BAB I PENGENALAN ILMU KIMIA
E. Pengukuran
Pengukuran adalah penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, biasanya terhadap suatu standar atau satuan pengukuran. Pengukuran tidak hanya terbatas pada kuantitas fisik, tetapi juga dapat diperluas untuk mengukur hampir semua benda yang bisa dibayangkan, seperti tingkat ketidakpastian, atau kepercayaan konsumen.
Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan. Dalam fisika dan teknik, pengukuran
merupakan aktivitas yang membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat pengukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat pengukur terkena error peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran dinamakan metrologi.
Fisikawan menggunakan banyak alat untuk melakukan pengukuran mereka. Ini dimulai dari alat yang sederhana seperti penggaris dan stopwatch sampai ke mikroskop elektron dan pemercepat partikel. Instrumen virtual digunakan luas dalam pengembangan alat pengukur modern.
Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran yang diukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan.
Contoh : Mengukur panjang meja dengan pensil.
Panjang pensil digunakan sebagai satuan.
Hasil : panjang meja = 5 pensil.
Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dapat dinyatakan dengan angka.
Satuan adalah pembagi dalam suatu pengukuran.
Satuan baku adalah satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil yang sama atau tetap untuk semua pengukuran.
Satuan tidak baku adalah satuan yang digunakan untuk melakukan pengukuran dengan hasil tidak sama untuk orang yang berlainan.
Pengukuran adalah proses pemberian angka- angka atau label kepada unit analisis untuk merepresentasikan atribut-atribut konsep. Proses ini seharusnya cukup dimengerti orang walau misalnya definisinya tidak dimengerti. Hal ini karena antara lain kita sering kali melakukan pengukuran.
Dalam ilmu pengetahuan, pengukuran adalah proses mendapatkan besarnya suatu kuantitas, seperti panjang atau massa, relatif ke unit pengukuran, seperti meter atau satu kilogram. Sebuah pengukuran menjawab pertanyaan umum, “berapa banyak?”, Seperti dalam berapa kilometer, atau milimeter, atau gigahertz. Seperti pengukuran pada dasarnya adalah tentang penghitungan, pengukuran dilakukan dalam jumlah dan kuantitatif, dibandingkan dengan lain pengamatan yang mungkin dibuat dalam kata-kata dan kualitatif. Istilah pengukuran juga dapat digunakan untuk mengacu ke hasil spesifik yang diperoleh dari proses pengukuran.
Pengertian pengukuran dalam Ilmu Pengetahuan Alam:
1. Dalam fisika. Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat pengukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat pengukur terkena error peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran dinamakan metrologi.
Fisikawan menggunakan banyak alat untuk melakukan pengukuran mereka. Ini dimulai dari alat yang sederhana seperti penggaris dan stopwatch sampai ke mikroskop elektron dan pemercepat partikel. Instrumen virtual digunakan luas dalam pengembangan alat pengukur modern.
2. Dalam kimia. Seperti halnya dalam fisika pengertian pengukuran dalam kimia adalah pengukuran sifat kimia yang dapat teramati oleh fisik maupun tidak. Pengukuran dalam kimia tidak harus berupa data kuantitatif saja namun dapat berupa data kualitatif. Misalnya menentukan asam, basa atau garam suatu zat menggunakan kertas lakmus.
Dalam kimia pengukuran sangat penting karena kesalahan dalam pengukuran dapat mengakibatkan reaksi yang berbeda. Sehingga kesalahan pengukuran harus diminimalisir karena pengaruhnya sangat besar.
3. Dalam biologi. Pengukuran dalam biologi adalah suatu kegiatan pengukuran suatu variabel yang berhubungan dengan makhluk hidup dengan menggunakan suatu instrument untuk mendapatkan data yang berupa angka-angka. Pengukuran ini dapat berupa pengukuran langsung dan pengukuran tidak langsung.
Pemodelan yang ditujukan untuk mengukur dimensi-dimensi yang membentuk sebuah faktor atau variabel tersebut disebut Measurement Model atau Model Pengukuran. Measurement model berkaitan dengan sebuah faktor. Karenanya, analisis yang dilakukan sebenarnya sama dengan analisis faktor, dalam konteks apakah indikator yang digunakan dapat mengkonfirmasi faktor. Model pengukuran digunakan untuk mengukur suatu variabel yang yang tidak langsung dapat diketahui (pengukuran tidak langsung).
Metode pengukuran adalah cara yang digunakan untuk memperoleh data kuantitatif dari suatu variabel. Metode dapat berupa penggunaan alat ukur untuk mengetahui besaran kuantitatif maupun dengan cara menggunakan suatu model pengukuran. Dalam suatu pengukuran dapat digunakan lebih dari satu metode untuk mengurangi nilai ketidak pastian hasil pengukuran. Untuk itu metode yang digunakan harus disesuaikan dengan tujuan dan variable yang akan diukur agar hasil yang didapatkan akurat.
Berikut adalah contoh metode pengukuran menggunakan suatu instrument/alat pengukuran:
1. Pengukuran panjang. Ada tiga alat ukur panjang yang umum digunakan, mistar, jangka sorong, dan mikrometer sekrup.
2. Pengukuran massa dan waktu. Massa diukur dengan neraca. Neraca yang biasa dipakai di laboratorium adalah waktu secara prinsip dapat diukur oleh kejadian yang berulang secara teratur, misalnya detak jantung, getaran pegas, rotasi bumi, dan revolusi bumi. Selang waktu singkat seperti catatan waktu lomba lari dengan stopwatch. Stopwatch analog memiliki ketelitian 0,1 sekon dan stopwatch digital memiliki ketelitian 0,01 sekon.
3. Pengukuran luas dan volume. Pengukuran luas termasuk pengukuran tidak langsung. Luas benda dapat diukur dengan menggunakan rumus.
BAB II HUKUM DASAR KIMIA
A. Hukum-Hukum Dasar Kimia
Di dalam perhitungan dalam kimia, terdapat beberapa hukum-hukum dasar kimia, antara lain :
1. Hukum Kekekalan Massa
Pada tahun 1774, Lavoiser memanaskan timah dengan oksigen dalam wadah tertutup. Dengan menimbang secara teliti, ia berhasil membuktikan bahwa dalam reaksi itu tidak terjadi perubahan massa. Perubahan ini menjadi dasar Hukum Kekekalan Massa, yang berbunyi: “Pada reaksi kimia, massa zat pereaksi sama dengan massa zat hasil reaksi”
Dengan kata lain dapat dinyatakan: “Materi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan”.
2. Hukum Perbandingan Tetap
Proust meneliti perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa. Misalkan: air, berapakah perbandingan massa hidrogen dan oksigen. Bila direaksikan 10 gram oksigen ternyata diperlukan 0,125 gram hidrogen. Sesuai dengan hukum Lavoiser akan terbentuk 10,125 gram air.
Oksigen + hidrogen air
10 gram 0,125 gram 10,125 gram
atau 8 1 9
Sebaliknya, jika 100 gram air diuraikan ternyata menghasilkan 88,9 gram oksigen dan 11,1 gram hidrogen.
Air oksigen + hidrogen 100gram 88,9 gram 11,1 gram
atau 9 8 1
Untuk membentuk air diperlukan oksigen dan hidrogen dengan perbandingan yang tetap yaitu 8 : 1. Dengan kata lain, air mengandung oksigen dan hidrogen dengan perbandingan massa 8 dan 1. Demikian juga jika direaksikan 28 gram besi (Fe) akan diperlukan 16 gram belerang (S) dan akan terbentuk 44 gram besi belerang atau :
Besi + Belerang besi belerang
28 gram 16 gram 44 gram
atau 7 gram 4 gram 11 gram
Besi + Belerang besi belerang
14 gram 8 gram 22 gram
atau 7 gram 4 gram 11 gram
Jadi, perbandingan massa besi dan belerang dalam reaksi di atas adalah sama walaupun jumlah massanya di ubah.
Berdasarkan percobaan di atas, Proust merumuskan pernyataan yang disebut Hukum Perbandingan Tetap “Dalam suatu zat kimia murni, perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap- tiap senyawa adalah tetap”.
Contoh:
Hasil pemeriksaan garam dari Madura dan Cirebon menghasilkan data sebagai berikut:
Massa garam Massa Natrium Massa Klor Madura 0,2925 gram 0,1150 gram 0,1775 gram Cirebon 1,7750 gram 0,6900 gram 1,0650 gram
Tunjukan bahwa garam mempunyai perbandingan unsur yang tetap!
Jawab:
Garam madura:
% Na = 0,1150
0,2925 x 100% = 39,3%
% Na = 0,1775
0,2925 x 100% = 60,7%
Garam Cirebon:
% Na = 0,6900
1,7750 x 100% = 39,3%
% Na = 1,0650
1,7750 x 100% = 60,7%
Maka perbandingan massa atom natrium dan klor adalah sama, walaupun garam berasal dari daerah yang berbeda.
3. Hukum Perbandingan Berganda
John Dalton tertarik mempelajari dua unsur yang dapat membentuk lebih dari satu senyawa, seperti tembaga dengan oksigen, karbon dengan oksigen, belerang dengan oksigen, fosfor dengan klor. Perbandingan massa kedua unsur tersebut adalah:
a. Tembaga dengan oksigen membentuk dua senyawa tembaga oksida
Tembaga oksida Tembaga Oksigen Tembaga : Oksigen
CuO 88,8% 11,2% 1 : 1,33
Cu2O 79,9% 20,1% 1 : 2,67
b. Karbon dengan oksigen membentuk dua senyawa karbon oksigen yaitu sulfur dioksida (I) dan sulfur trioksida (II)
Senyawa Belerang Oksigen Belerang : Oksigen
I 50% 50% 1 : 1
II 40% 60% 1 : 1,5
Dari ketiga contoh di atas massa Tembaga, Karbon dan Sulfur adalah sama. Angka perbandingan atom oksigen yaitu:
Tembaga oksida 0,126 : 0,252 = 1 : 2 Karbon oksida 1,33 : 2,67 = 1 : 2 Belerang oksida 1 : 1,5 = 2 : 3 maka perbandingan oksigen dalam bilangan bulat dan sederhana.
Berdasarkan percobaan di atas, Dalton menarik kesimpulan yang disebut Hukum Perbandingan Berganda
“Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, apabila masaa salah satu unsur dalam kedua senyawa sama, maka massa dari unsur yang lain berada dalam perbandingan bulat dan sederhana”
Contoh:
Raksa dan klor membentuk dua macam senyawa. Dalam senyawa pertama 0,66 gram raksa bergabung dengan 0,118 gram klor, sedangkan dalam senyawa kedua 1,00 gram raksa bergabung dengan 0,355 gram klor. Apakah data ini sesuai dengan hukum perbandingan berganda?
Jawab:
Senyawa Raksa Klor Raksa : Klor
I 0,66 0,118 1 : 0,178
II 1,00 0,355 1 : 0,355
Perbandingan klor bila massa raksa sama:
0,178 : 0,355 1 : 2
4. Hukum Penyatuan Volume
Bila 2 liter gas hidrogen bereaksi dengan 1 liter gas oksigen menghasilkan 2 liter uap air.
Gambar 2.1 Reaksi dari gas hidrogen dan gas oksigen membentuk uap air
Berdasarkan gambar reaksi di atas, berapa perbandingan volume gas sebelum bereaksi dan volume gas hasil reaksi?
(dimana perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya).
Persamaan reaksinya adalah:
2H2(g) + ……. ……..
Pada suhu dan tekanan yang sama, maka perbandingan volumenya adalah:
2 volume gas Hidrogen : ………. : ………….
2 : ………. : …………
Perbandingan volume pereaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana, mirip dengan hukum perbandingan tetap.
Dalam hukum penyatuan volume ini yang dibandingkan adalah volume gas pada Tekanan (P) dan Suhu (T) yang sama.
Berdasarkan kenyataan itu, Gay Lussac membuat pernyataan yang disebut Hukum Penyatuan Volume: “Volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi kimia pada tekanan dan suhu yang sama berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”.
5. Hukum Avogadro
Gambar 2.2. berikut menunjukkan reaksi gas metana dengan gas oksigen menghasilkan karbondioksida dan air.
Gambar 2.2 Reaksi Pembakaran Atau :
metana + Oksigen karbon dioksida + air
1 vol 2 vol 1 vol 2 vol
n molekul 2n molekul n molekul 2n molekul
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
Berdasarkan reaksi tersebut Avogadro menyarankan bahwa unsur gas bukan monoatom tetapi poliatom. Avogadro sangat tertarik mempelajari sifat gas dan membuat dugaan sementara yang disebut Hipotesis Avogadro: “Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mempunyai jumlah molekul yang sama”.
B. Persamaan Reaksi
Reaksi kimia merupakan suatu proses dimana zat (atau senyawa) di ubah menjadi satu atau lebih senyawa baru, atau perubahan pereaksi menjadi hasil reaksi.
Persamaan reaksi menggunakan lambang kimia untuk menunjukan apa yang terjadi saat reaksi kimia berlangsung.
1. Menuliskan Persamaan Kimia
Suatu reaksi tidak boleh melanggar hukum Kekekalan Massa, artinya jenis dan jumlah atom sebelum (pereaksi) dan sesudah reaksi (hasil reaksi) harus sama.
Contoh: ( ) berarti “menghasilkan”. Jadi, dapat dibaca gas hidrogen bereaksi dengan molekul oksigen menghasilkan air.
Jika diperhatikan jenis atom sebelum dan sesudah reaksi sama yaitu H dan O. Yang belum sama adalah jumlah atomnya. Agar memenuhi Hukum Kekekalan Massa, maka jumlah tiap-tiap atom sebelum dan sesudah reaksi harus kita tambah bilangan bulat di depan masing-masing zat, sehingga jumlah atom-atom tersebut sama, yaitu:
2H2 + O2 2H2O
Angka-angka di depan unsur dan senyawa disebut koefisien reaksi sedangkan angka 1 tidak perlu dituliskan.
Persamaan kimia yang setara ini menunjukan bahwa “dua molekul hidrogen beeaksi dengan satu molekul oksigen
menghasilkan dua molekul air” atau “dua mol molekul hidrogen bereaksi dengan satu mol molekul oksigen menghasilkan dua mol molekul air”.
H2 dan O2 pada persamaan disebut reaktan (pereaksi), sedangkan H2O disebut produk(hasil reaksi).
Dalam persamaan reaksi ada wujud fisik dari reaktan dan produk menggunakan huruf g (gas), l (cair), s (padat) dan aq (berair).
2HgO(s) 2Hg(l) + O2(g)
NaCl(s) NaCl(aq)
2. Menyetarakan Persamaan Kimia Contoh :
Setarakan reaksi berikut: C6H6 + O2 CO2 + H2O Jawab:
Misalkan koefsisien reaksi:
aC6H6 + bO2 cCO2 + dH2O
cari atom yang hanya terdapat dalam satu senyawa di kiri dan di kanan, atom tersebut merupakan atom C dan H.
Jadi: C: 6a = c H: 6a = 2d
3a = d
Persamaan reaksi menjadi:
aC6H6 + bO2 6aCO2 + 3aH2O unsur lain, yaitu atom O,
Jadi, O : 2b = 12a + 3a 2b = 15a
Persamaan reaksi: C6H6 + 152 O2 6CO2 + 3H2O supaya tidak ada pecahan maka dikalikan 2 :
2C6H6 + 15O2 12CO2 + 6H2O C. Massa Atom Relatif (Ar)
Menurut Dalton, massa atom adalah sifat utama unsur yang membedakan satu unsur dengan yang lain. Karena atom sangat ringan, maka tidak dapat digunakan satuan gram dan kg untuk massa atom dan harus dicari suatu atom sebagai massa standar.
Massa atom relatif adalah perbandingan massa satu atom dengan massa atom standar. Salah satu syarat massa standar adalah stabil dan murni. Pada tahun 1960 ditetapkan karbon-12 atau C-karbon-12 sebagai standar, sehingga:
Ar = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 1 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝑋 1
12 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝐶−12
C-12 ditetapkan mempunyai massa 12 sma, 1 sma = 1
Massa atom relatif merupakan perbandingan massa, sehingga tidak mempunyai satuan. Massa atom relatif berguna untuk mengetahui sifat unsur dan senyawa.
Misalkan a = 1
D. Massa Molekul Relatif (Mr)
Menurut Dalton, dua unsur atau lebih dapat bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan tertentu. Partikel terkecil senyawa disebut molekul yang mempunyai massa tertentu. Perbandingan massa molekul dengan massa standar disebut massa molekul relatif (Mr).
Mr senyawa = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑘𝑢𝑙 𝑠𝑒𝑛𝑦𝑎𝑤𝑎 1
12 𝑥 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢 𝑎𝑡𝑜𝑚 𝐶−12
Cara menentukan Mr senyawa bila diketahui rumusnya, Mr senyawa yang diketahui rumusnya ditentukan langsung dari Ar unsur-unsurnya.
BAB III STOIKIOMETRI
A. Konsep Mol
Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani Stoicheion = unsur dan metron = mengukur sehingga stoikiometri merupakan istilah yang dipakai untuk menggambarkan bentuk kuantitatif dari reaksi dan senyawa kimia.
Pada sistem SI, mol merupakan banyaknya suatu zat yang mengandung entitas dasar (atom, molekul atau partikel lain) sebanyak jumlah atom yang terdapat dalam tepat 12 gram (atau 0,012 kg) isotop karbon -12. Jumlah partikel dalam 1 mol zat yaitu: 1 mol zat = 6,02 x 1023 partikel.
Angka ini disebut bilangan Avogadro (NA = 6,02 x 1023), yaitu angka yang menunjukan jumlah partikel dalam 1 mol zat. Jadi lusinannya ahli kimia adalah mol.
1 mol atom C-12 = 12 gram 1 mol zat = 6,02 x 1023 partikel
Massa dari C-12 adalah massa molar (Ar / Mr) merupakan massa (dalam gram atau kg) dari 1 mol entitas (spt atom/
molekul) zat.
Contoh. Mengubah gram ke mol
Berapa mol silikon (Si) yang terdapat dalam 30,5 gram Si?
Silikon adalah suatu unsur yang dipakai untuk pembuatan transistor. (Massa molar Ar Si = 28,1 gram)
Jawab:
Contoh. Mengubah mol ke gram
Berapa gram tembaga (Cu) terdapat dalam 2,55 mol Cu? (Ar Cu = 63,5 gram).
Berapa banyak mol Ca diperlukan untuk bereaksi dengan 2,5 mol Cl agar menghasilkan senyawa CaCl2 (kalsium
Contoh. Pemakaian hubungan mol dan massa
Berapa gram Ca harus bereaksi dengan 41,5 gram Cl untuk menghasilkan CaCl2?
Contoh. Mengubah gram ke jumlah partikel
Belerang (S) adalah unsur non logam. Adanya sulfur dalam batubara mengakibatkan terjadinya fenomena hujan asam.
Berapakah jumlah atom yang ada di dalam 16,3 gram S?
Jawab: Contoh. Mengubah jumlah partikel ke gram
Perak (Ag) adalah logam beharga yang biasanya digunakan untuk perhiasan. Berapakah massa (dalam gram) satu atom Ag?
Jawab: dipasaran tidak dalam keadaan murni, tetapi berupa larutan HCl, H2SO4 dan larutan HNO3. Jumlah mol zat dalam larutan bergantung pada konsentrasi dan volumenya. Satuan konsentrasi yang paling umum dipakai adalah molaritas (M) atau konsentrasi molar.
Molaritas (M) adalah jumlah mol saat zat terlarut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter.
Prosedur pembuatan larutan yang konsentrasinya diketahui:
a. Zat terlarut ditimbang dengan tepat, dan dimasukkan kedalam labu takar.
b. Air ditambahkan kedalam labu.
c. Labu digoyangkan dan diputar untuk melarutkan zat terlarut.
d. Setelah itu air ditambah lagi menggunakan pipet tetes dengan berhati-hati, sehingga volumenya sampai tanda
garis yang mengelilingi leher labu tersebut.
e. Labu ditutup dan kemudian dikocok agar larutan menjadi homogen.
Gambar 3.1 Pembuatan larutan dengan molaritas tertentu
Contoh. Perhitungan Molaritas Suatu Larutan
Hitunglah kemolaran 2 gram NaOH dalam 2 liter larutan!
Jawab:
1 mol NaOH = Ar Na + Ar O + Ar H 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻
40 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑁𝑎𝑂𝐻
= 23 + 16 + 1 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻
40 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻
2 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑁𝑎𝑂𝐻
= 40 gram NaOH ...(1) mol NaOH = 0,05 mol NaOH . (2)
Molaritas (M) = 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑡 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛
= 0,05 𝑚𝑜𝑙2 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
= 0,025 mol/Liter
= 0,025 M
Contoh. Perhitungan volume suatu larutan yang mengandung sejumlah zat terlarut yang diketahui.
Hitunglah volume larutan dalam mililiter yang dibutuhkan untuk membuat 2,14 gram natrium klorida NaCl dari 0,27 M larutan!
Jawab:
Contoh. Perhitungan jumlah zat terlarut dalam larutan yang diketahui molaritasnya.
Pengenceran
Larutan pekat lebih sering disimpan sebagai “stok”. Kita sering mengencerkan larutan pekat sebelum bekerja.
Prosedur untuk penyiapan larutan yang kurang pekat dari larutan yang lebih pekat disebut pengenceran (dilution).
Pembuatan larutan dengan cara pengenceran:
a. Larutan pekat yang tesedia adalah larutan KMnO4 1,00 M.
b. Kita ingin membuat 1 liter larutan KMnO4 0,400 M.
c. KMnO4 1 M mengandung 1 mol zat terlarut dalam 1 Liter atau 1000 mL larutan KMnO4.
d. Maka KMnO4 0,4 M mengandung 0,4 mol zat terlarut dalm 400 mL larutan KMnO4 . (0,4 x 1000 mL = 400 mL).
e. Dengan demikian kita harus mengambil 400 mL larutan KMnO4 1 M dan mengencerkan sampai 1000 mL dengan menambahkan air.
Dalam proses pengenceran, penambahan lebih banyak pelarut kedalam larutan “stok” akan mengurangi konsentrasi larutan tanpa mengubah jumlah mol zat terlarut dalam larutan.
Mol zat terlarut sebelum pengenceran = mol zat terlarut setelah pengenceran
Karena semua berasal dari larutan stok awal, kita dapat menyimpulkan bahwa:
Mawal Vawal = Makhir Vakhir
dengan: Mawal dan Makhir adalah konsentrasi
Vawal dan Vakhir adalah volume, satuannya harus sama Mawal > Makhir dan Vakhir > Vawal
Contoh:
Buatlah 1,5 Liter H2SO4 0,9 M dari larutan H2SO4 pekat (18M)!
Jawab:
Mawal Vawal = Makhir Vakhir
18 M x Vawal = 0,9 M x 1,5 L Vawal = 0,075 L
C. Rumus Kimia
Ada 2 jenis rumus yaitu rumus molekul dan rumus empiris.
1. Rumus Molekul (RM)
Rumus molekul menunjukkan jumlah atom-atom dari setiap unsur di dalam suatu zat.
Contoh : H2 adalah rumus molekul untuk hidrogen O2 adalah rumus molekul untuk oksigen O3 adalah rumus molekul untuk ozon 2. Rumus Empiris (RE)
Rumus empiris menunjukkan perbandingan bilangan bulat paling sederhana dari atom-atomnya.
Contoh:
Rumus molekul hidrogen peroksida (H2O2), suatu zat yang digunakan sebagai zat antiseptik dan zat pemutih tekstil dan rambut. Artinya setiap molekul hidrogen peroksida terdiri dari 2 atom H dan 2 atom O. Perbandingan atom H dan atom O dalam molekul adalah 2 : 2 atau 1: 1. Sehingga rumus empiris hidrogen peroksida adalah HO.
Contoh senyawa lain hidrazin (N2H4) yang digunakan sebagai bahan bakar roket. Perbandingan atom N dan H adalah 2 : 4 atau 1 : 2, sehingga rumus empiris adalah NH2.
Model Molekul
Gambar 3.2 Rumus molekul dan rumus struktur dan model untuk empat molekul yang umum Contoh:
1. Suatu sampel gas berwarna coklat yang merupakan polutan utama udara ternyata mengandung 2,34 gram N dan 5,34 gram O. Bagaimana rumus paling sederhana dari senyawa ini?
Jawab:
1 mol N = 14 gram N 1 mol O = 16 gram O mol N = 2,34 𝑔𝑟𝑎𝑚
14 = 0,167 mol mol O = 5,34 𝑔𝑟𝑎𝑚
16 = 0,333 mol maka, Rumus Empiris (RE) : N0,167 : O0,333 = NO2
2. Suatu senyawa mengandung 40% karbon, 6,67%
hidrogen, dan 53,3% oksigen. Tentukan rumus empiris senyawa!
Jawab: massa molekul (Mr = 92). Bagaimana rumus molekulnya?
Jawab:
Rumus Molekul = (Rumus Empiris)n,dimana n adalah bilangan bulat.
Nilai n dapat dihitung menggunakan data Mr zat Mr rumus molekul = n (Mr rumus empiris) karbon dan hidrogen dibakar dengan oksigen menghasilkan karbondioksida dan air. Hasil ditampung secara terpisah dan ditimbang, ternyata terbentuk 3,007 gram CO2 dan 1,845 gram H2O. Bagaimana rumus empiris senyawa tersebut?
Jawab:
Sampel mengandung atom C dan H, massanya = 1,025 gram
• Langkah pertama mencari mol atom C
1 mol CO2 = 1 x Ar C + 2 x Ar O massa atom C = 𝐴𝑟 𝐶𝑂𝐴𝑟 𝐶
2 x massa CO2 = (1 x 12) + (2 x 16) = 12 𝑔𝑟𝑎𝑚44 𝑔𝑟𝑎𝑚 x 3,007 gram
= 44 gram CO2 = 0,82 gram C
1 mol C = 12 gram C mol C = 0,82 𝑔𝑟𝑎𝑚12 = 0,068 mol ...(1)
• Langkah kedua mencari mol atom H
1 mol H2O = (2 x Ar H) + (1 x Ar O) massa atom H = 𝐴𝑟 𝐻
𝐴𝑟 𝐻2𝑂 x massa H2O
= (2 x 1) + (1 x 16) = 18 𝑔𝑟𝑎𝑚1 𝑔𝑟𝑎𝑚 x 1,845 gram
= 18 gram H2O = 0,205 gram H
1 mol H = 1 gram H mol H = 0,205 𝑔𝑟𝑎𝑚1 = 0,205 mol....(2) Maka RE: C0,068 : H0,205 = CH3
D. Perhitungan Kimia
Persamaan reaksi dapat diartikan bermacam-macam, sebagai contoh pembakaran etanol, C2H5OH, alkohol yang dicampur dengan bensin dalam bahan bakar yang disebut gasohol.
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Pada tingkat molekul kita dapat mengandung reaksi tersebut sebagai reaksi antara molekul-molekul individu.
1 molekul C2H5OH + 3 molekul O2 2 molekul CO2 + 3 molekul H2O
Perbandingan antara atom suatu unsur yang digunakan untuk membentuk suatu senyawa sama dengan perbandingan
jumlah molekul atom yang digunakan. Perbandingan atom dan perbandingan molekul adalah sama (identik).
Perbandingan antara molekul yang bereaksi atau yang terbentuk sama dengan perbandingan antara mol dari zat tersebut yang bereaksi atau terbentuk. Jadi pembakaran etanol dapat juga ditulis:
1 mol C2H5OH + 3 mol O2 → 2 mol CO2 + 3 mol H2O Artinya: satu molekul C2H5OH membutuhkan tiga kali lebih banyak molekul O2 dan setiap satu molekul C2H5OH yang dipakai terbentuk 2 molekul CO2 dan 3 molekul H2O.
Contoh. Menggunakan persamaan reaksi untuk perhitungan jumlah mol yang ikut dalam reaksi tersebut.
Berapa mol oksigen yang dibutuhkan umtuk pembakaran 1,80 mol C2H5OH jika menggunakan persamaan reaksi ini:
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
Contoh. Menggunakan persamaan reaksi untuk perhitungan dalam gram.
Makanan yang kita makan diuraikan atau dipecah dalam tubuh menghasilkan energi yang kita perlukan untuk pertumbuhan dan melakukan berbagai fungsi. Persamaan umum untuk proses yang sangat kompleks ini menggambarkan penguraian glukosa (C6H12O6) menjadi karbon dioksida, CO2 dan air, H2O.
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Jika 856 gram C6H12O6 dimakan oleh seseorang dalam jangka waktu tertentu, berapa massa CO2 yang dihasilkan?
Jawab:
• Langkah kedua mencari jumlah mol CO2
1 mol C2H12O6 ↔ 6 mol CO2
• Langkah terakhir mencari jumlah massa CO2
1 mol CO2 = 1 x Ar C + 2 x Ar O
Contoh. Menggunakan persamaan reaksi untuk perhitungan volume suatu zat 2,5 L.
Ba(NO3)2 2M direaksikan dengan H2SO4 0,5 M dengan persamaan reaksi setara:
Ba(NO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HNO3
Tentukan volume H2SO4 0,5 M yang diperlukan! Jawab :
• Langkah pertama mencari jumlah mol Ba(NO3)2 Molaritas (M) = 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
• Langkah terakhir mencari volume H2SO4
Molaritas (M) = 𝑚𝑜𝑙 𝑧𝑎𝑟 𝑡𝑒𝑟𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡
Hidrat berarti mengandung air kristal, molekul-molekul zat tersebut bersama-sama dengan molekul air membentuk kristal. Jadi bisa dikatanya air kristal merupakan molekul air yang terperangkap dalam suatu struktur kristal.
Contoh:
Contoh: