Stoikiometri Tim Dosen Pengampu MK. Kimia Dasar

Contents KONSEP MOL RUMUS KIMIA PERSAMAAN REAKSI STOIKIOMETRI Click to edit text styles Edit your company slogan KONSEP MOL RUMUS KIMIA PERSAMAAN REAKSI STOIKIOMETRI www.themegallery.com

Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebut mol. Konsep Mol Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebut mol. 1 mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12 gram C–12, yaitu 6,0221367 × 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro (L). Partikel zat dapat berupa atom, molekul, atau ion 1 mol atom = L buah atom, massanya = Ar atom tersebut. 1 mol molekul = L buah molekul massanya = Mr molekul tersehut www.themegallery.com

Massa atom relatif dan massa molekul relatif Untuk atom Untuk senyawa www.themegallery.com

Massa rata2 1 atom Fe = 56 x 1/12 x 2x10-23 = 9,3 x 10-23 gram Contoh soal 1 Jika Ar Fe = 56 sma dan massa 1 atom 12C = 2x10-23 gram. Tentukan massa 10 atom besi Massa rata2 1 atom Fe = 56 x 1/12 x 2x10-23 = 9,3 x 10-23 gram Massa 10 atom Fe = 10 x 9,3 x 10-23 gram = 93 x 10-23 gram www.themegallery.com

Massa 1 molekul H2O = Mr H2O x 1/12 x massa 1 atom C-12 Jika Ar H = 1, Ar O = 16, dan massa 1 atom 12C = 2 x 10-23 gram, tentukan massa 10 molekul air Jawab : Mr H2O = (2 x Ar H) + (1x Ar O) = 18 Massa 1 molekul H2O = Mr H2O x 1/12 x massa 1 atom C-12 18 x 1/12 x 2 x 10-23 = 3 x 10-23 gram Massa 10 molekul air = 10 x 3 x 10-23 gram = 3 x 10-22 gram www.themegallery.com

Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ? Jawab: Contoh soal 2 Contoh: Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ? Jawab: Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 mol NaOH = massa / Mr = 20 / 40 = 0.5 mol Banyaknya molekul NaOH = 0.5 mol = 0.5 x 6.023 x 1023 = 3.01 x 1023 molekul www.themegallery.com

Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel : Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel X = n x 6,02 x 1023 Keterangan : n = jumlah mol X = jumlah partikel 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 1023 atom besi (partikel unsur besi adalah atom) 5 mol CO2 mengandung 5 × 6,02 × 1023 = 3,01 × 1024 molekul CO2 1 mol Na+ mengandung 6,02 × 1023 ion Na+ (partikel ion Na+ adalah ion) www.themegallery.com

massa senyawa X= n x Mr senyawa X Massa Molar (mm) Massa molar : massa 1 mol suatu zat, sama dengan Ar atau Mr zat itu dan dinyatakan dalam g/mol m = n x mm massa unsur X = n x Ar X massa senyawa X= n x Mr senyawa X Zat Massa molar Mol Massa Ca (Ar Ca = 40) 40 g/mol 1 mol 40 g CO2 (Mr = 44) 44 g/mol 2 mol 88 g NaCl (Mr = 58,5) 58,5 g/mol 4 mol 117 g www.themegallery.com

Contoh : volume 2 mol gas CO2 pada keadaan STP = 2 x 22,4 = 44,8 L. Volume molar (Vm) Volume per mol gas disebut volume molar gas dan dinyatakan dengan lambang Vm. Pada keadaan standar (suhu 0oC dan tekanan 1 atm, STP), volume molar gas (Vm) adalah 22,4 L/mol. Contoh : volume 2 mol gas CO2 pada keadaan STP = 2 x 22,4 = 44,8 L. V = n x Vm www.themegallery.com

Kemolaran (M) Kemolaran (M) adalah salah satu cara untuk menyatakan konsentrasi (kepekatan) suatu larutan. Kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan, atau jumlah mmol zat terlarut dalam tiap mL larutan. www.themegallery.com

www.themegallery.com

Jika sebanyak 20 gram NaOH dilarutkan dalam 250 mL akuades, berapa jumlah mol, jumlah partikel, dan kemolaran larutan NaOH? www.themegallery.com

Dapat berupa rumus empiris dan rumus molekul Rumus Kimia menunjukkan jenis unsur dan jumlah relatif masing-masing unsur yang terdapat dalam zat. Banyaknya unsur yang terdapat dalam zat ditunjukkan dengan angka indeks Dapat berupa rumus empiris dan rumus molekul Konsep mol dapat digunakan untuk menentukan rumus suatu senyawa www.themegallery.com

Rumus Empiris Vs Molekul Rumus empiris rumus kimia yang menyatakan rasio perbandingan terkecil dari atom-atom pembentuk sebuah senyawa Rumus molekul, rumus yamg menyatakan jumlah atom-atom dari unsur-unsur yang menyusun satu molekul senyawa Rumus Molekul = ( Rumus Empiris )n Mr Rumus Molekul = n x ( Mr Rumus Empiris ) n= bilangan bulat www.themegallery.com

Penentuan Rumus Empiris dan Molekul 1. Cari massa (persentase) tiap unsur penyusun senyawa 2. Ubah ke satuan mol 3. Perbandingan mol tiap unsur merupakan rumus empiris 4. Untuk mencari rumus molekul dengan cara : ( Rumus Empiris ) n = Mr, n dapat dihitung 5. Kemudian kalikan n yang diperoleh dari hitungan, dengan rumus empiris. www.themegallery.com

Contoh soal 22 g sampel suatu senyawa yang hanya mengandung fosfor dan sulfur, dianalisis dan ternyata mengandung 12,4 g fosfor dan 9,6 g sulfur. Bagaimana komposisi persentase senyawa ini? Tuliskan rumus empirisnya! www.themegallery.com

Tanda + berarti “bereaksi dengan” dan tanda  berarti “menghasilkan”. Persamaan Reaksi Chemical Equation Penggunaan lambang (simbol) kimia untuk menunjukkan apa yang terjadi saat reaksi kimia berlangsung N2(g) +  3 H2(g) →  2 NH3(g) Tanda + berarti “bereaksi dengan” dan tanda  berarti “menghasilkan”.

Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama Persamaan Reaksi Chemical Equation Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama)

Persamaan Reaksi Chemical Equation HNO3 (aq) + H2S (g)   NO (g) + S (s) + H2O (l) a HNO3 + b H2S   c NO + d S + e H2O atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi) atom O : 3a = c + e   3a = a + e   e = 2a atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a   2b = 3a   b = 3/2 a atom S : b = d = 3/2 a

Persamaan Reaksi Chemical Equation Maka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya : 2 HNO3 + 3 H2S   2 NO + 3 S + 4 H2O

2CaO(s) + 5C(s)  2CaC2(s) + CO2(g) Contoh soal Karbid (kalsium karbida) adalah padatan putih yang pada umumnya digunakan orang untuk mengelas. Karbit dihasilkan dari pemanasan kalsium oksida dan karbon dalam tanur listrik dengan hasil samping gas karbon dioksida. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi : CaO(s) + C(s)  CaC2(s) + CO2(g) 2CaO(s) + 5C(s)  2CaC2(s) + CO2(g) www.themegallery.com

Setarakan reaksi kimia berikut : C8H18 + O2  CO2+H2O Latihan soal Setarakan reaksi kimia berikut : C8H18 + O2  CO2+H2O Al + H2SO4  Al2(SO4)3 + H2 P4O10 + H2O  H3PO4 Al + Fe3O4  Al2O3 + Fe Na2S2O3 +I2  NaI + Na2S4O6 www.themegallery.com

Pembakaran senyawa hidrokarbon CxHy dalam oksigen berlebih menghasilkan 220 mg CO2 (Mr=44) dan 45 mg H2O (Mr=18). Jika ArC = 12 dan H = 1. Carilah rumus empiris senyawa tersebut! www.themegallery.com

Pengertian… Stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia) Stoikiometri adalah hitungan kimia

Hubungan koefisien dalam persamaan reaksi dengan hitungan a. Perbandingan koefisien pada persamaan reaksi sebanding dengan volume gas (T, P sama) Contoh: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) 3 liter ? ? Jawab: Perbandingan volum  3 lt : 3/1 x 3 lt : 2/1 x 3 lt 3 lt : 9 lt : 6 lt 1 : 3 : 2

Hubungan koefisien dalam persamaan reaksi dengan hitungan b. Perbandingan koefisien pada persamaan reaksi sebanding dengan perbandingan mol Contoh: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) 2,8 g ? ? mol N2 = 2,8 / 28 = 0,1 mol mol H2 = 3/1 x 0,1 mol = 0,3 mol  massa H2 = 0,3 x 2 = 0,6 g mol NH3 = 2/1 x 0,1 = 0,2 mol  massa NH3 = 0,2 x 17 = 3,4 g

Hubungan koefisien dalam persamaan reaksi dengan hitungan Perbandingan koefisien pada persamaan reaksi sebanding dengan perbandingan jumlah partikel Contoh: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) 6,022x1023 Molekul ? Molekul ? Jawab: perbandingan koef  1 : 3 : 2 Jumlah molekul H2 = 3 x 6,022x1023 = 18,07x1023 Jumlah molekul NH3 = 2 x 6,022x1023 = 12,04x1023

KADAR ZAT Massa AxBy = p gram Massa A = x. Ar A . p Mr AxBy Massa B = y. Ar B . p % A = x. Ar A . 100% % B = y. Ar B . 100%

Contoh Massa masing-masing unsur dalam 100 gram senyawa Ca(NO3)2 (Ar N = 14, O = 16, dan Ca = 40) adalah :

Contoh… Misalkan massa Al2O3 = 50 g, maka berapakah persentase masing-masing logam tersebut? Jawab: Mr Al2O3 = (2x27) + (3x16) = 102 g/mol % Al = 2x Ar Al x 100% = 2x27 x 100% = 52,94% Mr Al2O3 102 Massa Al = 52,94% x 50 g = 26,47 g % O = 3x Ar O x 100% = 3x16 x 100% = 47,06% Massa O = 47,06% x 50 g = 25,53 g

PEREAKSI PEMBATAS Adalah pereaksi yang habis terlebih dahulu dalam suatu reaksi kimia Cara menentukan pereaksi pembatas: membagi jumlah mol masing-masing pereaksi dengan koefisiennya, kemudian hasil terkecil itulah yang merupakan pereaksi pembatas

Terdapat sisa O2(g) = 1 mol Terdapat hasil Al2O3(s) = 2 mol Contoh: 4Al(s) + 3O2(g)  2Al2O3(s) Mula-mula : 4 mol 4 mol Bereaksi : 4 mol 3/4x 4 mol 2/4 x 4 mol Sisa/stlh : - 1 mol 2 mol Jadi, setelah reaksi: Terdapat sisa O2(g) = 1 mol Terdapat hasil Al2O3(s) = 2 mol

Contoh: Sebanyak 1,8 g Mg bereaksi dengan 1,4 g gas N2 membentuk magnesium nitrida (Mg3N2). Tentukan persamaan reaksinya dan massa zat setelah reaksi! (Ar Mg = 24 g/mol; Ar N= 14 g/mol) Jawab: Mol Mg = 1,8/24 = 0,075 mol Mol N2 = 1,4/28 = 0,050 mol

Lanjutan… 3 Mg + N2  Mg3N2 Mula-mula : 0,075 mol 0,050 mol Bereaksi : 0,075 mol 0,025 mol 0,025 mol Sisa / setelah : - 0,025 mol 0,025 mol Massa N2 setelah bereaksi = n x Mr = 0,025 x 28 = 0,7 g Massa Mg3N2 = n x Mr = 0,025 x 100 = 2,5 g

Latihan… Sebanyak 38,8 g senyawa ZnS dibakar dengan 30 liter gas oksigen (pada 0oC, 1 atm) dengan reaksi: ZnS + O2  ZnO + SO2 Tentukan: - penyetaraan reaksinya! - volume SO2 setelah reaksi berlangsung!

Latihan… 2. Etilena, C2H4 terbakar di udara membentuk CO2 dan H2O sesuai dengan reaksi berikut: C2H4 + O2  CO2 + H2O Tentukan: a. Penyetaraan reaksinya! b. Massa CO2 yang terbentuk jika campuran ini mengandung 1,93 g C2H4 dan 5,92 g O2 yang terbakar!

REAKSI YANG MELIBATKAN CAMPURAN Jika suatu campuran direaksikan, maka masing-masing komponen mempunyai persamaan reaksi sendiri. Pada umumnya hitungan yang melibatkan campuran diselesaikan dengan pemisalan.

Contoh: Suatu campuran sejumlah 7,8 g yang terdiri dari logam aluminium dan logam magnesium direaksikan dengan asam sulfat. Reaksi tersebut menghasilkan total gas hidrogen sebanyak 8,96 l (STP). Berapakah komposisi persen massa masing-masing logam tersebut? Jawab: Mg + H2SO4  MgSO4 + H2 2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 Misal : Al = x gram  (x / 27) mol Mg = (7,8 – x) gram  (7,8 – x) / 24 mol

Jika diketahui bahwa volum total gas hidrogen = 8,96 l, maka n H2= 8,96/22,4 = 0,4 mol (mol H2 I + mol H2 II) I. Mg + H2SO4  MgSO4 + H2 mol H2 = [(7,8 – x) / 24] mol II. 2Al + 3H2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2 Mol H2 = (3/2 . x/27) mol = (x/18) mol Mol H2 I + mol H2 II = 0,4 mol [(7,8 – x) / 24] + x/18 = 0,4 ………(1)

Dari persamaan (1), diperoleh: x = 5,4 g (Massa Al) Maka massa Mg = 7,8 – x = 7,8 – 5,4 = 2,4 g Sehingga persentase masing-masing logam: % Al = (5,4 / 7,8) x 100% = 69,23% % Mg = (2,4 / 7,8) x 100% = 30,77%

REAKSI PENGENDAPAN Adalah reaksi yang dapat menghasilkan endapan padat Contoh: Reaksi antara timbal(II) nitrat dengan natrium klorida sesuai reaksi: Pb(NO3)2(aq) + 2NaCl(aq)  PbCl2(s) + 2NaNO3(aq)

REAKSI-REAKSI PEMBUATAN GAS a. Reaksi pembuatan gas H2 Logam + HCl / H2SO4 encer  H2 + senyawa ion (garam) Contoh: Mg(s) + 2 HCl(aq)  H2(g) + MgCl2(aq) 2Al(s) + 3H2SO4(aq)  Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)

REAKSI-REAKSI PEMBUATAN GAS b. Reaksi pembuatan gas CO2 Seny. Karbonat + HCl / H2SO4 encer  CO2 + H2O + senyawa ion (garam) Contoh: Na2CO3 + H2SO4  CO2 + H2O + Na2SO4

REAKSI-REAKSI PEMBUATAN GAS c. Reaksi pembuatan gas NH3 Seny. Amoniak + seny. Hidroksida  NH3 + H2O + garam Contoh: 3(NH4)SO4(s) + 2Al(OH)3(aq)  6NH3(g) + 6 H2O + Al2(SO4)3(aq)

Latihan Jika 1,71 gram basa kuat L(OH)2 dapat dinetralkan dengan 100 mL larutan HCl 0,2 M (Ar O=16, H=1), maka massa atom relatif L sama dengan …

Latihan Untuk oksidasi sempurna 1 liter campuran yang terdiri dari 60% metana (CH4) dan 40% etana (C2H6), dibutuhkan O2 murni sebanyak ….

Latihan Sebuah paduan (aliansi) yang terdiri dari 80% Zn (Ar = 65) dan 20% Cu (Ar = 63,5) yang digunakan untuk menghasilkan gas H2 dengan cara mereaksikan dengan HCl. Untuk menghasilkan 2,24 L gas H2, pada suhu dan tekanan standar, maka dibutuhkan paduan sebanyak …..

Latihan Pada pemanasan 7,15 gram Na2CO3.xH2O beratnya berkurang menjadi 2,65 gram (Ar Na=23, C=12, O=16, H=1). Rumus kristal tersebut adalah ….