Minggu, 06 September 2009

Materi pelajaran

PERHITUNGAN KIMIA (STOIKIOMETRI)
1. Konsep Mol
a. Massa atom relatif (Ar)
Adalah perbandingan massa rata-rata satu atom unsur terhadap perduabelas massa satu atom C-12.
Ar X = massa rata-rata 1 atom X : 1/12 x massa 1 atom C-12 atau
Ar X = massa rata-rata 1 atom X : 1 sma (satuan massa atom)

b. Massa molekul relatif (Mr)
Adalah perbandingan massa 1 molekul unusr atau senyawa dengan 1/12 massa 1 atom C-12

Mr AxBy = x (massa rata-rata 1 atom A)+ y(massa rata-rata 1 atom B)

1/12 x massa 1 atom C-12
= x (Ar A)+ y (Ar B)

Contoh : Jika Ar H =1, O=16, tentukan Mr H2O
Jawab: Mr H2O = 2 x (Ar H) + 1 x (Ar O)
= 2x 1 + 1x 16 = 18

c. Pengertian mol dan jumlah partikel
Mol digunakan sebagi satuan jumlah zat dalam perhitungan kimia. Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram atom C-12, yaitu sebesar 6,02 x 10 23 .
Bilangan 6,02 x 10 23 disebut tetapan Avogadro dengan lambang L
Contoh: -. 1 mol logam Fe mengandung 6,02 x 10 23 atom Fe
-. 1 mol gas O2 mengandung 6,02 x 10 23 molekul O2
-. 2 mol gas H2 mengandung 2 x 6,02 x 10 23 molekul H2

Jumlah Partikel = jumlah mol x 6,02 x 10 23

Jumlah mol = jumlah partikel

6,02 x 10 23
d. Massa molar
Adalah massa 1 mol zat yang dinyatakan dalam gram. Massa molar sama dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) yang dinyatakan dalam gram.
Contoh: massa 1 mol logam Fe = 56 gram (Ar Fe=56)
Massa 1 mol gas CO2 = 44 gram (Mr CO2=44)
Massa 2 mol H2O = 2 x 18 (Mr H2O=18)
= 36 gram.
Massa = Jumlah mol x Mr atau Ar
Jumlah mol = massa

Mr atau Ar
Contoh :
1. hitunglah massa dari zat berikut
a. 3 mol logam Al ( Ar Al= 27)
b. 0,5 mol H2O (Mr H2O=18)
Jawab :
a. massa Al = 3 x 27 gram = 81 gram
b. massa H20 = 0,5 x 18 gram = 9 gram

2. Hitunglah jumlah mol dari zat berikut
a. 3 gram C (Ar C=12)
b. 22 gram CO2 (Mr CO2 = 44)
Jawab:
a. mol C = 3/12 = 0,25 mol
b. mol CO2 = 22/44 = 0,5 mol

e. Volume molar
Adalah volume 1 mol gas pada keadaan standar (STP=Standard Temperature and Pressure), yaitu pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm, volume gas sebesar 22,4 L.
Contoh: -. volume 1 mol gas O2 (STP) = 22,4 L
-. Volume 1 mol gas CO2 (STP) = 22,4 L
-. Volume 2 mol gas H2 (STP) = 2x22,4 L = 44,8 L

Volume gas (STP) = jumlah mol x 22,4 L
Jumlah mol = volume gas (STP)
22,4 L
Volume gas pada keadaan sembarang (tidak STP) dapat dihitung berdasarkan persamaan gas ideal yaitu : PV = n RT
V= n RT / P

Keterangan : P = tekanan (atm)
V= volume gas (Liter)
n = jumlah mol
R= tetapan gas = 0,082 L.atm. mol-1K-1
T= suhu mutlak = oC + 273 (K)

Contoh : -. Hitung volume 8,5 gram gas NH3 (Mr NH3 =17) bila diukur pada 27 oC tek 2 atm
Jawab: mol NH3 = 8,5/17 = 0,5
T=27+273 = 300K
P= 2 atm
R = 0,082
Volume NH3 = nRT/P = 0,5 x 0,082 x 300 / 2 = 12,5 L

Volume gas diukur pada kondisi gas lain
n1/V1 = n2 /V2
Keterangan : n1 = jumlah mol gas 1
N2 = jumlah mol gas 2
V1= volume gas 1
V2 = volume gas 2

Contoh : - pada suhu dan tekanan tertentu volume 8 gram Oksigen adalah 10 L. Berapakah volume 2,8 gram gas Nitrogen.
Jawab: mol gas O2 = 8/32=0,25 mol
Mol gas N22 = 2,8/28 = 0,1 mol
Mol O2/VO22 = mol N2/VN22
0,25/10 = 0,1/VN2
VN22 = 0,1 x 10/0,25
= 4 Liter

HUBUNGAN MOL DENGAN MASSA, JUMLAH PARTIKEL DAN VOLUME


:Mr atau Ar x6,02 x 1023

x :

: x22,4 L



2. Rumus empiris, rumus molekul, air kristal dan kadar zat
a. Rumus empiris dan rumus molekul
Rumus empiris adalah rumus perbandingan mol atom unsur-unsur dalam satu senyawa. Oleh karena itu, menentukan rumus empiris berarti menentukan perbandingan mol unsur-unsurnya.
Rumus molekul adalah rumus yang menyatakan jmlah dari atom-atom unsur yang menyusun 1 molekul suatu senyawa. Rumus molekul dapat ditentukan jika rumus empiris dan Mr senyawa diketahui.
RM=(RE)n
Keterangan : harga n bergantung kepada Mr zat
Contoh :

Senyawa Rumus molekul Rumus empiris
Benzena C6H6 CH
Etana C2H4 CH2
Glukosa C6H12O6 CH2O

Contoh soal:
Senyawa oksida belerang terdiri atas 50% belerang (Sulfur) dan sisanya oksigen. Jika Ar S=32, ArO=16. Tentukan rumus empiris senyawa itu.
Jawab.
Misal massa senyawa 100 gram
Massa S = 50% x 100 gram = 50 gram
Massa O = 50% x 100 gram = 50 gram
Mol S = 50/32 = 25/16 dan Mol O = 50/16
Jumlah mol S: jumlah mol O = 25/16:50/16 = 1: 2
Jadi rumus empiris senyawa tersebut adalah SO2

b. Air Kristal (Hidrat)
Adalah sejumlah molekul air (H2O) yang terkandung dalam susunan senyawa kristal. Senyawa yangmengandung air kristal disebut senyawa hidrat. Sedangkan senyawa yang tidak mengandung senyawa kistal disebut senyawa anhidrat:
Contoh senyawa hidrat:
1. MgSO47H2O: senyawa kristal MgSO4 mengandung air kristal (H2O) sebanyak 7
2. Kristal terusi FeSO45H2O
Pemanasan kristal hidrat dapat menyebabkan terlepasnya air kristal
Contoh soal;
Pada pemanasan senyawa hidrat Na2SO4.xH2O akan terbentuk 61,3 gram Na2SO4. Tentukan jumlah air kristal dan rumus senyawa hidrat tersebut. (Ar Na=23, S=32, O=16)
Jawab:
Mr Na2SO4=61,3 gram
Mr H2O=18
Misalkan massa Na2SO4xH2O = 100 gram
Massa Na2SO4 = 61,3 gram, maka massa H2O = 100-61,3 = 38,6 gram
Mol Na2SO4 : mol H2O = 61,3 : 38,6
142 18
= 0,43 : 2,15
= 1 : 5
Jadi jumlah air kristal = 5, sehingga rumus senyawa hidrat tersebut adalah Na2SO45H2O

c. Kadar Zat
Kadar zat (unsur) dalam suatu senyawa menyatakan persentase suatu unsur yang terkandung dalam senyawa tersebut. Secara umum dalam mencari persentase unsur dalam senyawa dapat dirumuskan:
% A dalam senyawa AmBn = m x Ar A /Mr Am Bn x 100 %
%B dalam senyawa Am Bn = n x Ar B / Mr AmBn x 100%
Dengan cara yang sama dapat dilakukan pula untuk mencari massa senyawa (unsur) dalam sejumlah massa zat dapat dirumuskan dengan :
Massa A dalam p gram AmBn = m x Ar A / Mr AmBn x p gram
Massa b dalam p gram AmBn = n x Ar b / Mr AmBn x p gram
Contoh soal :
1. Berapa % besi yang terdapat dalam Fe2O23, jika diketahui Ar Fe=56, O=16
Jawab :
% Fe dalam Fe22O23 = 2 x Ar Fe/Mr Fe22O3 x 100% = 2x56/160 x 100% = 70 %

2. hitunglah berapa kg CaO yang dapat diperoleh dari 1 ton batu kapur yang mengandung 90%CaCO3. Jika diketahui Ar Ca=40, C=12 dan O=16
Jawab:
Massa CaCO3 dalam 1 ton batu kapur = 90/100 x 1000 Kg = 900 Kg
Massa CaO = Mr CaO / Mr CaCO3 x 900 Kg = 56/100 x 900 Kg = 564 Kg



SOAL-SOAL LATIHAN




1. Jumlah partikel ion yang terdapat dalam 25 gram CaCO3 (Ar Ca=40, C=12, O=16) adalah....
A. 6,02x1023 partikel ion B. 3,01x1023 partikel ion
C. 5,02 x1023 partikel ion D. 6,02x10-23 partikel ion E. 3,01x10-23 partikel ion

2. Jika massa 1 atom unsur X = 3,99 x10-23 gram maka massa atom relatif (Ar) unsur tersebut adalah .... (massa 1 atom C-12=1,99x10-23 gram)
A. 6 B. 9 C. 12 D. 24 E. 40

3. Suatu unsur X mempunyai 2 isotop yaitu 42X dan 44X. Jika massa atom relatif X = 43,7 maka perbandingan persentase kedua isotop tersebut adalah ....
A. 10:90 B. 15:85 C. 25:75 D. 50:50 E. 60:40

4. Jika 16,8 L gas hidrogen (0oC, 1 Atm) direaksikan dengan gas nitrogen untuk membentuk senyawa amoniak menurut reaksi : N2 (g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Jumlah molekul NH3 yang terbentuk pada reaksi tersebut adalah .... (Bilangan Avogadro=6,02x1023)
A. 3,01x1022 B. 3,01x1023 C. 3,01x1024 D. 1,22x1022 E. 1,20x1023

5. Campuran gas CH4 dan C3H4 yang volumenya 10dm3 dibakar sempurna dengan gas oksigen. Jika pada suhu dan tekanan sama ternyata volume gas CO2 yang dihasilkan 24 dm3, maka volume masing-masing gas tersebut adalah ....
A. 3 dm3 dan 7 dm3 B. 7 dm3 dan 3 dm3
C. 5 dm3 dan 5 dm3 D. 4 dm3 dan 6 dm3 E. 6 dm3 dan 4 dm3

6. Unsur X sebanyak 3,01x1023 atom mempunyai massa 2 gram. Massa molar unsur X adalah ....
A. 4 gram B. 10 gram C. 20 gram D. 40 gram E. 80 gram

7. Berat aluminium (Al ) dalam 100Kg bijih bouksit (Al2O3) murni (Ar-Al=27, O=16) adalah A. 26,47 gram B. 27,00 gram C. 27,64 gram D. 52,94 gram E. 6,72 gram

8. Sebanyak 8 L gas propana di bakar habis dengan gas oksigen sesuai persamaan reaksi berikut : C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O (g)
Pada suhu dan tekanan sama volume gas CO2 yang dihasilkan adalah ....
A. 3L B. 5L C. 8L D. 12L E. 24 L

9. Pada Reaksi 27 gram kalsium dengan 5,6 gram nitrogen dihasilkan Kalsium nitrida, menurut persamaan reaksi: 3Ca(s) + N2(g) Ca3N2(s)
Massa kalsium nitrida yang dihasilkan adalah ....
A. 14,8gram B. 29,6 gram C. 44,4 gram D. 68,0 gram E. 148,0 gram

10. Gas nitrogen dapat bereaksi dengan gas hidrogen membentuk amoniak sesuai persamaan reaksi : N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3(g)
Jika gas hidrogen yang beraksi 6 L maka volume gas amoniak yang dihasilkan adalah ....
A. 3L B. 4L C. 6L D. 12 L E. 18 L.

11. Aluminium sulfat , Al2(SO4) 3 sebanyak 3,42 gram ditambah air sehingga volume larutan 2L. Jika diketahui Ar Al=27, S=32 dan O=16, molaritas larutan yang terbentuk adalah ....
A. 0,1M B. 0,5M C. 0,01 M D. 0,05M E. 0,005M







12. Diketahui reaksi berikut: H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4 (aq) + 2H2O(l)
Jika 75 mL larutan H2SO4 0,1M dicampurkan dengan 50mL larutan NaOH 0,2M, zat yang tersisa adalah ....
A. 2,5x10-3 mol H2SO4 B. 5x10-3mol H2SO4
C. 2,5 x10-3 mol NaOH D. 5x10-3 mol NaOH E. 7,5x10-3 mol NaOH

13. Jika 38 gram MgSO4.xH2O dipanaskan, dihasilkan 20 gram garam anhidrat (Mr MgSO4=120;H20=18). Harga x di atas adalah ....
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. 6

14. Sebanyak 18 gram logam magnesium direaksikan dengan asam klorida menurut reaksi : Mg(s) + 2HCl (aq) MgCl2(aq) + H2(g)
Jika volume gas H2 yang dihasilkan sebanyak 11,2L (STP), maka massa magnesium (Ar=24) yang tersisa adalah ....
A. 0,5 gram B. 4 gram C. 6 gram D. 12 gram E. 15 gram