BAB II. LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
5) Hubungan Mol, Jumlah Partikel, Massa, Volume, dan
Mol merupakan satuan jumlah yang mudah diubah ke dalam satuan lain. Dengan demikian, satuan mol dapat digunakan sebagai sarana untuk mencari jumlah zat dalam satuan lain. Mol dapat difungsikan sebagai pusatnya dalam arti untuk mengubah dari satuan yang satu ke dalam satuan yang lain. Hubungan antara jumlah partikel, massa, volume, dan molaritas yang bergantung pada jumlah mol dapat dilihat pada Gambar 1.
commit to user
Gambar 1. Hubungan antara Mol, Jumlah Partikel, Massa, Volume, dan Molaritas
d. Rumus Empiris
Rumus empiris atau rumus perbandingan suatu senyawa menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom-atom penyusun senyawa. Rumus empiris adalah perbandingan mol atom unsur-unsur penyusunnya.
Contoh :
• Glukosa C6H12O6, rumus empiris glukosa adalah (CH2O)n. Perbandingan terkecil jumlah atom C : H : O = 1 : 2 : 1
• Butana C4H10 , rumus empirisnya (C2H5)n Perbandingan terkecil jumlah atom C : H = 2 : 5
Senyawa yang tidak memiliki perbandingan terkecil, maka rumus molekulnya sama dengan rumus empiris.
Misal:
• Air, rumus molekulnya H2O, rumus empirisnya H2O.
• Natrium klorida, rumus molekulnya NaCl, rumus empirisnya NaCl dan sebagainya. x Volume : Volume : 6,02. 1023 x 6,02. : Mr x Mr : 22,4 L x 22,4 JUMLAH
MOL MASSA (GRAM)
VOLUME (STP)
JUMLAH PARTIKEL MOLARITAS
commit to user
Dalam menentukan rumus empiris, hal yang harus dilakukan adalah menentukan jumlah mol masing-masing unsur (n = m/Mr) kemudian menentukan perbandingan mol atom unsur-unsurnya.
e. Rumus Molekul
Rumus molekul suatu senyawa menyatakan jenis dan jumlah atom-atom unsur dalam satu molekul senyawa tersebut. Senyawa asam asetat dalam tiap molekulnya terdiri dari 2 atom karbon (C), 4 atom hidrogen (H), dan 2 atom oksigen (O). Oleh karena itu, rumus molekul asam asetat adalah C2H4O2 atau CH3COOH. Dengan demikian, perbandingan jumlah atom C : H : O dalam asam asetat adalah 2 : 4 : 2 = 1 : 2 : 1. Jadi, rumus empiris asam asetat adalah CH2O.
Beberapa senyawa dengan rumus empiris CH2O antara lain :
• Formaldehida, HCHO atau (CH2O); Mr = 30.
• Asam asetat, CH3COOH atau (CH2O)2, Mr = 60.
• Glukosa, C6H12O6 atau (CH2O)6; Mr = 180.
Secara umum, jika rumus empiris senyawa adalah RE maka rumus molekulnya dapat dinyatakan sebagai (RE)n; adapun harga n bergantung pada massa molekul relatif (Mr) senyawa yang bersangkutan.
Contoh : menentukan rumus empiris dan rumus molekul.
Dalam 7,5 gram suatu hidrokarbon (senyawa C dengan H) terdapat 6 gram karbon. Massa molekul relatif (Mr) senyawa tersebut 30. Tentukan rumus empiris dan rumus molekul senyaw tersebut! (Ar H = 1, C = 12)
Jawab :
• Menentukan rumus empiris Jumlah mol C = g
g/mol , mol. Jumlah mol H = , g g
g/mol , mol
Perbandingan mol C : H = 0,5 mol : 1,5 mol = 1 : 3. Rumus empiris senyawa tersebut adalah CH3.
commit to user
Misalkan rumus molekul senyawa tersebut (CH3)x.
Mr (CH3)x = 30 → ((1 x Ar C) + (3 x Ar H))x = 30 ((1 x 12) + (3 x 1))x = 30
(12 + 3)x = 30 15x = 30
x = 2 Rumus molekul senyawa tersebut (CH3)2 = C2H6
f. Kadar Zat
Kadar zat dapat ditentukan berdasarkan rumus empiris atau rumus kimia senyawa yang menyatakan perbandingan mol atom unsur penyusunnya. Dari perbandingan atom, dapat ditentukan perbandingan massa dan kadar (% massa) unsur-unsur penyusun senyawa. Hubungan massa senyawa dengan massa unsur penyusunnya dapat dinyatakan sebagai berikut :
massa senyawa ndeks x unsur X x massa unsur X senyawa
kadar x x %
x adalah jumlah atom unsur dalam 1 molekul senyawa = indeks dari unsur yang bersangkutan dalam rumus kimia senyawa.
Contoh : menentukan massa
Berapa massa asam sulfat (H2SO4) dapat dibuat dari 64 gram belerang? (Ar H = 1, O = 16, dan S = 32)
Jawab :
massa senyawa ndeks x unsur X x massa unsur X senyawa
Massa H2SO4 = x g g
Contoh : menentukan kadar unsur
Berapakah kadar C dan N dalam urea, CO(NH2)2? (Ar H = 1, C = 12, N = 14, dan O = 16)
commit to user
Jawab : Mr urea = (1 x Ar C) + (1 x Ar O) + (2 x Ar N) + (4 x Ar H) Mr urea = 12 + 16 + 28 + 4 = 60 kadar x x % kadar C x x % % kadar N x x % , %g. Hitungan Kimia Sederhana
Menghitung jumlah suatu zat yang diperlukan atau dihasilkan dalam suatu reaksi dimana jumlah salah satu zat dalam reaksi itu diketahui, digolongkan sebagai hitungan kimia sederhana.
Contoh :
Hidrogen dapat dibuat dari reaksi aluminium dengan larutan natrium hidroksida.
2Al (s) + 2NaOH (aq) + 6H2O (l) → 2Na(Al(OH)4) (aq) + 3H2 (g) Berapa volume gas hidrogen (STP) yang terbentuk, jika digunakan 5,4 gram Al? (Ar Al = 27)
Jawab :
Langkah-langkah mengerjakan soal tersebut yaitu :
1) Menuliskan persamaan reaksi setara (sudah diberikan).
2Al (s) + 2NaOH (aq) + 6H2O (l) → 2Na(Al(OH)4) (aq) + 3H2 (g) 2) Menyatakan jumlah mol zat yang diketahui, yaitu aluminium.
Jumlah mol Al = ,
/ , mol
3) Menentukan jumlah mol zat yang ditanyakan, yaitu gas H2 berdasarkan perbandingan koefisien reaksi.
Jumlah mol H Koe isien HKoe isien Al x Jumlah mol Al x , mol , mol
4) Menyesuaikan jawaban dengan pertanyaan, yaitu menentukan volume gas H2
commit to user
h. Pereaksi Pembatas
Jika zat pereaksi direaksikan tidak dalam jumlah yang sebanding atau tidak sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, maka salah satu pereaksi akan habis lebih dahulu dan pereaksi lain akan bersisa. Sehingga hasil reaksi akan bergantung pada jumlah pereaksi yang habis lebih dahulu. Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis terlebih dahulu.
(Michael Purba, 2007 : 130-145) Contoh :
Sebanyak 2,7 gram aluminium direaksikan dengan 49 gram asam sulfat encer sehingga menghasilkan garam aluminium sulfat dan gas hidrogen. Reaksi yang terjadi : Al (s) + H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + H2 (g) (belum setara). Diketahui Ar Al = 13, H = 1, S = 32, O = 16.
a. Zat manakah yang merupakan pereaksi pembatas? b. Berapa gram zat yang tidak ikut bereaksi?
c. Berapa gram garam yang terbentuk?
d. Berapa volume gas hidrogen yang terbentuk (STP)? Jawab :
Jumlah mol Al = ,
/ , mol
Jumlah mol H2SO4 = / , mol
Persamaan reaksi : 2Al (s) + 3H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 3H2 (g)
a. Jika mol pereaksi dibandingkan dengan koefisien reaksinya, Al dengan bilangan , atau 0,05 sedangkan H
2SO4 dengan bilangan , atau 0,1667
maka pereaksi pembatasnya adalah aluminium sehingga mol Al habis. Persamaan reaksi : 2Al (s) + 3H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 3H2 (g)
Mula-mula : 0,1 mol 0,5 mol
Bereaksi : 0,1 mol 0,15 mol 0,05 mol 0,15 mol
__________________________________________________________ _
commit to user
b. Jumlah H2SO4 yang tersisa = 0,35 mol
Massa H2SO4 tersisa = jumlah mol x Mr = 0,35 mol x 98 g/mol = 34,3 g c. Jumlah mol garam yang terbentuk = 0,05 mol
Massa Al2(SO4)3 = jumlah mol x Mr = 0,05 mol x 342 g/mol = 17,1 g d. Mol H2 = 0,15 mol
Volume (STP) = mol x 22,4 L/mol = 0,15 mol x 22,4 L/mol = 3,36 L (Muchtaridi & Sandri, 2006 : 188)
i. Air Kristal (Kimia Hidrat)
Hidrat adalah zat padat yang mengikat beberapa molekul air sebagai bagian dari struktur kristalnya. Jika suatu hidrat dipanaskan maka sebagian atau seluruh air kristalnya dapat lepas atau menguap. Jika suatu hidrat dilarutkan dalam air maka air kristalnya akan terbentuk. Dua sifat hidrat tersebut dapat digunakan untuk menentukan jumlah molekul air dari suatu hidrat.
Contoh :
Sebanyak 10 gram hidrat besi(II) sulfat dipanaskan sehingga semua air kristalnya menguap. Massa zat padat yang tersisa adalah 5,47 gram. Tentukan rumus hidrat tersebut? (Ar H = 1, O = 16, S = 32, dan Fe = 56)
Jawab :
Selisih massa yang ada adalah massa air kristal.
Misal jumlah air kristalnya adalah x, rumus hidratnya adalah FeSO4.xH2O. Massa FeSO4.xH2O = 10; massa FeSO4 = 5,47 gram
Massa air = 10 – 5,47 = 4,53 gram Jumlah mol FeSO4 = ,
/ , mol
Jumlah mol H2O = ,
/ , mol
Perbandingan mol FeSO4 : H2O = 0,036 : 0,252 = 1 : 7 berarti 1 molekul FeSO4 mengikat 7 molekul air.