KIMIA 3(2-3) SEMESTER GANJIL 23 SEPTEMBER s.d. 24 DESEMBER 2010 PROGRAM PENDIDIKAN TINGKAT PERSIAPAN BERSAMA IPB KIMIA 3(2-3) (KIM 101) SEMESTER GANJIL 23 SEPTEMBER s.d. 24 DESEMBER 2010 TAHUN AKADEMIK 2010/2011

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN JUDUL MATA KULIAH : Kimia NOMOR KODE/SKS : KIM 101 / 3(2-3) SEMESTER/TAHUN : alih tahun, ganjil, genap / 2009-2010 DESKRIPSI SINGKAT : Mata kuliah ini membahas konsep-konsep dasar kimia yang disampaikan secara sederhana, meliputi pengertian tentang sifat kimia modern; persamaan kimia dan hasil reaksi; ikatan kimia; wujud materi; larutan; termodinamika dan termokimia, kesetimbangan kimia; asam-basa; elektrokimia; kinetika kimia; molekul organik; senyawa kompleks dan material polimer.

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, mahasiswa akan dapat menerangkan konsep-konsep kimia yang berkaitan dengan aspek kehidupan sehari-hari dalam bidang industri dan pertanian.

2. Absensi diisi oleh mahasiswa yang bersangkutan TATA TERTIB PERKULIAHAN & PRAKTIKUM 1.Setiap mahasiswa diwajibkan untuk mengikuti perkuliahan 80% dari total pertemuan., sedangkan praktikum harus 100%. 2. Absensi diisi oleh mahasiswa yang bersangkutan 3. Kuliah dilaksankan sesuai jadwal yang diberikan TPB, kecuali ada kesepakatan pengganti bila dosen berhalangan hadir karena adanya kegiatan yang tidak dapat dihindarkan. 4. Bagi mahasiswa pengulang, pastikan anda terdaftar pada mata kuliah ini dan mengutamakannya.

MATERI KULIAH KONSEP KIMIA MODERN 1x PERSAMAAN KIMIA & HASIL REAKSI 1x KONSEP IKATAN KIMIA 1x WUJUD ZAT 1x KONSEP LARUTAN 1x KESETIMBANGAN KIMIA 2x ASAM DAN BASA 1x ELEKTROKIMIA 1x KINETIKA KIMIA 1x MOLEKUL ORGANIK 2x SENYAWA KOMPLEKS & POLIMER 2x UTS 25OKT - 6 NOV 2010 UAS 10-22 JAN 2011 PERIODE UTS 23 AGUSTUS – 23 OKTOBER 2010 PERIODE UAS 8 NOVEMEBER – 24 DESEMBER 2010 LIBUR AKADEMIK IDUL FITRI 6 – 18 SEPTEMBER 2010

PRAKTIKUM KIMIA TPB PENDAHULUAN PRAKTIKUM DILAKSANAKAN PADA MINGGU PERTAMA PERKULIAHAN (23-28 SEPTEMBER 2010 SESUAI JADWAL PRAKTIKUM YANG ANDA

STAF PENGAJAR KIMIA TPB KOORDINATOR: Prof. Dr. Purwantiningsih Sugita, MS NO NAMA DOSEN INISIAL 1 Prof. Dr. Purwantiningsih Sugita, MS PTS 2 Prof. Dr. Latifah K Darusman, MS LKM 3 Dr. Gustini Syahbirin, MS GST 4 Dr. Dyah Iswantini Pradono, M.Agr DTI 5 Dr. Sri Sugiarti SSG 6 Dr. Irmanida Batubara, M.Si INB 7 Dr. Sri Mulyani, M.Si SMN 8 Dr. Eti Rohaeti ERT 9 Dr. Laksmi Ambarsari LAS 10 Hendra Adijuana, MST HAJ

STAF PENGAJAR KIMIA TPB NO NAMA DOSEN INISIAL 11 Wulan Tri Wahyuni, M.Si WTW 12 Betty Marita Subrata, M.Si BMS 13 Dudi Tohir, M.Si DTR 14 Tetty Kemala, M.Si TTK 15 Armi Wulanawati, M.Si AWN 16 Agus Saputra, M.Si AGS 17 Andriawan Subekti, S.Si ASB 18 Luthfan Irfana, S.Si LIF

PENILAIAN NILAI PRAKTIKUM = ½ x (Nilai Kartu + Test Keterampilan) Nilai Kartu = rataan nilai laporan, prelab, dan nilai kerja NILAI AKHIR = 1/3 x (UTS + UAS + Nilai Praktikum)

KIMIA Kedokteran Fisiologi Neorologi Toksikologi Psikologi Farmakologi Paleontologi Biokimia Geologi KIMIA BIOLOGI FISIKA Astronomi Botani 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 Sifat Kimia modern Metode dan Pendekatan Makroskopik Hukum Dasar Kimia Struktur Fisik Atom Tabel Berkala Konsep Mol Konsep Energi

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 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)

MATERI HOMOGEN SENYAWA ZAT HETEROGEN (dua fasa atau lebih) CAMPURAN SENYAWA UNSUR ZAT Seragam ? Dapatkah dipisahkan? Fasa-fasa terpisah diuraikan? YA 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 Materi terdiri atas atom yang tak dapat dibagi lagi. Semua atom dari unsur kimia tertentu mempunyai massa yang sama begitu pula semua sifat lainnya. Unsur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda; terutama, massa atomnya yang berbeda. Atom tak dapat dihancurkan dan identitasnya selalu tetap selama reaksi kimia. Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya melalui penggabungan atom yang tak sejenis dengan nisbah jumlah keseluruhan yang kecil.

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

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 Jika senyawa A mempunyai rumus kelipatan Cl2O, maka senyawa B adalah Cl2O4 senyawa C adalah Cl2O6, dan senyawa D adalah Cl2O7 atau kelipatannya PENYELESAIAN Nisbah-nisbah tersebut merupakan bilangan bulat, dengan demikian hukum proporsi ganda berlaku

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 Inti Proton, Neutron, dan Isotop Sinar katoda (beta) Thomson : = 1,7588196 x 1012 C kg-1 Millikan : = 1,6021773 x 10-19 C (1,59 X 10-19 C) Inti Partikel bermuatan positif: sinar kanal Rutherford : partikel -foil emas Proton, Neutron, dan Isotop e m 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.

Massa Isotop x Kelimpahan 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 Massa Isotop x Kelimpahan 12C 13C 12,000000 x 0,98892 = 11,867 13,003354 x 0,01108 = 0,144 Massa atom relatif kimia = 12,011

Konsep 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 (NO2) 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 Dari tabel massa molar nitrogen (14,007 g mol-1) dan oksigen (15,999 g mol-1), massa molar NO2 ialah : Untuk mengkonversi mol menjadi banyaknya molekul, kalikan dengan bilangan Avogadro : 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 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 = m g h Satuan energi dalam joule (J)

Latihan Soal 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?

Isotop plutonium yang digunakan untuk fisi nuklir ialah 239Pu 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. Kelimpahan alami dan massa isotop unsur silikon (Si) relatif terhadap 12C = 12,00000 ialah : % Kelimpahan 92,21 4,70 3,09 Massa Isotop 27,97693 28,97649 29,97376 Isotop 28Si 29Si 30Si Hitunglah massa atom silikon alami

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). 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 10B 19,61 10,0131 11B 80,39 ?