REAKSI DAN STOIKIOMETRI BAGIAN I
KELOMPOK 7 :
Fathira Nabilasary Hairul D041231011 Andi Mahesa Priandy D041231023 Khairia Nur Fajriani D041231025 Dzaki Fauzan R D041231008
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS HASANUDDIN
2023
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kami panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena telahmelimpahkan rahmat-Nya berupa kesempatan dan pengetahuan sehingga makalah Reaksi dan Stoikiometri Bagian 1 ini bisa selesai pada waktunya.
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas dari mata kuliah Kimia Terapan, Selain itu, makalah ini juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang Reaksi dan Stoikiometri bagi para pembaca maupun bagi penulis.
Terima kasih juga kami ucapkan kepada dosen pengajar mata kuliah Kimia Terapan, yakni Bapak Dr Yusran, ST.,MT., yang telah memberikan dukungan dan bimbingannya dan juga teman-teman yang telah berkontribusi sehingga makalah ini bisa disusun dengan baik.
Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai hukum dasar kimia. Namun terlepas dari itu, kami memahami bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna, sehingga kami sangat mengharapkan kritik serta saran yang bersifat membangun demi terciptanya makalah selanjutnya yang lebih baik lagi.
Makassar, 10 Oktober 2023
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...i DAFTAR ISI...ii BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang...1 B. Rumusan Masalah...1 C. Tujuan Penulisan...1 BAB II PEMBAHASAN
A. Hukum-Hukum Dasar Ilmu Kimia...2 B. Konsep Mol...6 C. Hal-Hal yang berhubungan dengan mol...6 BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan...9 B. Saran...9 DAFTAR PUSTAKA...10
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ilmu kimia merupakan bagian ilmu pengetahuan alam yang mempelajari materi
yang meliputi susunan, sifat, dan parubahan materi serta energi yang menyertai perubahan materi. Penelitian yang cermat terhadap pereaksi dan hasil reaksi telah melahirkan hukum-hukum dasar kimia yang menunjukkan hubungan kuantitatif atau yang disebut stoikiometri. Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani, yaitu stoicheon yang berarti unsur dan metrainyang berarti mengukur. Dengan kata lain, stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi.
Hukum-hukum kimia dasar tersebut adalah hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, hukum perbandingan berganda, hokum perbandingan volume hukum kesamaan gas, hukum boyle dan hukum gas ideal. Hukum-hukum dasar kimia itu merupakan pijakan kita dalam mempelajari dan mengembangkan ilmu kimia selanjutnya.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan, yaitu sebagai berikut:
1. Apa saja hukum dasar ilmu kima?
2. Apa yang dimaksud dengan konsep mol?
3. Apa saja yang berhubungan dengan konsep mol?
C. Tujuan Penulisan
Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui hukum-hukum dasar ilmu kimia.
2. Untuk mengetahui pengertian konsep mol.
3. Untuk mengetahui hal-hal yang berhubungan dengan konsep mol.
BAB II PEMBAHASAN
A. Hukum- Hukum Dasar Ilmu Kimia (Stoikiometri) 1. Hukum Kekekalan Massa (Lavoiser)
Hukum kekekalan massa atau dikenal juga sebagai hukum Lomonosov Lavoisier adalah suatu hukum yang menyatakan massa dari suatu sistem tertutup akan konstan meskipun terjadi berbagai macam proses di dalam sistem tersebut(dalam sistem tertutup Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama (tetap/konstan). Pernyataan yang umum digunakan untuk menyatakan hukum kekekalan massa adalah massa dapat berubah bentuk tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Untuk suatu proses kimiawi di dalam suatu sistem tertutup, massa dari reaktan harus sama dengan massa produk.
Hukum kekekalan massa diformulasikan oleh Antonic Lavoisier pada tahun 1789. Oleh karena hasilnya ini, ia sering disebut sebagai bapak kimia modern. Sebelumnya, Mikhail Lomonosov (1748) juga telah mengajukan ide yang serupa dan telah membuktikannya dalam eksperimen. Sebelumnya, kekekalan massa sulit dimengerti karena adanya gaya buoyan atmosfer bumi. Setelah gaya ini dapat dimengerti. hukum kekekalan massa menjadi kunci penting dalam merubah alkemi menjadi kimia modern. Ketika ilmuwan memahami bahwa senyawa tidak pernah hilang ketika diukur, mereka mulai melakukan studi kuantitatif transformasi senyawa. Studi ini membawa kepada ide bahwa semua proses dan transformasi kimia berlangsung dalam jumlah massa tiap elemen tetap. Hukum kekekalan massa berbunyi
"
Massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama."
Contoh :
Fe (5,6gr) + S(3,2gr) => FeS (8,8gr)
2. Hukum Perbandingan Tetap (Proust)
Hukum Proust juga dikenal sebagai "Hukum Perbandingan Tetap" . Ini dikarenakan pada 1799 Joseph Louis Proust menemukan bahwa setiap senyawa disusun oleh unsur dengan komposisi tertentu dan tetap. Oleh karena itu, hukum tersebut berbunyi “Perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa adalah selalu tetap walaupun berasal dari daerah yang berbeda dan dibentuk dengan cara yang berbeda”.
Contoh :
Massa karbon (C) dan oksigen (O) memiliki perbandingan 3:8. Jika karbon yang bereaksi 1,5 gram, berapa massa oksigen bereaksi dan massa karbondioksida yang terbentuk?
Perbandingan massa:
Massa Oksigen = 8/3 1,5 gram = 4 gram Massa Karbon dioksida = 11/3 1,5 = 5,5 gram.
Jadi, massa oksigen bereaksi adalah 4 gram dan massa Karbondioksida terbentuk adalah 5,5 gram.
3. Hukum Perbandingan Berganda (Dalton)
Hukum Dalton pertama kali dicetuskan oleh ilmuwan asal Inggris bernama John Dalton.
Dalam penelitiannya, John Dalton membandingkan unsur-unsur yang terkandung dalam beberapa senyawa. Hasilnya ditentukanlah Hukum Perbandingan Ganda yang berbunyi “Jika ada dua unsur bisa membentuk lebih dari satu senyawa dengan salah satu massa unsur dibuat tetap, maka perbandingan massa yang lain dalam senyawa itu merupakan bilangan bulat sederhana”
Contoh:
Unsur fosfor dan oksigen yang direaksikan membentuk dua jenis senyawa. Dalam 55 gram senyawa I terdapat 31 gram fosfor dan 71 gram senyawa II mengandung 40 gram oksigen. Apakah senyawa tersebut termasuk ke dalam hukum Dalton?
Massa oksigen pada senyawa I = 55 − 31 = 24 Massa fosfor pada senyawa II = 71 − 40 = 31
Perbandingan massa fosfor pada senyawa I dan II adalah
= 31 : 31 dibagi dengan 31 = 1 : 1
Perbandingan oksigen pada senyawa I dan II adalah
= 24 : 40 dibagi dengan 8 = 3 : 5
Dari hasil tersebut perbandingan oksigen dan fosfor pada senyawa I dan II yaitu 1:1 dan 3:5 merupakan bilangan bulat dan sederhana.
4. Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay-Lussac)
Sebelumnya telah banyak yang melakukan percobaan mengenai hukum perbandingan volume yaitu diantaranya Henry Cavendish, William Nicholson, dan Antonic Carlise yang menemukan perbandingan volume hidrogen dan oksigen tetapi belum dapat menemukan perbandingan hasil reaksi antara gas hidrogen dan oksigen,
Di awali oleh percobaan Joseph Priestley pada tahun 1781 yang menemukan gas hidrogen dan gas oksigen yang dapat membentuk uap air, kemudian Henry Cavendish menemukan volume gas hidrogen dan gas oksigen yang bereaksi membentuk uap air memiliki perbandingan 2: 1. Tenyata William Nicholson dan Anthony Carlise berhasil menguraikan uap air menjadi gas hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis.
Joseph Louis Gay Lussac yang merupakan ahli kimia Prancis pada tahun 1808 melakukan eksperimen dan mengamati volume gas-gas terlibat dalam suatu reaksi.
Pengamatan ini dilakukan terhadap temperatur dan tekanan yang tetap atau sama sehingga menghasilkan:
a. Satu bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas klorin menghasilkan dua volume gas hidrogen klorida:
H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)
b. Dua bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas oksigen menghasilkan dua bagian volume air
H2(g)+O2(g)→2H2O(g)
Sehingga dari data tersebut terdapat bunyi hukum perbandingan volume “Jika diukur pada Suhu dan Tekanan yang sama, maka Volume gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”.
Contoh:
2 Liter gas hidrogen bereaksi dengan 2 liter gas klorin sehingga menghasilkan 4 gas hidrogen klorida. Apabila gas hidrogen yang direaksikan sebesar 10 liter, berapakah gas hidrogen klorida yang dihasilkan?
Jika gas hidrogen yang direaksikan adalah 10 liter maka gas hidrogen klorida yang dihasilkan: 2 x 10 = 20 liter ( 2 = nilai perbandingan Hidrogen Klorida). Jadi hidrogen klorida yang dihasilkan dari reaksi 10 liter gas hidrogen adalah sebanyak 20 liter.
5. Hukum Avogadro
Menurut hipotesis Dalton-Gay Lussac:
2volume hidrogen+1volume oksigen →2volume uap air
2n atom hidrogen+1n atom oksigen→2n molekul uap air Dari perbandingan tersebut berlaku :
2atom hidrogen+1atom oksigen→2molekuluap air
Jadi, untuk menghasilkan 2 molekul uap air diperlukan 1/2 atom oksigen. Berarti untuk menghasilkan 1 molekul uap air diperlukan atom oksigen. Data tersebut sangat bertentangan dengan teori atom Dalton sebelumnya yang menyatakan bahwa atom tidak dapat dibagi-bagi sehingga tidak mungkin 1 molekul air dibentuk oleh I atom hidrogen dan 1/2 atom oksigen.
Karena alasan inilah, hipotesis Dalton-Gay Lussac ditolak.
Pada tahun 1811. Amedeo Avogadro, yang lahir di Turin, Italia (09-08-1776) memperkenalkan hipotesisnya, bahwa partikel unsur itu tidak harus merupakan atom-atom bebas atau berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Atas dasar ini, Avogadro mengembangkan hipotesis yang diajukan Dalton-Gay Lussac, yaitu "Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama"
Hukum ini ditemukan oleh Amedeo Avogadro pada tahun 1811. Hipotesis Avogadro menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas, sesuai dengan perbandingan jumlah molekulnya. Berarti jika :
2volume gas hidrogen+1volume gas oksigen→2volume uap air 2n molekul gas hidrogen+¿gas oksigen→2n molekul uap air
Perhatikan bahwa dalam setiap molekul air yang dihasilkan, terdapat 1 buah atom oksigen bukan atom oksigen. Hipotesis ini dibuktikan kebenarannya melalui berbagai eksperimen dan sekarang dikenal sebagai Hukum Avogdro. Hukum Avogdro dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut :
Untuk perhitungan penyelesaian soal-soal yang berkaitan dengan volume gas dan jumlah molekul, dapat dirumuskan sebagai berikut :
Jumlah Molekul X=Volume gas x
Volume gas y× jumlahmolekul y Contoh:
Sebanyak 35 L gas karbon dioksida mengandung 4,5 x 1023 molekul. Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan jumlah molekul 7 L gas hidrogen.
Jawab :
Jumlah molekul H2= Volume H2
Volume CO2× Jumlah MolekulCO2
¿ 7L
35L×4,5.1023molekul
¿9×1022molekul
Jadi, 7 L gas hidrogen mengandung 9 × 1022 molekul B. Konsep Mol
Setiap zat yang ada di alam tersusun atas partikel-partikel bentuk atom, molekul, dan ion.
Ukuran dan massa partikel-partikel zat tersebut sangat kecil sehingga kita kesulitan untuk mengukurnya. Karena alasan tersebut dimulai era pengetahuan konsep mol. Jumlah partikel dalam suatu zat juga sangat banyak sehingga kita sulit juga untuk menghitungnya. Akan tetapi, para ahli kimia berhasil menemukan cara menghitung jumlah partikel, massa zat, dan volume gas. Hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam suatu reaksi disebut stoikiometri.
Dalam stoikiometri, satuan yang digunakan untuk menyatakan jumlah partikel dalam zat dinamakan mol. Mol berasal dari bahasa Lathin yaitu "mole" yang artinya tumpukan. Jumlah partikel-partikel atom, molekul. atau ion dalam 1 mol zat akan sama dengan jumlah partikel- partikel dalam 1 mol zat lainnya. Namun, massa setiap dalam 1 mol tidak sama. Mol dapat digunakan sebagai jembatan penghubung antara massa zat dengan jumlah partikel.
C. Hal- Hal yang Berhubungan dengan 1. Jumlah Partikel Dalam 1 Mol Zat
Atom dan molekul mempunyai massa yang sangat kecil sehingga tidak dapat kita ukur dengan mudah. Untuk memudahkan pengukuran, ahli kimia menggunakan standar. Standar
yang digunakan untuk menyatakan 1 mol adalah jumlah partikel dalam isotop atom C-12 (karbon) bermassa 12 gram.
Jumlah partikel atom karbon yang terdapat dalam 12 gram atom C-12 merupakan suatu bilangan yang sangat besar dan disebut tetapan Avogadro. Besarnya tetapan Avogadro dapat dihitung dengan cara berikut:
1 sma = 1,661 x 10-24 gram.
Massa 1 gram atom C-12 = 12 sma
= 12 × 1,661 × 10-24g
= 1,9932 × 10-23
Jumlah partikel atom C-12 dalam 12 gram unsur C-12 adalah : 12gram
1,9932×10−23gram/atom=6,02×1023
Jadi, dalam 1 mol atom C-12 terdapat 6,02 x 1023 atom C-12. Satu mol suatu zat (unsur atau senyawa) adalah sejumlah zat tersebut yang mengandung 6,02 x 1023 partikel (atom, molekul, atau ion).
2. Jumlah Massa 1 Mol Unsur dan Senyawa
Mr suatu molekul merupakan penjumlahan dari Ar unsur-unsur penyusunnya. Hubungan antara Mr dan Ar dapat dituliskan dalam bentuk rumus.
Mr=(Ar atom1x jumlahatom1)+(Ar atom2x jumlahatom2)+…+(Ar atom n x jumlahatom n) Atau
Mr=
∑
ArMassa 1 mol unsur atau senyawa disebut massa molar. Hubungan antara molar dengan Ar dan Mr adalah sebagai berikut :
Massa molar unsur monoatomic = Ar zat (gram) Massa molar unsur diatomic = 2 x Ar zat (gram)
Massa molar senyawa =
∑
Ar zat (gram) = Mr zat (gram)Berdasarkan rumusan di atas, massa suatu zat dengan jumlah mol tertentu dirumuskan sebagai berikut :
Massa unsur monoatomic = Ar × jumlah mol Massa unsur diatomic = 2 × Ar × jumlah mol Massa senyawa = Mr × jumlah mol 3. Jumlah Volume 1 Mol Gas
Hukum perbandingan volume (Avogadro) menyatakan bahwa "pada volume yang sama, gas-gas yang berbeda (pada suhu dan tekanan sama) mengandung partikel yang jumlahnya sama". 1 mol setiap zat mempunyai jumlah partikel yang sama juga, jadi dapat disimpulkan:
Volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol (n), Atau Volume gas = mol x 22,4 L/mol (untuk keadaan STP)
Hipotesis Avogadro dapat juga ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
PV
nT=R Atau PV=nRT P : tekanan gas (Pa).
V : volume gas (kubik).
n : jumlah mol gas.
R : konstanta gas (yang berbeda-beda tergantung pada unit yang digunakan, seperti 8,314 J/(mol·K) atau 0,0821 L·atm/(mol·K)).
T : suhu gas (K).
Contoh :
Sebuah tabung berisi 5 mol gas nitrogen (N ) pada suhu 300 K. Jika volume tabung₂ tersebut adalah 2 m³, berapakah tekanan gas dalam tabung?
Penyelesaian:
Kita dapat menggunakan persamaan PV = nRT untuk mencari nilai tekanan gas.
Substitusikan nilai yang diketahui ke dalam persamaan:
P(2)= 5 × 8,314 × (300) P = 2494,2 Pa
Jadi, tekanan gas dalam tabung adalah 2494,2 pascal.
4. Hubungan Antara Massa Zat, Jumlah Partikel, dan Volume Gas
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Hukum kekalan massa dikemukakan olch Antonie Lavoiser pada tahun 1789 menyatakan bahwa Massa sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. Dengan kata lain, hukum ini menyatakan bahwa dalam reaksi kimia, suatu materi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan.
Hukum perbandingan tetap dikemukan oleh Joseph Proust pada tahun 1799. (Joseph Louis Proust, 1754-1826) menyatakan bahwa Perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa adalah selalu tetap walaupun berasal dari daerah yang berbeda dan dibentuk dengan cara yang berbeda. Dengan kata lain setiap sampel suatu senyawa memiliki komposisi unsur-unsur yang tetap.
Hukum perbandingan berganda dikemukakan oleh John Dalton (1766 - 1844) menyatakan bahwa "Jika dua unsur dapat membentuk satu atau lebih senyawa, maka perbandingan massa dari unsur yang satu yang bersenyawa dengan jumlah unsur lain yang tertentu massanya akan merupakan bilangan mudah dan tetap."
Hukum Perbandingan Volume yang dikemukakan olch Gay Lussac menyatakan bahwa
"Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dengan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana". Dengan kata lain
"Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas sama dengan perbandingan koefisien dalam reaksi yang sama"
Hukum kesamaan gas yang dikemukakan oleh Amedeo Avogrado menyatakan bahwa
"Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula". Pernyataan ini dapat dirumuskan dengan PI/V1=P2/V2.
Hukum Boyle adalah hukum gas yang dikemukakan oleh Boyle menyatakan bahwa bila suhu tetap, volume gas dalam ruangan tertutup berbanding terbalik dengan tekananya.
Mol adalah satuan yang digunakan dalam perhitungan kimia dengan mengacu pada satuan Avogadro (6 × 1023).
B. Saran
Pada makalah ini penulis menyadari masih terdapat kekurangan, oleh karena itu kami menerima segala bentuk masukan dan saran yang bersifat membangun. Semoga makalah ini dapat bermanfaat umumnya untuk pembaca.
DAFTAR PUSTAKA
Alfian, Zul. 2009. Kimia Dasar. Medan : Penerbit dan percetakan Universitas Sumatra Utara Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar dan Konsep - Konsep Inti Edisi Ketiga Jilid 2.
Jakarta : Erlanga
Prasetiawan, Widi . 2009. Hukum Kekekalan Massa. Jakarta : Cerdas Pustaka Urip, Kalteng.2012."Ringkasan Hukum - Hukum Dasar dalam Kimia" diunduh 10 Oktober 2023, dari http://urip.wordpress.com/2012/10/22/ringkasan-hukum-hukum-dasar- dalam-kimia/
Utami, Budi. 2011. "Hukum-hukum Dasar Kimia (Hipotesis Avogadro) dan Konsep Mol".
diunduh 10 Oktober 2023, dari http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-sma- ma/hukum-hukum-dasar-kimia-hipotesis-avogadro-dan-konsep-mol/
