320 likes | 1.3k Views
Materi Dua :. STOIKIOMETRI. Kompetensi :. Memiliki kemampuan untuk menginterpretasikan serta menerapkan dalam perhitungan kimia . Memiliki kemampuan untuk mengaplikasikan pengetahuan yang dimilikinya dan terbiasa menggunakan prinsip matematik dan sains untuk memecahkan persoalan industri .
E N D
MateriDua : STOIKIOMETRI
Kompetensi : • Memilikikemampuanuntukmenginterpretasikansertamenerapkandalamperhitungankimia. • Memilikikemampuanuntukmengaplikasikanpengetahuan yang dimilikinyadanterbiasamenggunakanprinsipmatematikdansainsuntukmemecahkanpersoalanindustri. • Memilikikemampuanuntukbertanggungjawab, tepatwaktudanperbaikanberkesinambungan.
Pengantar : • Setiapreaksikimiamelibatkan atom danmolekuldalamjumlah yang besar. Misalnyaakanmembuatsenyawakarbondioksida, CO2. Dapatdilakukandengancaramereaksikansatu atom karbondengandua atom oksigenuntukmendapatkansatumolekulkarbondioksida. Berapapunjumlahzat yang akandireaksikan yang terpentingadalahperbandinganjumlah atom karbondanoksigenharuslah 1 : 2. Jadikitaperlumemilikimetodeperhitungan yang tepat agar jumlah yang kitatimbangmengandung atom dalamjumlah yang sesuaidenganperbandingandiatas.
Materi Pokok Bahasan : • Konsep Mol • Penentuan Rumus Kimia • Koefisien Reaksi • Hukum-hukum Gas
A. Konsep Mol • Pengertian konsep mol • Hubungan mol dengan jumlah partikel • Hubungan mol dengan massa (gram) • Hubungan mol dengan volume gas
Pengertian Konsep mol & Stoikiometri Konsep Mol • Mol = satuan jumlah • Contoh : Lusin untuk menyatakan sekumpulan zat yang jumlahnya 12 • Bilangan Avogadro : 6,02 x 1023 • Lambang : ( L ) Stoikiometri • Perhitungan kimia yang berhubungan dengan jumlah partikel
Hubungan mol dengan jumlah partikel • Satu mol zat = banyaknya zat tersebut mengandung 6x1023 butir partikel • Partikel : atom, molekul, ion • Jumlah partikel = mol x L
Contoh hubungan mol dengan partikel • Hitungjumlah atom dalam 5 mol besi (Fe) • Hitungjumlah mol dari1,5 x 1024molekulgula. Jawab : • Jumlah atom Fe = 5 x 6x1023 = 3 x 1024 atom • Mol gula = 1,5x1024 : 6x1023 = 2,5 mol
Soal – soal : Hitunglah : • Jumlahmolekuldalam 0,25 mol air (H2O) • Jumlah atom dalam 3 mol metana (CH4) • Jumlah mol dari 4,5 x 1023 atom Mg • Jumlah mol dari 6 x 1022molekul CH4
Hubungan mol dg massa (gram) • Massa molar adalahmassasatu mol zat yang dinyatakandalam gram. • Rumusmassaadl Gram = mol x AratauMr Ar = Massa atom Mr = Massa molekul / BeratMolekul (BM) • Massa atom (Ar) Fe = 56 Massa molar Fe = 56 gram (satu mol Fe mpymassa 56 gram) • Massa molekul (Mr) H2O = 18 Massa molar air = 18 gram (satu mol H2O mpymassa 18 gram)
Contoh hubungan mol dg massa • Berapa gram massa 5 mol glukosa (Mr = 180)? • Berapa Ar kalsium jika 0,2 mol kalsium mpy massa 8 gram? • Hitung mol dari 16 gram belerang (Ar = 32)!
Jawab : • Gram = mol x Mr Massa glukosa = 5 mol x 180 = 900 gram • Ar kalsium = gram : mol = 8 : 0,2 = 40 • Mol belerang = 16 : 32 mol = 0,5 mol
Soal – soal : • Hitunglah jumlah atom dalam 0,28 gram besi (Ar Fe = 56, L = 6 x 1023) • Berapa Mr amonia jika 5 mol amonia mpy massa 85 gram? • 7,525 x 1022 unsur X ternyata mempunyai massa 5 gram. Hitunglah berat atom unsur X ?
Hubungan mol dg volume gas • Rumus : p. V = n. R. T p = tekanan gas (atm) V = volume gas (lt) n = jumlah mol gas R = tetapan 0,08205 T = suhu mutlak (oK) • Keadaan standard (suhu 0oC, tekanan 1 atm) • Liter = mol x 22,4 • Mol = liter : 22,4
Contoh Hubungan mol dengan volume gas • Hitunglah volume dari 23 gram gas NO2 pada keadaan standard?(BM NO2 = 46) • Berapa massa dari 14 liter gas O2 pada 0oC, 1 atm ! • Berapa volume dari 9,03 x 1024 molekul gas pada keadaan standard ?
Jawab : 1. 23 gram gas NO2 = 23 : 46 = 0,5 mol = 0,5 x 22,4 lt = 11,2 lt 2.14 lt gas 02 = 14 : 22,4 =0,625 mol =0,625 x 32 gram = 20 gram 3. 9,03 x 1024molekul = 9,03 x 1024 : 6,02 x 1023 = 15 mol x 22,4 lt = 336 lt
Soal - soal : • Hitung jumlah molekul yang terkandung dalam 5,6 liter suatu gas, diukur pada keadaan standard? • Mesin kendaraan yang tidak terkontrol dapat mengeluarkan 0,28 kg gas CO untuk tiap liter bensin yang dibakar (C = 12, O = 16). Hitunglah gas CO yang dihasilkan dari pembakaran 100 liter bensin, diukur pada tekanan 1 atm, suhu 0oC?
B. Penentuan Rumus Kimia : • Konsep mol digunakanuntukmenentukanrumuskimiasuatusenyawa, baikrumusempiris (perbandinganterkecil atom dalamsenyawa) maupunrumusmolekul (jumlah atom dalamsenyawa) • Rumusempirisdihitung gram ataupersenmasing-masingpenyusunsenyawadanangkatersebutdibagidenganArmasing-masingdiperolehperbandingan mol terkecildariunsurpenyusunsenyawa.
Lanjutan penentuan rumus kimia : • Rumus molekul dan rumus empiris suatu senyawa ada kalanya sama, tetapi kebanyakan tidak sama. • Rumus molekul merupakan kelipatan dari rumus empiris. • Jika senyawa mempunyai rumus empiris CH2O maka rumus molekul mungkin C2H4O2 dll. • Menentukan rumus molekul senyawa ada dua hal yang harus terlebih dahulu diketahui yaitu rumus empiris senyawa dan Mr atau BM senyawa.
CONTOH RUMUS EMPIRIS : • Suatu senyawa tersusun dari 84% karbon dan 16 % hidrogen (C = 12, H = 1). Tentukan rumus empiris senyawa tersebut? • Suatu gas mengandung 48 gram karbon, 12 gram hidrogen dan 32 gram oksigen (C = 12, H = 1, o = 16). Bagaimana rumus empiris gas tersebut? • Suatu senyawa mengandung 32,4% natrium, 22,6% belerang dan sisanya oksigen (Na = 23, S = 32, o = 16). Tentukan rumus empiris senyawa itu?
Jawab : 1. C = 84% , H = 16% mol C : mol H = 84/12 : 16/1 = 7 : 16 Rumusempirissenyawaadalah : C7H16 2. C=48, H=12, O=32 mol C : mol H : mol O = 48/12 : 12/1 : 32/16 = 4 : 12 : 2 = 2 : 6 : 1 Rumusempiris gas adalah C2H6O 3. Na=32,4%, S=22,6%, O=100- (32,4+22,6) = 45% mol Na : mol S : mol O = 32,4/23 : 22,6/32 : 45/16 = 1,4 : 0,7 : 2,8 = 2 :1 :4 Rumusempirissenyawaadalah Na2SO4
Soal – soal : • 40 gram suatu oksida besi (senyawa besi dan oksigen) ternyata mengandung 28 gram besi (Fe = 56 dan O = 16). Tentukan rumus oksida besi tersebut? • Kristal CuSO4 mengadung 36% air (Cu = 64, S = 32, O = 16, H = 1) Tentukan rumus kristalnya? • Sebanyak 17 gram suatu oksida logam dengan rumus empiris M2O3 mengadung 8 gram oksigen. Jika Ar oksigen =16, berapa Ar logam tersebut?
CONTOH RUMUS MOLEKUL : • Suatu gas denganrumusempiris NO2 mempunyai BM = 92 (N = 14, O = 16). Tentukanrumusmolekulnya? • Suatusenyawaorganikdengan BM = 90 tersusundari 40% karbon, 6,6% hidrogendansisanyaoksigen (C=12, H=1, O=16). Tentukanrumusmolekulsenyawatersebut?
Jawab: 1. (NO2)n = 92 46 n = 92 n = 2 Rumusmolekul gas adalah N2O4 2. C = 40%, H = 6,6%, O = 53,4% Mol C : mol H : mol O = 40/12 : 6,6/1 : 53,4/16 = 3,3 : 6,6 : 3,3 = 1 : 2 : 1 Rumusempirisnya CH2O (CH2O) n = 90 30 n = 90 n = 3 Rumusmolekulnyaadalah C3H6O3
Soal - soal : • Sebanyak 11 gram suatu senyawa organik dibakar sempurna, menghasilkan 22 gram CO2 dan 9 gram H2O. Jika Mr senyawa = 88 tentukan rumus molekulnya! • 56 liter suatu gas pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm memiliki massa 175 gram. Jika rumus empiris senyawa adalah CH2 bagaimana rumus molekulnya?
C. KOEFISIEN REAKSI • Koefisienreaksi : Perbandingan mol seluruhzat yang adapadapersamaanreaksi, baikreaksiruaskirimaupunhasildiruaskanan. • Jikasalahsatuzatsudahdiketahuimolnya, mkzat lain padapersamaanreaksidapatdicaridengancaramembandingkankoefisien. • Mol A = koefisien A x mol B koefisien B
Contoh soal : • Diketahuireaksi : N2 + 3H2 2 NH3jika H2 yang bereaksiadl 12 mol, berapa mol N2 yang bereaksidanberapa mol NH3 yang terbentuk? Jwb : H2 = 12 mol N2 = 1/3 x 12 = 4 mol NH3 = 2/3 x 12 = 8 mol • Berapa gram gas O2 yang diperlukanuntukmembakar 260 gram asetilena, C2H2secarasempurna ? Jwb : 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O C2H2 = 260/26 mol = 10 mol O2 = 5/2 x 10 mol = 25 mol = 25 x 32 gram = 800 gram
Soal – soal : • Sebanyak 32 gram metana CH4 dibakar dengan 160 gram oksigen. Berapa gram CO2 yang dihasilkan? • 6 gram etana C2H6 dibakar dengan oksigen sesuai dengan reaksi : 2C2H6 + 7 O2 4CO2 + 6H2O Hitunglah volume gas CO2 yang terbentuk, diukur pada keadaan standar!
D. HUKUM-HUKUM GAS • Yaitu: • Hukum Gay-Lussac (hukumperbandingan volume). • Hukum Avogadro (padasuhudantekanan yang sama, gas-gas yang bervolumesamaakanmemiliki mol yang sama). • KeadaanStandar (setiap 1 mol gas apasajapadasuhu 0oC dantekanan 1 atmmemiliki volume 22,4 liter (22,4 dm3).
Soal-soal : • Pada suhu dan tekanan tertentu, 1 lt gas X bermassa 2 gram dan 10 lt gas NO bermassa 7,5 gram. Hitunglah Ar unsur X ! • 245 gram KClO3 dipanaskan sehingga terurai menjadi KCl dan gas O2 menurut reaksi : 2KClO3 2KCl + 3O2 Berapa lt gas O2 yang terbentuk diukur pada keadaan standar. • Untuk memperoleh 5,6 lt gas hidrogen (0oC,1 atm) berapa gram logam titan (Ti = 48) yang harus direaksikan dengan larutan HCl menurut reaksi : Ti + 4HCl TiCl4 + 2H2
Kesimpulan : • Perhitungan yang bersangkutan dengan partikel disebut stoikiometri atau pengukuran partikel. • Partikel berupa atom, molekul, ion, elektron dll sedang pengukuran berat, volume, jumlah partikel dan besaran kwantitatif.