KIMIA Kedokteran Neorologi Toksikologi Farmakologi Psikologi Biokimia Fisiologi Toksikologi Farmakologi Biokimia Neorologi Psikologi Paleontologi Geologi BIOLOGI Botani KIMIA FISIKA Astronomi Meteorologi Pertanian Elektronika Ekologi Metalurgi Arkeologi Teknik

ILUSTRASI atom germanium yang diendapkan pada suatu permukaan silikon yang bersih dengan spontan membentuk struktur piramida .

BAB 1. KONSEP KIMIA MODERN 1. Sifat Kimia modern 2. Metode dan Pendekatan Makroskopik 3. Hukum Dasar Kimia 4. Struktur Fisik Atom 5. Tabel Berkala 6. Konsep Mol 7. Konsep Energi

• Kimia mengkaji sifat zat, dan secara khusus, reaksi 1. SIFAT KIMIA MODERN • Kimia mengkaji sifat zat, dan secara khusus, reaksi yang mentransformasi satu zat menjadi zat lain termasuk perubahan energinya. Sistem kimia sistem kimia △energi Contoh produk kimia : garam → pemucat pakaian pasir → transistor, chip komputer karbon → nanotubes crude oil → plastik, pestisida, detergen

Berpikir: Mikroskopik (atom & molekul) Bekerja: Makroskopik

Konsep kimia bertumpu pada dua asas dasar: Kekekalan materi Kekekalan energi Jumlah materi dan jumlah total energi yang terlibat dalam reaksi kimia selalu kekal

PENDEKATAN MAKROSKOPIK Transformasi 2. METODE DAN PENDEKATAN MAKROSKOPIK Transformasi Analisis (pembongkaran) Sintesis (penyatuan) Zat dan Campuran Unsur dan Senyawa Kenyataannya tidak ada satu materipun yang mutlak murni Paling murni: Si & Ge ( zat pengotor < 1 ppb)

Garis besar langkah-langkah dalam analisis materi YA TIDAK HETEROGEN (dua fasa atau lebih) Fasa-fasa terpisah UNSUR Seragam ? ZAT Dapatkah diuraikan? HOMOGEN Dapatkah dipisahkan? YA CAMPURAN SENYAWA TIDAK Garis besar langkah-langkah dalam analisis materi

(C) (A) (B) (A) Kristal Cu(NO3)2·6H2O biru dan CdS kuning dimasukkan ke dalam air. (B) Cu(NO3)2·6H2O larut dan CdS tidak larut dalam air. (C) Terbentuk kristal Cu(NO3)2·6H2O murni apabila diuapkan.

3. HUKUM DASAR KIMIA Hukum Kekekalan Massa Lavoisier 2HgO 2Hg+O2 Hukum Proporsi Tetap Teori Atom Dalton Hukum Proporsi Ganda Hukum Penggabungan Volume Hipotesis Avogadro

• Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier) Dalam setiap reaksi kimia, jumlah massa sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. • Hukum Proporsi Tetap (Proust) Dalam suatu senyawa kimia, proporsi berdasar massa dari unsur-unsur penyusunnya adalah tetap, tidak bergantung pada asal usul senyawa tersebut atau cara pembuatannya. • Hukum Proporsi Ganda (Dalton) Bila dua unsur membentuk sederet senyawa, massa dari satu unsur yang bergabung dengan massa yang tertentu dari unsur lainnya merupakan nisbah bilangan bulat.

Teori Atom Dalton 1. Materi terdiri atas atom yang tak dapat dibagi lagi. 2. Semua atom dari unsur kimia tertentu mempunyai massa yang sama begitu pula semua sifat lainnya. 3. Unsur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda; terutama, massa atomnya yang berbeda. 4. Atom tak dapat dihancurkan dan identitasnya selalu tetap selama reaksi kimia. 5. Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya melalui penggabungan atom yang tak sejenis dengan nisbah jumlah keseluruhan yang kecil.

Contoh 1.1 Senyawa A B C D Massa O yang bergabung dengan 1,0000 g Cl Klorin (Cl) dan oksigen membentuk empat senyawa biner yang berbeda. Analisis menghasilkan data berikut : Senyawa A B C D Massa O yang bergabung dengan 1,0000 g Cl 0,22564 g 0,90255 g 1,3539 g 1,5795 g a) Tunjukkan bahwa hukum proporsi ganda berlaku untuk semua senyawa tersebut. b) Jika rumus senyawa A adalah kelipatan Cl2O, tentukan rumus senyawa B, C, dan D.

PENYELESAIAN a) Tentukan nisbah dengan membagi setiap massa oksigen dengan bilangan yang terkecil, yaitu 0,22564 g: 0,22564 g: 0,22564 g = 1,0000 untuk senyawa A 0,90255 g: 0,22564 g = 4,0000 untuk senyawa B 1,3539 g: 0,22564 g = 6,0003 untuk senyawa C 1,5795 g: 0,22564 g = 7,0001 untuk senyawa D Nisbah-nisbah tersebut merupakan bilangan bulat, dengan demikian hukum proporsi ganda berlaku b) Jika senyawa A mempunyai rumus kelipatan Cl2O, maka senyawa B adalah Cl2O4 senyawa C adalah Cl2O6, dan senyawa D adalah Cl2O7 atau kelipatannya

Hukum Penggabungan Volume (Gay-Lussac) Volume dua gas yang bereaksi (T & P sama), merupakan nisbah dari bilangan-bilangan bulat sederhana. Demikian pula, nisbah volume dari setiap produk gas terhadap volume dari masing-masing volume gas yang bereaksi. Hipotesis Avogadro Pada volume yang sama, gas-gas yang berbeda (T & P sama) mengandung partikel yang jumlahnya sama.

Setiap kubus merupakan wadah dengan volume yang sama di bawah kondisi yang sama. Hipotesis Avogadro Hukum Penggabungan Volume (Gay-Lussac)

4. STRUKTUR FISIK ATOM Elektron Sinar katoda (beta) Inti Thomson : me Millikan : e = 1,7588196 x 1012 C kg-1 = 1,6021773 x 10-19 C (1,59 X 10-19 C) Inti Partikel bermuatan positif: sinar kanal Rutherford : partikel α-foil emas A Z

Radas Thomson untuk mengukur muatan listrik- terhadap-massa, e / me.

Radas Millikan untuk mengukur muatan satu elektron, e.

Percobaan Rutherford, Kilatan cahaya menandai datangnya partikel alfa pada layar detektor.

5. TABEL BERKALA Golongan Unsur utama : Unsur lantanida (57-71) Logam transisi (10) Unsur utama : Logam, non-logam, metaloid Unsur lantanida (57-71) Unsur aktinida (89-103)

Tabel Berkala : Charles Janet, 1928

6. KONSEP MOL Bilangan Avogadro No = 6,022137 x 1023 Metode paling akurat untuk menentukan massa atom relatif dan massa molekul relatif secara langsung adalah spektrometri massa (alat : SPEKTROMETER MASSA) Massa molekul relatif H2O = 2 x massa atom relatif H + 1 x massa atom relatif O = 2 (1,0079) + 1 (15,9994) = 18,0152

Gambar sederhana spektrometer massa modern.

Contoh 1.2 Hitunglah massa atom relatif kimia dari karbon, dengan menggunakan massa atom relatif 13C sebesar 13,003354 pada skala 12C. Penyelesaian Buatlah tabel berikut : Isotop 12C 13C Massa Isotop x Kelimpahan 12,000000 x 0,98892 = 11,867 13,003354 x 0,01108 = 0,144 Massa atom relatif kimia = 12,011

Mol (Latin: mole, artinya tumpukan) Satu mol zat ialah banyaknya atom, molekul, atau entitas lain yang mengandung sejumlah bilangan Avogadro (No) 1 mol O = No atom oksigen 1 mol O2 = No molekul oksigen Massa satu mol atom suatu unsur disebut massa molar dengan satuan gram per mol Massa molar H2O = 18,0152 g mol-1

Kuantitas satu mol: grafit (C), kalium permanganat (KMnO4), tembaga sulfat pentahidrat (CuSO4·5H2O), tembaga (Cu), natrium klorida (NaCl), dan kalium bikromat (K2Cr2O7). Antimoni (Sb) terletak di tengah.

Contoh 1.3 Nitrogen dioksida (N2O) ialah komponen utama pencemar udara kota. Dalam sampel yang mengandung 4,000 g NO2, hitunglah (a) jumlah mol NO2 dan (b) jumlah molekul NO2. Penyelesaian a) Dari tabel massa molar nitrogen (14,007 g mol-1) dan oksigen (15,999 g mol-1), massa molar NO2 ialah : 14,007 g mol-1 + (2 x 15,999 g mol-1) = 46,005 g mol-1 4,000 g NO2 Σ mol NO2 = -------------------- = 0,8695 mol NO2 46,005 g mol-1 b) Untuk mengkonversi mol menjadi banyaknya molekul, kalikan dengan bilangan Avogadro : Σ molekul NO2 = (0,8695 mol NO2) x 6,0221 x 1023 mol-1 = 5,236 x 1022 molekul NO2

7. KONSEP ENERGI Bentuk Energi Energi kimia : Fotosintesis Energi kinetik KE = ½ mv2 (J = kg m2 s-2) Energi potensial △PE = gaya . pergeseran = mgh Satuan energi dalam joule (J)

Latihan Soal 1. Vanadium dan oksigen membentuk sederet senyawa dengan komposisi berikut : Massa % V 76,10 67,98 61,42 56,02 Massa % O 23,90 32,02 38,58 43,98 Bagaimana jumlah relatif atom oksigen dalam senyawa untuk massa tertentu atom vanadium?

2. Isotop plutonium yang digunakan untuk fisi nuklir ialah 239Pu. Tentukan (a) nisbah jumlah neutron dalam satu inti 239Pu terhadap jumlah proton dan (b) jumlah elektron dalam satu atom Pu. 3. Kelimpahan alami dan massa isotop unsur silikon (Si) relatif terhadap 12C = 12,00000 ialah : Isotop 28Si 29Si 30Si % Kelimpahan 92,21 4,70 3,09 Massa Isotop 27,97693 28,97649 29,97376 Hitunglah massa atom silikon alami

4. Hitunglah massa, dalam gram, satu atom iodin jika massa atom relatif iodin ialah 126,90447 berdasarkan skala massa atom yang diterima (didasarkan pada 12 sebagai massa atom relatif 12C). 5. Molekul vitamin A mempunyai rumus C20H30O, dan satu molekul vitamin A2 rumusnya C20H28O. Tentukan berapa mol vitamin A2 mengandung jumlah atom yang sama dengan 1,000 mol vitamin A.

6. Hanya dua isotop boron (B) yang ada dialam, massa atom dan kelimpahannya diberikan pada tabel berikut. Lengkapi tabel dengan menghitung massa atom relatif 11B sampai empat angka signifikan, bila massa atom relatif boron menurut tabel berkala adalah 10,811 Isotop % Kelimpahan Massa Atom 10 B 19,61 10,0131 11 80,39 ?