___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 1
LEMBAR KERJA SISWA (LKS) 5 KIMIA KELAS X (Semua Kompetensi)
Hukum Dasar Kimia (Untuk 4x Pertemuan) A. Kompetensi Dasar
KD 3.4 : Menerapkan konsep massa molekul relatif, persamaan reaksi, hukum-hukum dasar kimia, dan konsep mol untuk menyelesaikan perhitungan kimia. KD 4.4 : Mengolah data terkait konsep massa molekul relatif, persamaan reaksi,
hukum-hukum dasar kimia, dan konsep mol untuk menyelesaikan perhitungan kimia.
B. Tujuan Pembelajaran Kognitif
1. Menerapkan konsep massa atom relatif dan massa molekul relatif, persamaan reaksi, hukum-hukum dasar kimia, dan konsep mol untuk menyelesaikan perhitungan kimia 2. Menerapkan konsep mol untuk menyelesaikan perhitungan kimia (hubungan antara
jumlah mol, partikel, massa dan volume gas dalam persamaan reaksi serta pereaksi pembatas).
3. Menyetarakan persamaan reaksi sederhana dengan diberikan nama-nama zat yang terlibat dalam reaksi atau sebaliknya
4. Menganalisis data untuk membuktikan berlakunya hukum- hukum dasar kimia
Psikomotorik
1. Menentukan massa molekul relatif jika diketahui massa atom relatif
2. Menghitung massa zat, volume, dan jumlah partikel jika diketahui jumlah molnya dan sebaliknya.
3. Menentukan rumus empiris suatu senyawa jika diketahui rumus molekul dan massa atom relatifnya, dan sebaliknya.
4. Menghitung banyaknya molekul air dalam senyawa hidrat
5. Merancang dan melakukan percobaan untuk membuktikan hukum Lavoisier 6. Menyimpulkan data hasil percobaan pembuktian hukum Lavoisier
7. Menghitung banyaknya zat dalam campuran (% massa, % volum, bpj, molaritas, molalitas, dan fraksi mol)
C. Kerangka Materi
Hukum dasar Kimia
1. Hukum Lavoisier
Oleh ilmuwan asal Prancis, yaitu Antonie Laurent Lavoisier. Dari penelitian, diperoleh hasil bahwa massa oksigen yang dibutuhkan pada proses pembakaran sama dengan massa oksigen yang terbentuk setelah merkuri oksida dipanaskan. Oleh karena itu, hukum Lavoisier
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 2 dikenal sebagai hukum kekekalan massa. Adapun pernyataan hukum Lavoisier adalah
sebagai berikut.
Contoh :
Besi bermassa 21 gram direaksikan dengan belerang sehingga membentuk 33 gram besi belerang. Tentukan massa belerang yang bereaksi!
Pembahasan:
Sebelum menentukan massa belerang yang bereaksi, Quipperian bisa menulis persamaan reaksinya seperti berikut.
2. Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)
Seorang ilmuwan asal Prancis, Joseph Louis Proust, Penelitiannya membuktikan bahwa setiap senyawa tersusun atas unsur-unsur dengan komposisi tertentu dan tetap. Oleh karena itu, hukum Proust dikenal sebagai hukum perbandingan tetap. Adapun pernyataan hukum Proust adalah sebagai berikut.
Contoh :
Senyawa karbon dioksida dibentuk dari unsur karbon dan oksigen dengan perbandingan massa karbon dan oksigen adalah 3 : 8. Jika unsur karbon yang bereaksi 1,5 gram, tentukan massa oksigen yang bereaksi dan massa karbon dioksida yang terbentuk!
Pembahasan:
Dari soal tersebut diketahui:
Dengan menggunakan hukum perbandingan antara unsur dan massa yang diketahui, diperoleh:
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 3 3. Hukum Dalton (Hukum Perbandingan Berganda)
Seorang ilmuwan asal Inggris, John Dalton, melakukan penelitian dengan membandingkan massa unsur-unsur pada beberapa senyawa, contohnya oksida karbon dan oksida nitrogen. Senyawa yang digunakan Dalton adalah karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2). Jika massa karbon di dalam CO dan CO2 sama, massa oksigen di dalamnya akan memenuhi perbandingan tertentu. Perbandingan massa oksigen pada senyawa CO dan CO2 yang diperoleh Dalton adalah 4 : 8 = 1 : 2. Dengan demikian, hukum Dalton dikenal sebagai hukum perbandingan berganda. Berikut ini pernyataan hukum Dalton.
Contoh :
Dua buah senyawa oksida nitrogen (NxOy) yang tersusun atas unsur oksigen dan nitrogen dengan komposisi sebagai berikut.
Senyawa Massa Nitrogen (gr) Massa Oksigen (gr)
I 28 16
II 28 48
Tentukan perbandingan antara massa oksigen pada senyawa I dan II! Pembahasan:
Untuk menentukan perbandingan massa oksigen pada kedua senyawa tersebut, Quipperian cukup melihat massa oksigen yang diketahui. Ternyata, cukup mudah menentukan
perbandingannya ya, karena massa nitrogennya sudah sama. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 4 Massa oksigen I : Massa oksigen II
16 gr : 48 gr 1 : 3
Jadi, perbandingan massa oksigen pada senyawa I dan II adalah 1 : 3. 4. Hukum Gay Lussac (Hukum Perbandingan Volume)
Hukum Gay Lussac dicetuskan oleh ilmuwan asal Prancis, yaitu Joseph Gay Lussac. Lussac meneliti tentang volume gas dalam suatu reaksi kimia. Berdasarkan penelitiannya, Lusac mengambil kesimpulan bahwa perubahan volume gas dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Pada suhu dan tekanan tertentu, 1 liter gas nitrogen bisa bereaksi dengan 3 liter gas hidrogen menghasilkan 2 liter gas amonia. Adapun persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
Adapun pernyataan hukum Gay Lussac adalah sebagai berikut.
Contoh :
1 liter gas hidrogen bereaksi dengan 1 liter gas klorin, sehingga dihasilkan 2 liter gas hidrogen klorida. Jika gas hidrogen yang direaksikan 5 liter, tentukan gas hidrogen klorida yang dihasilkan!
Pembahasan:
Untuk menentukan volume gas hidrogen klorida yang dihasilkan, Quipperian bisa menggunakan perbandingan berikut dengan anggapan suhu dan tekanan tidak berubah.
Jadi, volume gas hidrogen klorida yang dihasilkan adalah 10 liter. 5. Hipotesis Avogadro
Dengan adanya hipotesis tersebut, diperoleh bahwa perbandingan volume gas sama dengan perbandingan koefisien. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 5
Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr)
1. Massa Atom Relatif (Ar)
Massa atom relatif adalah massa suatu atom yang ditentukan dengan cara membandingkan dengan massa atom standar yaitu atom C berdasar kesepakatan para ilmuan. Dan tercantum dalam Tabel SPU (Sistem Periodik Unsur).
2. Massa Molekul Relatif (Mr)
Adalah Jumlah dari massa atom relatif penyusun suatu senyawa (molekul) dikalikan dengan masing-masing banyaknya atom penyusun molekul tersebut (angka ekuivalen).
Contoh :
1. Diketahui massa atom relatif C=12, H=1, O=16. hitunglah massa molekul rata-rata senyawa CH3COOH
Jawab :
Molekul CH3COOH terdiri dari 2 atom C, 4 atom H dan 2 atom O, maka perhitungannya Mr CH3COOH = (2 x Ar C) + (4 x Ar H) + (2 x Ar O)
= 2 x 12 + 4 x 1 + 2 x 16 = 60
2. Diketahui massa atom relatif (Ar) O=16, Al =27 dan S=32. Hitunglah massa molekul relatif Al2(SO4)3
Jawab :
Molekul Al2(SO4)3 terdiri dari 2 atom Al, (1 x 3) atom S dan (4 x 3) atom O Mr Al2(SO4)3 = (2 x Ar Al) + (3 x Ar S) + (12 x Ar O)
= (2 x 27) + (3 x 32) + (12 x 16) = 54 + 96 + 192
= 342
Rumus Empirin dan Rumus Molekul
Rumus kimia dibedakan menjadi dua jenis, yaitu rumus molekul dan rumus empiris. Rumus Empiris adalah Rumus Kimia paling sederhana, sedangkan Rumus Molekul dari suatu senyawa menunjukkan jumlah atom sebenarnya dari masing-masing unsur dalam satu molekul senyawa tersebut.
Contoh :
Nama Senyawa Rumus Molekul Rumus Empiris
Karbon Dioksida CO2 CO2
Vitamin C (asam askorbat) C6H8O6 C3H4O3
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 6 Konsep mol
Adalah satuan pengukuran untuk suatu zat, yang dihitung dari massa zuatu zat di bagi dengan Atom Relatif (Ar) atau Molekul Relatif (Mr) nya.
Hubungan mol (n) dengan Volume gas (V) , Molaritas (M), massa molar (G), dan jumlah partikel (x) dapat di gambarkan sebagai berikut :
Contoh Soal :
Adapun untuk contoh dan jawaban soal dalam penghitungan konsep mol, antara lain sebagai berikut;
1. Hitung jumlah mol dari 10 gram besi (Fe) Tahap 1:
Tentukan masa relatif dari besi yang dapat dilihat dalam sistem periodik yaitu sebesar 55.8 g/mol
Tahap 2:
Hitung mol besi dengan rumus yang ada
Mol Fe = massa Fe / Mr Fe = 10 g / 55.8 g/mol = 0.179 mol Jadi 10 gram besi sama dengan 0.179 mol Fe.
2. Keadaan STP, tentukan jumlah mol dari 10 L gas oksigen.
Untuk menghitung jumlah mol jika diketahui volumenya maka kita dapat membaginya dengan nilai 22.4 L/mol.
Mol O2 = volume O2 / 22.4 L/mol = 10 L / 22/4 L/mol = 0.446 mol
3. Tentukan massa dari 4 mol helium (He) Tahap 1:
Kita perlu menentukan nilai masa relatif dari helium yang bisa dilihat dalam tabel sistem periodik yaitu pada bagian nomor massa. He memiliki masa relatif yaitu 4 g/mol.
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 7
Tahap 2:
Selanjutnya massa dapat dihitung dengan mengalikan jumlah mol dengan masa relatifnya. Mol = massa zat / Mr
Massa zat = Mol x Mr = 4 x 4 = 16 gram Jadi massa 4 mol helium yaitu 16 gram.
4. Berapa massa molar dari AuCl3
Tahap 1:
Massa molar sama dengan masa relatif dimana kita bisa menghitung dengan menjumlahkan nilai masa relatif masing masing atom yang ada dalam senyawa tersebut. Kita perlu mencari nilai masa relatif dari Au dan Cl.
Au = 194.9 g/mol Cl = 35.4 g/mol Tahap 2:
Setelah mengetahui masing masing masa relatif atomnya, kita harus menjumlahkannya sesuai dengan senyawa. Dalam senyawa AuCl3 ini Au berjumlah 1 sedangkan Cl berjumlah 3.
Masa molar AuCl3 = Au + 3 Cl = 194.9 + (3×35.4) = 303.3 gram
5. Hitung jumlah mol karbon tetraflourida (CF4) dalam 176 gram CF4
Tahap 1:
Tentukan masa relatif dari CF4 dimulai dari mencari masa molekul relatif untuk setiap atom.
C = 12 g/mol F = 18.9 g/mol
Maka nilai masa relatif CF4 dapat dihitung dengan rumus
Mr CF4 = C + 4 F = 12 + (4×18.9) = 88 g/mol
Tahap 2:
Selanjutnya kita sudah dapat menghitung jumlah mol dengan membagi massa zat dengan nilai Mrnya.
Mol CF4 = massa CF4 / Mr CF4 = 176 / 88 = 2 mol
Jadi jumlah mol CF4 sebanyak 176 gram yaitu 2 mol.
6. Konversikan 5.3 x 1025 molekul karbon dioksida ke dalam jumlah mol
Untuk mengubah jumlah partikel ke dalam bentuk mol, kita akan menggunakan variabel bilangan avogadro. Bilangan avogadro memiliki nilai 6.02 x 1023 yang akan dimasukkan ke dalam perhitungan.
Mol CO2 = jumlah partikel CO2 / bilangan avogadro = 5.3 x 1025 / (6.02 x 1023) = 88 mol
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 8
Konsentrasi Larutan
1. Kemolaran/ Molaritas (M)
Kemolaran atau molaritas adalah satuan konsentrasi dari larutan yang dapat menunjukkan jumlah mol dari zat terlarut di dalam satu liter larutan. Adapun molaritas dapat dinyatakan dalam persamaan:
2. Molalitas (m)
Molalitas atau kemolalan hampir mirip dengan molaritas, namun ada yang membedakan yaitu besaran pelarutnya. Jika molaritas menggunakan besaran pelarut dalam volume, molalitas menghitung konsentrasi dengan perbandingan mol di dalam satuan berat atau dalam satu kilogram pelarut. Adapun persamaan yang dapat digunakan untuk mendapat molalitas adalah:
Selain menggunakan persamaan tersebut, kamu juga dapat menggunakan persamaan berikut ini:
3. Fraksi mol (Xi)
Besaran konsentrasi larutan yang kali ini adalah fraksi mol. Fraksi mol ini dapat
menunjukkan perbandingan dari konsentrasi mol zat baik zat terlarut maupun zat pelarut dengan larutan tersebut. Dimana fraksi mol zat terlarut dan zat pelarut jika dijumlahkan akan menjadi 1. Persamaan yang bisa kamu gunakan untuk mendapatkan fraksi mol adalah:
Dimana:
xt = fraksi mol zat terlarut nt = mol zat terlarut xp = fraksi mol zat pelarut np = mol zat terlarut
Contoh :
2,5 gram CaCO3 (Mm= 100) dilarutakan dalam 90 gram air (Mm= 18). Tentukan fraksi mol
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 9 Jawaban:
Untuk menentukan fraksi mol, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan terlebih dulu mol masing-masing zat dengan persamaan pada penjelasan berikut ini: Menentukan Mol CaCO3
n= 0,025 mol
Menentukan Mol air,
n= 5 mol
Selanjutnya menentukan Xp dengan persamaan berikut:
Untuk menentukan fraksi mol zat terlarut (Xt) bisa menggunakan dua cara, yaitu
atau dapat juga mencari Xt dengan cara menggunakan persamaan Xp + Xt =1, maka 0,99 + Xt = 1, Xt = 1-0,99 = 0,01
Berdasarkan perhitungan tersebut, maka fraksi mol air adalah 0,99 dan fraksi mol CaCO3 adalah 0,01.
4. Persen massa
Jenis besaran konsentrasi larutan yang satu ini memiliki tujuan untuk menunjukkan
persentase massa, dimana ada yang membandingkan massa suatu zat terlarut dengan 100 gram larutannya atau biasanya disebut dengan persen massa per massa, dan membandingkan massa suatu zat terlarut dengan volume larutan tersebut.
Persen massa per massa biasanya digunakan untuk mencari kandungan zat terlarut di dalam larutan yang berasal dari fase padat.
Persamaan untuk mencari persen massa per massa adalah:
Sedangkan untuk mendapatkan persen massa per volume, kamu dapat menggunakan persamaan:
___________________________________________________________________________ LKS KIMIA 6 SMK Bina Kerja/Rr. Wahyu Wiryaningsih. S.T., M.M 10
5. Persen volume
Besaran konsentrasi larutan lainnya adalah persen volume yang membandingkan volume
dari zat terlarut dengan volume larutan, dimana biasanya digunakan untuk zat terlarut yang berasal dari fase cair, dengan menggunakan persamaan:
persen volume = volume zat terlarut/volume larutan x 100% 6. Pengenceran
D. TUGAS
Selesaikan soal perhitungan di bawah ini di kertas, kemudian simpan di Map Mapel KIMIA
1. Sejumlah logam besi dipijarkan dengan 3,2 gram belerang menghasilkan 8,8 gram senyawa besi(II) sulfida. Berapa gram logam besi yang telah bereaksi?
2. 2. Sebanyak 18 gram glukosa dibakar dengan oksigen menghasilkan 26,4 gram gas karbon dioksida dan 10,8 gram uap air. Berapa gram oksigen yang telah bereaksi pada pembakaran tersebut?
3. Di dalam senyawa CaS, perbandingan massa Ca : S = 5 : 4. Jika 10 gram kalsium
direaksikan dengan 9 gram serbuk belerang, maka hitunglah massa CaS yang dihasilkan?
4. Setiap 2 liter gas nitrogen tepat habis bereaksi dengan 3 liter gas oksigen menghasilkan 1 liter gas oksida nitrogen. Jika volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan rumus molekul oksida nitrogen tersebut.
5. Hitung berapakah mol molekul yang terdapat dalam 6 gram glukosa (C6H12O6), diketahui
Ar C = 12, O = 16, serta H = 1
6. Hitunglah molalitas larutan yang terjadi jika 24 gram MgSO4 dilarutkan ke dalam 400
gram air. (Mr.MgSO4=120)
7. Hitunglah banyaknya molekul senyawa yang terdapat dalam 2 mol Na2SO4
8. Diketahui 0,3 mol H2SO4 (Ar H = 1; S = 32; O = 16), Hitunglah massa H2SO4 dan
banyak nya molekul H2SO4
9. Sebanyak 100 mL larutan gula 2 M akan dibuat menjadi larutan gula 0,25 M. Tentukan volume larutan setelah diencerkan dan volume air yang harus ditambahkan!
10. 9 gram glukosa (Mr= 180) dilarutkan dalam 200 gram air, tentukan kemolalan larutan glukosa tersebut!
