumlah elektron pada langkah reduksi, demikian juga sebaliknya). Reaksi di seimbangkan.

Media basa

Pada media basa, ion OH - dan air ditambahkan ke reaksi setengah untuk menyeimbangkan keseluruhan reaksi.Sebagai contoh, reaksi antara kalium permanganat dan natrium sulfit

Reaksi di seimbangkan :

V. Kesetimbangan Kimia

5.1 pengertian kesetimbangan

Pada reaksi yang berlangsung bolak balik, ada saat dimana laju terbentuknya produk sama dengan laju terurainya kembali produk menjadi reaktan. Pada keadaan ini, biasanya tidak terlihat lagi ada perubahan. Keadaan reaksi dengan laju reaksi maju (ke kanan) sama dengan laju reaksi baliknya (ke kiri) dinamakan keadaan setimbang. Reaksi yang berada dalam keadaan setimbang disebut Sistem Kesetimbangan.

5.2 kesetimbangan asam basa

Asam sering dikenali sebagai zat berbahaya dan korosif. Hal ini benar untuk beberapa jenis asam yang digunakan di laboratorium, seperti asam sulfat dan asam klorida. Tetapi asam yang tidak berbahaya juga banyak ditemui dalam kehidupan sehari – hari. Misalnya pada cuka dan buah – buahan. Seperti halnya asam, basa juga sering digunakan dalam kehidupan sehari – hari. Misalnya dalam pasta gigi, deterjen, atau cairan pembersih. Secara umum, asam dapat dikenali dari bau dan rasanya yang tajam / asam. Sedangkan basa bersifat licin dan rasanya pahit. Bila diteteskan pada kertas litmus, asam akan memberikan warna merah dan basa akan memberikan warna biru.

5.3. Teori – teori Asam Basa

5.3.1. Teori Arrhenius

Menurut Arrhenius (1884), asam adalah zat yang melepaskan ion H+ atau H3O+ dalam air. Sedangkan basa adalah senyawa yang melepas ion OH- dalam air.

HA + aq H+(aq) + A-

(aq)

BOH + aq B+(aq) + OH-

(aq)

Di dalam air, ion H+ tidak berdiri sendiri, melainkan membentuk ion dengan H2O.

H+ + H2O H3O+ (ion hidronium)

Berdasarkan jumlah ion H+ yang dapat dilepaskan, asam dapat terbagi menjadi

Asam monoprotik melepaskan 1 ion H+

Contoh : asam klorida (HCl)

HCl H+(aq) + Cl-

(aq)

Asam diprotik melepaskan 2 ion H+

Contoh : asam sulfat (H2SO4)

a1b1 a2

b2

a1b1 a2

b2

H2SO4 H+(aq) + HSO4

-(aq)

HSO4- H+

(aq) + SO42-

(aq)

Asam triprotik melepaskan 3 ion H+

Contoh : asam fosfat (H3PO4)

H3PO4 H+(aq) + H2PO4

-(aq)

Bila asam dan basa direaksikan, maka produk yang akan terbentuk adalah senyawa netral (yang disebut garam) dan air. Reaksi ini disebut sebagai reaksi pembentukan garam atau reaksi penetralan, yang akan mengurangi ion H+ dan OH- serta menghilangkan sifat asam dan basa dalam larutan secara bersamaan. Jika asam yang bereaksi dengan basa adalah asam poliprotik, maka akan dihasilkan lebih dari satu jenis garam. Misalnya pada rekasi antara NaOH dengan H2SO4.

NaOH + H2SO4 NaHSO4 + H2O

NaHSO4 + NaOH Na2SO4 + H2O

Senyawa NaHSO4 disebut sebagai garam asam, yaitu garam yang tebentuk dari penetralan parsial asam poliprotik. Garam asam bersifat asam, sehingga dapat bereaksi dengan basa membentuk produk garam lain yang netral dan air.

5.3.2. Teori Brönsted – Lowry

Teori Arrhenius ternyata hanya berlaku pada larutan dalam air. Teori ini tidak dapat menjelaskan fenoena pada reaksi tenpa pelarut atau dengan pelarut bukan air. Pada tahun 1923, Brönsted – Lowry mengungkapkan bahwa sifat asam – basa ditentukan oleh kemempuan senyawa untuk melepas / menerima proton (H+). Menurut Brönsted – Lowry, asam adalah senyawa yang memberi proton (H+) kepada senyawa lain.

Contoh : HCl + H2O H3O+ + Cl-

Sedangkan basa adalah senyawa yang menerima proton (H+) dari senyawa lain.

Contoh : NH3 + H2O NH4+ + OH-

Dalam larutan, asam / basa lemah akan membentuk kesetimbangan dengan pelarutnya. Misalnya HF dalam pelarut air dan NH3 dalam air.

HF + H2O H3O+ + F-

NH3 + H2O NH4+ + OH-

Pasangan a1 – b2 dan a2 – b1 merupakan pasangan asam – basa konjugasi.

Asam konjugasi : asam yang terbentuk dari basa yang menerima proton Basa konjugasi : basa yang terbentuk dari asam yang melepas proton

Teori Brönsted – Lowry memperkenalkan adanya zat yang dapat bersifat asam maupun basa, yang disebut sebagai zat amfoter. Contohnya adalah air. Di dalam larutan basa, air akan bersifat asam dan mengeluarkan ion positif (H3O+). Sedangkan dalam larutan asam, air akan bersifat basa dan mengeluarkan ion negatif (OH-).

5.3.3. Teori Lewis

Lewis mengelompokkan senaywa sebagai asam dan basa menurut kemampuannya melepaskan / menerima elektron. Menurut Lewis,

Asam : - senyawa yang menerima pasangan elektron- senyawa dengan elektron valensi < 8

Basa : - senyawa yang mendonorkan pasangan elektron- mempunyai pasangan elektron bebas

Contoh : Reaksi antara NH3 dan BF3

H3N : + BF3 H3NBF3

Nitrogen mendonorkan pasangan elektron bebas kepada boron. Pasangan elektron bebas yang didonorkan ditandai dengan tanda panah antara atom nitrogen dan boron.

Kelebihan teori Lewis ini adalah dapat menjelaskan reaksi penetralan yang dilakukan tanpa air. Misalnya pada reaksi antara Na2O dan SO3. Menurut Arrhenius, reaksi penetralan ini harus dilakukan dalam air.

Na2O + H2O 2 NaOH

SO3 + H2O H2SO4

2 NaOH + H2SO4 2 H2O + Na2SO4

Teori Lewis memberikan penjelasan lain untuk menjelaskan reaksi ini.

Na2O(s) + SO3(g) Na2SO4(s)

2 Na+ + O2- 2 Na+ + [ OSO3 ]2-

5.4 Elektrokimia

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek elektronik dari reaksi kimia. Elemen yang digunakan dalam reaksi elektrokimia dikarakterisasikan dengan banyaknya elektron yang

dimiliki. Elektrokimia secara umum terbagi dalam dua kelompok, yaitu sel galvani dan sel elektrolisis.