Konsep Mol

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 𝑚𝑜𝑙}_{2 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

V_awal 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 V_awal = 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 𝐶𝑂}^{𝐴𝑟 𝐶}

2 x massa CO² = (1 x 12) + (2 x 16) = ^{12 𝑔𝑟𝑎𝑚}_{44 𝑔𝑟𝑎𝑚} x 3,007 gram

= 44 gram CO2 = 0,82 gram C

1 mol C = 12 gram C mol C = ^{0,82 𝑔𝑟𝑎𝑚}₁₂ = 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 𝑔𝑟𝑎𝑚}^{1 𝑔𝑟𝑎𝑚} x 1,845 gram

= 18 gram H2O = 0,205 gram H

1 mol H = 1 gram H mol H = ^{0,205 𝑔𝑟𝑎𝑚}₁ = 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:

MgSO₄.7H₂O = magnesium sulfat heptahidrat MgSO4 = menunjukkan senyawa kristal Angka 7 = menunjukkan jumlah air kristal H2O = air kristal

Reaksi pemanasan senyawa hidrat

Contoh lainnya: CuSO₄.5H₂O ; BaCl₂.2H₂O ; Na₂SO₄.5H₂O Contoh soal :

11,6 gram Na₂SO₄.xH₂O dipanaskan sehingga terbentuk 7,1 gram Na₂SO₄. (Mr Na₂SO₄ = 142 dan H2O = 18) Tentukan jumlah air kristal yang terkandung dalam senyawa tersebut dan tuliskanlah rumus molekul senyawa berkristal tersebut!

Jawab:

Jadi, rumusan senyawa kristal tersebut adalah Na2SO4.5H2O

Pereaksi Pembatas

Dalam reaksi yang pereaksinya non stoikiometri maka kuantitas hasil reaksi dihitung dari kuantitas stoikiometrik pereaksi yang terkecil. Sebagai contoh:

1) 5 pria + 7 wanita → 5 pasang

2) 9 pria + 6 wanita → 6 pasang

Pada (1) tersisa 2 wanita, karena tidak ada pasangan dan semua pria habis, sedangkan pada (2) tersisa 3 pria yang tidak berpasangan. Pada (1) pria dikatakan sebagai pembatas dan pada (2) wanita dikatakan sebagai pembatas.

Contoh:

500 mL HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 L Ba(OH)₂ 0,2 M.

Tentukan:

a. Zat yang berperan sebagai pereaksi pembatas.

b. Massa BaCl2 yang terjadi.

c. Massa pereaksi yang tersisa (Mr BaCl2 = 208; Mr HCl = 36,5) Jawab:

Mol HCl = V × M = 0,5 L × 2,5 mol/L = 1,25 mol Mol Ba(OH)2 = V × M = 2 L × 0,2 mol/L = 0,4 mol

2HCl + Ba(OH)₂ → BaCl2 + 2H₂O Awal 1,25 mol 0,4 mol

Bereaksi 0,8 mol 0,4 mol 0,4 mol 0,8 mol

Sisa 0,45 mol - 0,4 mol 0,8 mol

a. Yang berperan sebagai pereaksi pembatas adalah Ba(OH)₂ b. Massa BaCl₂ yang terbentuk

m = mol x Mr = 0,4 mol x 208 _𝑚𝑜𝑙^𝑔 = 0,832 g c. Massa HCl yang bersisa

m = mol x Mr = 0,45 mol x 36,5 ^𝑔

𝑚𝑜𝑙 = 16,425 g

BAB IV STRUKTUR ATOM

A. Teori Atom

Tokoh-tokoh pada perkembangan teori atom memiliki pemikiran yang berbeda-beda. Berikut tokoh-tokoh yang ada dalam perkembangan teori atom :

1. Teori Atom Dalton

Semua zat kimia identik oleh partikel terkecil yang disebut atom. Atom berasal dari bahasa Yunani, atomos (a = tidak, tomos = dibagi). Pada tahun 1807 John Dalton merumuskan pernyataannya yang disebut Teori Atom Dalton:

1. Unsur tersusun atas partikel yang sangat kecil, yang disebut atom. Semua unsur tertentu adalah identik, yaitu mempunyai ukuran, massa dan sifat kimia yang sama.

Atom satu unsur tertentu berbeda dari atom semua unsur yang lain.

2. Senyawa tersusun atas atom-atom dari dua unsur atau lebih. Dalam setiap senyawa, perbandingan antara jumlah atom dari setiap dua unsur yang ada bisa merupakan bilangan bulat dan sederhana.

3. Yang terjadi dalam reaksi kimia hanyalah pemisahan, penggabungan, atau penyusunan ulang atom-atom; reaksi kimia tidak mengakibatkan penciptaan atau pemusnahan atom-atom.

Hipotesis pertama: atom dari unsur yang satu berbeda dari atom semua unsur yang lain.

Hipotesis kedua: untuk membentuk suatu senyawa, tidak hanya membutuhkan atom dari unsur-unsur yang sesuai, tetapi juga jumlah yang spesifik dari atom-atom ini. Gagasan

ini merupkan perluasan Hukum Perbandingan Tetap.

Hipotesis, kedua juga mendukung Hukum Perbandingan Berganda.

Hipotesis ketiga : cara lain menyatakan Hukum Kekekalan Massa, maka tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.

Ditinjau dari teori modern terdapat beberapa kelemahan teori atom Dalton, yaitu:

1. Dalton menyatakan bahwa atom tidak dapat dibagi-bagi.

Kini telah dibuktikan bahwa atom terbentuk dari partikel dasar (yang lebih kecil dari atom), yakni neutron, proton dan elektron.

2. Menurut Dalton, atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Ternyata dengan reaksi nuklir satu atom dapat diubah menjadi atom unsur lain.

3. Dalton menyatakan bahwa atom suatu unsure sama dalam segala hal. Sekarang ternyata ada isotop, yaitu atom yang sama tetapi massa yang berbeda.

4. Perbandingan unsur dalam suatu senyawa menurut Dalton adalah bilangan bulat dan sederhana. Tetapi kini semakin banyak ditemukan senyawa dengan perbandingan yang tidak sederhana misalnya C₁₈H₃₅O₂Na.

2. Teori Atom Thomson

Setelah penemuan electron, maka teori atom Dalton yang menyatakan atom adalah partikel yang tidak terbagi lagi, tidak dapat diterima lagi. Pada tahun 1900, J.J.Thomson mengajukan model atom yang menyerupai roti kismis.

Menurut Thomson : “Atom merupakan bola kecil bermuatan positif dan dipermukaanya tersebar elektron yang bermuatan negatif”.

Gambar 4.1 Model Atom Thomson 3. Teori Atom Rutherford

Teori atom Thomson tidak menjelaskan kedudukan elektron dalam atom, hanya menyatakan berada dipermukaan, karena ditarik oleh muatan positifnya. Akan tetapi mengapa elektron lepas bila diberi energi, seperti tegangan listrik atau ditabrak partikel lain? Hal ini mendorong para ahli mencari teori atom yang lebih memuaskan.

Ernest Rutherford dan kawannya melakukan percobaan, yaitu melewatkan sinar alfa (α) dalam tabung berisi gas.

Ternyata sinar bergerak lurus tanpa dipengaruhi oleh gas.

Mereka menduga bahwa molekul gas tidak bermuatan dan tidak mengubah arah sinar α yang bermuatan positif.

Berdasarkan ini, Rutherford berhipotesis bahwa partikel α dalam padatan akan berubah arah karena dalam atom terdapat muatan positif. Hipotesis ini, pada tahun 1909, dibuktikan dengan percobaan oleh Geiger dan Marsden.

Mereka menembakkan sinar α pada selempeng platina tipis.

Hasilnya ditangkap dengan layar yang terbuat dari ZnS yang dapat berfluorensi bila kena sinar α.

Hasil pengamatan merumuskan bahwa sinar α yang ditambahkan itu ada yang tembus, membelok dan memantul.

Sinar yang tembus merupakan bagian terbesar, sedangkan yang membelok sedikit dan memantul sedikit sekali.

Gejala ini dijelaskan oleh Rutherford, bahwa partikel α banyak yang tembus disebabkan oleh atom yang mengandung banyak ruang hampa. Dipusat atom terdapat sebuah partikel bermuatan positif yang disebut inti. Sinar α akan membelok bila mendekati inti, karena saling tolak menolak. Kejadian ini sedikit jumlahnya, karena ukuran inti atom sangat kecil dibandingkan ukuran ruang hampanya. Jika ada partikel α yang menabrak inti, maka α akan memantul walaupun tidak 180⁰. Tumbukan langsung ini sangat kecil kemungkinannya, maka jumlah α yang memantul kecil sekali.

Gambar 4.2 Model Atom Rutherford

a) rancangan percobaan Rutherford untuk mengukur hamburan partikel α oleh sepotong lembaran emas.

Sebagian besar partikel α menembus lembaran emas dengan sedikit atau tanpa pembelokkan. Sedikit partikel dibelokkan dengan sudut yang besar. Kadang-kadang partikel α dibalikkan.

b) pemandangan yang diperbesar dari partikel α yang menembus dan dibelokkan oleh inti.

Diluar inti tidak hanya kosong, tetapi terdapat elektron yang berputar mengelilinginya. Elektron tidak mempengaruhi arah sinar α karena electron amat kecil dan ringan. Dengan penalaran diatas, Rutherford merumuskan teori atom yang

disebut Model atom Rutherford : ”Atom terdiri dari inti yang bermuatan positif yang merupakan terpusatnya massa.

Disekitar inti terdapat elektron yang bergerak mengelilinginya dalam ruang hampa”.

Salah satu kelemahannya dari teori atom Rutherford adalah tidak menjelaskan mengapa elektron itu tidak jatuh ke intinya. Menurut hukum fisika klasik, gerakan elektron mengitari inti akan disertai pemancaran energi berupa radiasi elektromagnet. Jika demikian maka energi elektron akan berkurang sehingga gerakannya akan melambat. Sementara, jika gerakan elektron melambat, maka lintasannya akan terbentuk spiral dan akhirnya ia akan jatuh ke inti atom.

B. Partikel Dasar Atom

Atom memiliki partikel dasar, yaitu : 1. Elektron

Salah satu alat digunakan untuk menyelidiki fenomena ini adalah tabung sinar katoda, tabung ini berupa kaca yang sebagian besar udaranya sudah disedot keluar. Ketika dua lempeng logam dihubungkan dengan sumber tegangan tinggi, lempeng yang bermuatan negatif disebut Katoda, memancarkan sinar yang tidak terlihat. Sinar katoda ini tertarik ke lempeng bermuatan positif, yang disebut Anoda, dimana sinar itu melalui suatu lubang dan terus merambat menuju ujung tabung satunya. Ketika sinar ini menumbuk permukaan yang telah dilapisi secara khusus, sinar katoda tersebut menghasilkan pendaran yang kuat atau cahaya yang terang. Karena sinar katoda ditarik oleh lempeng yang bermuatan positif dan ditolak oleh lempeng yang bermuatan negatif, sinar tersebut haruslah terdiri atas partikel- partikel yang bermuatan negatif. Kita mengenal partikel bermuatan negatif ini sebagai Elektron.

Gambar 4.3 Tabung sinar katoda. Sinar mengalir dari katoda (-) ke anoda (+)

Sifat sinar katoda :

a. Secara normal sinar katoda bergerak lurus.

b. Sinar ini mempunyai energy dan bersifat sebagai materi.

c. Dengan menggunakan spektroskopi massa, ternyata partikel ini mempunyai e/m = -1,76 x 10⁸ C gram^-1.

d. Dengan alat tetesan minyak, muatan partikel ini = -1,6 x 10^-19 C.

e. Dari data ini massa sebuah elektron adalah : Massa satu elektron = ^{𝑚𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛}

𝑚𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛/𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎

= ^{−1,6 𝑥 10−19𝐶}

−1,76 𝑥 10⁸𝐶𝑔⁻¹

= 9,11 x 10^-28 gram

f. Sinar katoda merupakan partikel yang paling ringan dan paling kecil.

2. Proton

Goldstein pada tahun 1886 membuat alat yang mirip tabung sinar katoda. Katoda dibuat berlubang dan diletakkan agak ke dalam. Tabung diisi gas hydrogen bertekanan rendah.

Setelah dialirkan listrik menghasilkan dua macam sinar.

Pertama, sinar katoda (electron) yang bergerak dari katoda ke anoda. Kedua, sinar yang bergerak ke katoda dan sebagian

masuk ke dalam lobang (saluran) sehingga disebut juga sinar saluran.

Hasil penyelidikan terhadap sinar saluran:

a. Diuji dengan medan listrik atau magnet ternyata sinar ini bermuatan positif, maka disebut juga sinar positif.

b. Jika tabung diisi gas lain seperti He, O dan N menghasilkan sinar positif yang berbeda. Berarti sinar yang dihasilkan bergantung pada jenis gas dalam tabung

c. Nilai e/m sinar berbeda antara satu dengan yang lain. Hal ini berarti sinar positif mempunyai massa dan muatan tertentu. Massa sinar positif jauh lebih besar dari pada elektron.

d. Sinar positif yang lebih ringan berasal dari gas hidrogen dan bermuatan sebesar muatan elektron, tetapi tandanya berlawanan. Partikel ini kemudian dikenal dengan nama proton, massa proton = 1,67 x 10^-24 gram.

3. Neutron

Neutron ditemukan oleh James Chadwick pada tahun 1932. Ketika Chadwick menembakkan partikel α keselembar tipis berilium, logam tersebut memancarkan radiasi yang berenergi sangat tinggi. Sinar ini sesungguhnya terdiri dari partikel netral yang mempunyai massa sedikit lebih besar dari pada massa proton. Chadwick menamai partikel ini dengan neutron.

Tabel 4.1 Massa dan Muatan Partikel Subatom

C. Nomor Atom, Nomor Massa dan Isotop

Semua atom dapat diidentifikasi berdasarkan jumlah proton dan neutron yang dikandungnya. Jumlah proton dalam inti setiap atom suatu unsur disebut nomor atom (Z).

Dalam atom netral, jumlah proton = jumlah elektron. Contoh : nomor atom (Z) nitrogen adalah 7; ini berarti setiap atom N netral mempunyai 7 proton dan 7 elektron.

Nomor massa (A) adalah jumlah total proton dan neutron yang ada di dalam inti atom suatu unsur.

Cara lazim digunakan untuk menandai nomor atom dan nomor massa dari satu atom untuk unsur X adalah:

dengan : A (nomor massa) = Jumlah proton (Z) + jumlah neutron(n) Z (nomor atom) = jumlah proton

Catatan : Untuk atom netral jumlah proton = jumlah elektron.

Atom yang memiliki nomor atom yang sama tetapi berbeda nomor massanya disebut isotop.

Contoh :

Terdapat tiga isotop untuk atom hidrogen; 𝐻₁¹ 𝐻₁² 𝐻₁³ Terdapat dua isotop untuk atom uranium; ²³⁵₉₂𝑈 ²³⁶₉₂𝑈

Sifat-sifat kimia suatu unsur ditentukan oleh proton dan elektron atomnya. Isotop-isotop dari unsur yang sama mempunyai sifat-sifat kimia yang sama, membentuk jenis senyawa yang sama, dan menunjukkan kereaktifan yang serupa.

Contoh :

Tentukan jumlah proton, neutron dan elektron dalam atom-atom berikut!

a. ¹⁹⁷₇₉𝐴𝑢 b. 𝑆₁₆^{32 2-} c. ²⁰⁹₈₃𝐵𝑖³⁺

Jawab : a. ¹⁹⁷₇₉𝐴𝑢

Jumlah proton (Z) = 79

Karena atom netral, maka jumlah elektron = 79

A (nomor massa) = Jumlah proton (Z) + jumlah neutron (n) Jumlah neutron (n) = A – Z

= 197 – 79 = 118 b. ₁₆³²𝑆^2-

Jumlah proton (Z) = 16

Karena atom berupa ion, maka jumlah elektron = jumlah proton (Z) – jumlah muatan

= 16 – (-2) = 18

artinya atom S menangkap 2 elektron.

A (nomor massa) = Jumlah proton (Z) + jumlah neutron (n) Jumlah neutron (n) = A – Z

= 32 – 16 = 16 c. ²⁰⁹₈₃𝐵𝑖³⁺

Jumlah proton (Z) = 83

Karena atom berupa ion, maka jumlah elektron = jumlah proton (Z) – jumlah muatan

= 83 – (+3) = 80 artinya atom Bi melepaskan 3 elektron.

A (nomor massa) = Jumlah proton (Z) + jumlah neutron (n)

Jumlah neutron (n) = A – Z

= 209 – 83 = 126 D. Molekul dan Ion

Molekul adalah suatu kumpulan yang terdiri dari sedikitnya dua atom dalam susunan tertentu yang terikat oleh gaya-gaya kimia (ikatan kimia).

Suatu molekul dapat mengandung atom-atom dari unsur yang sama atau atom-atom dari dua atau lebih unsur yang bergabung dalam perbandingan tertentu. Contoh: H2O adalah senyawa molekuler, mengandung atom hydrogen dan oksigen dengan perbandingan 2 atom H dan 1 atom O.

Molekul tidak bermuatan listrik (netral), terdiri dari : 1. Molekul diatomik

Molekul yang mengandung hanya dua atom. Contoh: H₂, N₂, O₂ serta unsur-unsur golongan 7A; F2, Cl₂, Br₂, dan I₂. Juga dapat mengandung atom-atom dari unsur yang berbeda, contoh: HCl dan CO.

2. Molekul poliatomik

Molekul yang mengandung lebih dari dua atom. Contoh:

O₃ (ozon), H2O dan NH₃ (amonia).

Ion adalah sebuah atom atau sekelompok atom yang mempunyai muatan total positif atau negatif.

1. Kation

Atom netral yang kehilangan satu atau lebih elektronnya, ion dengan muatan positif. Contoh: atom Na dapat dengan mudah kehilangan satu elektronnya untuk menjadi kation Na yang dituliskan dengan Na⁺.

Atom Na Ion Na⁺

11 proton 11 proton

11 elektron 10 elektron

2. Anion

Atom netral yang mengalami penambahan satu atau lebih electron, ion dengan muatan total negatif. Contoh: atom Cl dapat memperoleh tambahan 1 elektron untuk menjadi ion Cl^-.

Atom Cl Ion Cl

-17 proton 17 proton

17 elektron 18 elektron

Logam cenderung membentuk kation dan non logam cenderung membentuk anion, yang terdiri dari :

1. Ion Monoatomik, ion yang mengandung hanya satu logam, sedangkan anion dari atom non logam.

Tabel 4.2 Tata Nama “-ida” untuk Beberapa Anion Monoatomik yang Umum Menurut Letaknya dalam Tabel

Periodik

Golongan IV A Golongan VA Golongan VI Golongan VII C Karbida (C^4-)

Senyawa ionik terdiri dari :

1. Senyawa biner adaah senyawa yang terbentuk dari hanya dua unsur.

Tata nama penulisan: Unsur pertama kation logam, diikuti anion non logam.

Contoh:

ZnI2 unsur pertama kation seng, unsur kedua anion iodida, maka nama senyawa adalah Seng iodida.

KBr unsur pertama kation kalium, unsur kedua anion bromida, maka nama senyawa adalah Kalium bromida.

Al2O3 unsur pertama kation aluminium, unsur kedua

Al2O3 unsur pertama kation aluminium, unsur kedua