BAB 2. PERSAMAAN KIMIA DAN HASIL REAKSI - Bab2- Pers.Kimia & Rumus Kimia.pdf

(1)

BAB 2.

PERSAMAAN KIMIA DAN HASIL REAKSI

1.

RUMUS KIMIA

2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA

YANG BALANS

3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI

KIMIA

(2)

PERSAMAAN KIMIA

(3)

1. RUMUS KIMIA

•

RUMUS EMPIRIS (RE) :

Rumus yang paling sederhana dicerminkan

oleh jumlah atom untuk setiap jenis atom

dalam suatu senyawa

•

RUMUS MOLEKUL (RM) :

Jumlah atom setiap unsur didalam molekul

Misal rumus empiris glukosa (CH

₂

O)

_n

nisbah C : H : O = 1 : 2 : 1

Bila diketahui Mr = 180, maka n = 6

(4)

Bagaimana dengan CoCl

₂

?

•

Padatan kobalt(II) klorida

•

Rumus empiris CoCl

₂

gaya tarik yang kuat :

antar molekul dan antar atom kobalt

dan atom klorin

kedua gaya sulit dibedakan

ikatan ionik

•

Merupakan molekul raksasa (kristal)

(5)

Contoh 2.1

Pada

pembakaran 30 g senyawa organik dihasilkan 44 g

CO

₂

(Mr = 44) dan 18 g H

₂

O (Mr = 18). Tentukan

rumus empiris senyawa organik tersebut

.

Penyelesaian

44 g CO

₂

= 1 mol CO

₂

= 1 mol C = 12 g C

18 g H

₂

O = 1 mol H

₂

O =2 mol H = 2 g H

Bobot O = 30 g – (12 g + 2 g) = 16 g O = 1 mol O

Nisbah C : H : O = 1 : 2 : 1

(6)

9

RUMUS KIMIA DAN PERSENTASE

KOMPOSISI

ETILENA

Rumus Empiris : (CH2)n Rumus Molekul : C2H4

Massa C = 12,011 g Massa H = 2,0159 g Jumlah 14,027 g

PERSENTASE MASSA

KARBON = x 100% = 85, 628% C

HIDROGEN = x 100% = 14, 372% C

(7)

Contoh 2.2

Suatu senyawa mengandung 40 % C, 6,67 % H,

dan 53,3 % O. Tentukan rumus molekulnya jika

Mr =180.

Penyelesaian

Rumus empiris =

C : H : O = 40/12 : 6,67/1 : 53,3/16

= 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1 =(CH

₂

O)

_n

Rumus molekul = (CH

₂

O)

_n

= Mr

30 n = 180

n = 6

(8)

2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG

BALANS

_

Al +

_

HCl

→

_

AlCl

₃

+

_

H

₂

REAKTAN PRODUK

-Beri tanda untuk diisi dengan koefisien setiap reaktan dan produk

- Beri koefisien 1 pada AlCl3

kemudian koefisien 3 pada HCl dan 1 1/2 pada H₂

(9)

CONTOH 2.3

Amonia merupakan bahan dasar utama dalam pembuatan pupuk urea. Di industri, amonia dihasilkan melalui proses Haber yang menggunakan gas nitrogen dan hidrogen sebagai reaktan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.

Penyelesaian

_N₂ + H₂ Æ _NH₃

Mulailah dengan koefisien 1 untuk NH₃, sebab spesies paling rumit, Jadi koefisien N₂ = 1/2, koefisien H₂ = 1 ½, kemudian semua koefisien dikalikan dua

(10)

CONTOH 2.4

Proses Hargreaves ialah prosedur industri untuk membuat Na₂SO₄ yang digunakan dalam pembuatan kertas. Bahan awalnya ialah NaCl, SO₂, H₂O, dan O₂. HCl dihasilkan sebagai hasil sampingan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.

Penyelesaian

_NaCl + _SO₂ + H₂O + _O₂ Æ _Na₂SO₄ + _HCl

Mulailah dengan koefisien 1 untuk Na₂SO₄, sebab spesies paling rumit, Jadi koefisien NaCl = 2, koefisien SO₂ = 1

(11)

Berikutnya koefisien HCl = 2 dan koefisien H₂O = 1.

2 NaCl + SO₂ + H₂O + _O₂ Æ Na₂SO₄ + 2 HCl

Akhirnya, atom oksigen harus disetarakan. Ada 4 atom O di kanan, tetapi di kiri hanya terdapat 2 atom O dari SO₂ dan 1 atom O dari H₂O; jadi, koefisien O₂ = ½ :

2 NaCl + SO2 + H2O + ½O2 Æ Na2SO4 + 2 HCl

Kalikan semua koefisien dengan 2 :

(12)

3.

HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA

Hubungan antara massa reaktan dan produknya

disebut stoikiometri (Yunani:

stoicheion

= unsur

+

metron

= ukuran)

2 C

₄

H

₁₀

+ 13 O

₂

→

8 CO

₂

+ 10 H

₂

O

Artinya :

2 mol C

₄

H

₁₀

+ 13 mol O

₂

→

8 mol CO

₂

+ 10 mol H

₂

O

(13)

Contoh 2.6

Kalsium hipoklorit, Ca(OCl)2, digunakan sebagai bahan pemutih. Senyawa ini dihasilkan dari NaOH, Ca(OH)2, dan Cl2 menurut persamaan

2 NaOH + Ca(OH)₂ + 2 Cl₂ Æ Ca(OCl)₂+ 2 NaCl + 2 H₂O

Berapa gram Cl₂ dan NaOH yang bereaksi dengan 1067 g Ca(OH)₂, dan berapa gram Ca(OCl)₂ yang dihasilkan?

Penyelesaian

Jumlah mol Ca(OH)₂ yang dikonsumsi ialah

1067 g Ca(OH)₂

(14)

2 NaOH + Ca(OH)₂ + 2 Cl₂ Æ Ca(OCl)₂ + 2 NaCl + 2 H₂O

Jika 14,40 mol Ca(OH)₂ bereaksi maka: mol NaOH = 28,80 mol NaOH

mol Cl₂ = 28,80 mol Cl₂

mol Ca(OCl)₂ = 14,40 mol Ca(OCl)₂

Dari jumlah mol dan massa molar reaktan serta produknya, massa yang dicari ialah :

massa NaOH = (28,80 mol)(40,00 g mol-1) =1152 g

massa Cl₂ = (28,80 mol)(70,91 g mol-1_{) =2042 g}

(15)

4. REAKTAN PEMBATAS

•

Reaktan yang habis pertama kali ialah reaktan

pembatas, reaktan lain dalam keadaan berlebih.

•

Produk yang diperoleh berdasarkan pada

reaktan pembatas

•

Reaktan pembatas dapat dihitung secara

stoikiometri dengan

satuan jumlah reaktan (sjr)

yang diperoleh dari jumlah mol dibagi

koefisiennya.

(16)

Contoh 2.7

Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 mol HCl, reaksi : KIO3 + 5KI + 6HCl → 6 KCl + 3I2 + 3H2O

Apakah semua reaktan akan habis? Tentukan reaktan

pembatasnya dan berapa gram I₂ akan terbentuk? (Ar I = 127)

Penyelesaian

nisbah mol tidak sama dengan nisbah koefisien, jadi reaktan tidak habis semuanya

sjr KIO₃ = 1 mol/1 = 1, sjr KI = 4 mol/5 = 0,8 sjr HCl = 6 mol/6 = 1

Reaktan pembatas = KI (sjr KI paling kecil) mol I₂ = 3/5 x 4 mol = 2,4 mol

(17)

Contoh 2.8

Sebanyak 10 g CaCO3 direaksikan dengan 1 liter HCl 2 M, CaCO3 (p) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (aq) + CO2 (g)

Tentukan gram CO₂ yang terbentuk (Ar Ca = 40, C= 12, O = 16, Cl = 35.5, H = 1)

Penyelesaian

mol CaCO3 = 10 g/100 g mol-1 = 0,1 mol mol HCl = 2 M x 1 liter = 2 mol

sjr CaCO₃ = 0,1

sjr HCl = 2 mol/2 = 1

Reaktan pembatas = CaCO₃ (sjr CaCO₃ < sjr HCl) mol CO₂ = 1/1 x 0,1 mol = 0,1 mol

(18)

Contoh 2.9

Sebanyak 500 ml HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 liter Ba(OH)2 0,2 M. Tentukan massa BaCl2 yang terbentuk dan massa

reaktan yang tersisa.

Penyelesaian

mol HCl = 2,5 M x 0,5 liter = 1,25 mol mol Ba(OH)2 = 0,2 M x 2 liter = 0,4 mol

Reaksi : 2HCl + Ba(OH)₂ → BaCl₂ + 2H₂O sjr HCl = 0,625 sjr Ba(OH)₂ = 0,4

Reaktan pembatas = Ba(OH)₂ mol BaCl₂ = 0,4 mol

Reaktan tersisa = HCl

mol HCl tersisa = 1,25 mol – 0,8 mol = 0,45 mol

(19)

5. HASIL PERSENTASE

Hasil persentase (% hasil) suatu reaksi adalah

nisbah jumlah produk sesungguhnya yang

diperoleh (eksperimental) atau hasil nyata

terhadap hasil teoritis dari persamaan reaksi

dikali seratus persen

.

Hasil Nyata

% Hasil = x 100% Hasil Teoritis

(20)

Contoh 2.10

Jika 68,5 g karbon di dalam udara

a. Berapa hasil teoritis CO₂yang dihasilkan.

b. Jika CO₂hasil eksperimen menghasilkan 237 g CO₂ berapakah % hasil

Penyelesaian

a. Reaksi: C(p) + O₂ (g) CO₂(g)

mol C = 68,4 g/12 g mol-1 _{= 5,7 mol}

mol CO₂ = 5,7 mol

massa CO₂ = 5,7 mol x 44 g mol-1 _{= 250,8 g}

Hasil Nyata

b. % hasil = x 100% Hasil Teoritis

237 g CO₂

(21)

1. Suatu senyawa organik sebanyak 3,4501 g dibakar dengan O₂ berlebih menghasilkan 10,1526 g CO₂ dan 2,9546 g H₂O. Tentukan empirisnya!

2. Bau nenas yang harum itu disebabkan oleh senyawa organik golongan ester. Ester ini adalah etil butirat yang mempunyai susunan 2,585 mg C dan 0,430 mg H dalam 4,17 mg ester, sisanya adalah oksigen. Tentukan rumus perbandingannya dan rumus molekulnya bila diketahui bahwa bobot molekul etil butirat terletak antara 100 dan 125.

(22)

4. Setarakan persamaan reaksi berikut. a) KOH + H₃AsO₄ Æ K₂HAsO₄ + H₂O b) Si₂H₆ + H₂O Æ Si(OH)₄ + H₂

c) Al +NH₄ClO₄ Æ Al₂O₃ + AlClO₃ + NO + H₂O d) K₂MnF₆ + SbF₅ Æ KSbF₆ + MnF₃ + F₂

e) K₂MnO₄ + CO₂ + H₂O Æ KMnO₄ + KHCO₃ + MnO₂

5. Fermentasi gula menghasilkan etanol dinyatakan dengan persamaan reaksi: C₆H₁₂O₆ (s) Æ C₂H₅OH (l) + CO₂ (g)

a. Setarakan persamaan reaksi tersebut

b. Berapa massa etanol dalam gram yang dihasilkan dari 90 gram gula.

c. Berapa massa (g) gula yang diperlukan untuk menghasilkan 56 g CO₂

(23)

6. Besi cair dibuat dari bijih besi (Fe

₂

O

₃

) dengan tiga

langkah dalam tanur sembur sebagai berikut:

Fe

₂

O

₃

(s) + CO (g)

Æ

Fe

₃

O

₄

(s) + CO

₂

(g)

Fe

₃

O

₄

(s) + CO (g)

Æ

FeO (s) + CO

₂

(g)

FeO (s) + CO (g)

Æ

Fe (l) + CO

₂

(g)

(24)

7. Gas nitrogen dapat dibuat dengan melewatkan

amonia di atas tembaga (II) oksida panas sesuai

dengan persamaan reaksi:

CuO (s) + NH

₃

(g)

Æ

N

₂

(g) + Cu (s) + H

₂

O (g)

Jika 17 gram NH

₃

dan 200 gram CuO dicampur:

a. Setarakan persamaan reaksi diatas

b. Tentukan jumlah mol NH

₃

dan CuO yang

direaksikan

(25)