Tujuan diadakan pembelajaran ini diharapkan temen-temen bisa memahami dan menerapkan ilmu yang sudah di pelajari bagi kehidupan sehari-hari.
1.Membuktikan berdasarakan percobaan, bahwa massa zat, sebelum dan
sesudah reaksi,
2. Membuktikan berdasarkan percobaan dan menafsirkan data tentang
massa dua unsur yang
bersenyawa (Hukum Proust).
3. Membuktikan berlakunya hukum kelipatan perbandingan (Hukum
Dalton), pada
beberapa senyawa
4. Menggunakan data percobaan untuk membuktikan hukum perbandingan
volume
(Hukum Gay Lussac).
1.
Hukum
Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
jika kita memperhatikan besi yang di letakan diluar selama beberawaktu yang cukup lama besi itu terkena uadar dan suhu lingkungan yang tak menentu akan terjadi pengarataan . Jika
kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan,
ternyata massa karat besi lebih besar . Benarkahdemikian? Anda yang sering
melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalahsejumlah sisa
pembakaran berupa abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, makamassa abu akan
lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkahdemikian?
Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam
suatureaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi.
Pada pelajaran /modul yang lalu, Anda telah
menerapkan Hukum kekkalan massa,dalam menyetarakan persamaan reaksi, artinya
massa zat sebelum reaksi sama dengan massa sesudah reaksi. Untuk memahami hukum
kekekalan massa, Anda dapat melakukan percobaan perorangan, atau kelompok di
rumah atau di sekolah induk (jika memungkinkan).
UJI KOMPETENSI
Massa Zat Sebelum Dan Sesudah Pembakaran
TUJUAN:
Membuktikan hubungan massa zat-zat, sebelum
dan sesudah reaksi.
Alat dan bahan yang dibutuhkan:
- Botol transparan dengan tutupnya 1 buah
- Kaca pembesar 1 buah
- Neraca 1 buah
- Kertas sehelai (dikeringkan lebih dahulu).
CARA KERJA:
1. Masukkan secarik kertas putih ke dalam
botol bersih dan kering, lalu tutuplah
dengan rapat.
2. Timbanglah botol yang berisi kertas putih
itu dengan neraca, kemudian catat massanya.
3. Bawa botol yang berisi kertas putih
tersebut ke terik matahari dan fokuskan sinar matahari
pada kertas dalam botol, dengan menggunakan kaca pembesar, sehingga
kertas dalam
botol terbakar.
4. Anda catat apa yang terjadi, setelah
kertas putih dalam botol terbakar, dan timbang
kembali, setelah kertas putih terbakar.
5. Bandingkan massanya sebelum dan sesudah
pembakaran.
LEMBAR PENGAMATAN
PEREAKSI / SEBELUM TERBAKAR
Zat
|
Warna
|
Wujud
|
Massa sebelum reaksi
|
Kertas
|
|||
Udara
|
HASIL REAKSI / SETELAH TERBAKAR
Zat
|
Warna
|
Wujud
|
Massa sebelum reaksi
|
Arang
|
PERSAMAAN REAKSI:
C6 H12 O6 + ................... → ..................... + ....................
kertas gas
oksigen arang / karbon uap air
KESIMPULAN:
Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah
......(sama/tidaksama).
2. Hukum
Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
Anda telah mengenal berbagai senyawa yang
dibentuk oleh dua unsur atau lebih sebagai contoh, air (H2O).
Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan Oksigen. Seperti Anda
ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Bagaimana
kita mengetahui massa unsur hidrogen dan oksigen yang terdapat dalam air?
Pada tahun 1799, seorang ahli kimia Perancis,
yang bernama Joseph Louis Proust (1754–1826), mencoba menggabungkan hidrogen
dan oksigen untuk membentuk air
Tabel 1. Hasil Eksperimen Proust
Massa hidrogen yang direaksikan (g)
|
Massa oksigen yang diteaksikan (g)
|
Massa air yang terbentuk
|
Massa sisa Hidrogen atau oksigen
|
1
2
1
2
|
8
8
9
10
|
9
9
9
10
|
-
1 gram hidrogen
1 gram oksigen
-
|
Dari tabel di atas
terlihat, bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8gram oksigen,
menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa
oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8,
berapapun banyak nya air yang terbentuk.
Dari percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal
dengan sebutan, Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi:
“Perbandingan massa
unsur-unsur penyusun suatu
senyawa selalu tetap”
Pahamkah Anda? Anda
perhatikan contoh di bawah ini!
Contoh:
Jika kita mereaksikan
4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk?
Jawab:
Perbandingan massa
hidrogen dengan oksigen = 1 : 8.
Perbandingan massa
hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40.
Karena perbandingan
hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yang
diperlukan 4 x 8 gram
oksigen yaitu 32 gram.
Untuk kasus ini
oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa
sebanyak ( 40 – 32 )
gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akan oksigen? Tentu saja 36 gram.menghitung
berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gram
Ditulis sebagai H2 + O2 H2O
Perbandingan Massa 1 gram : 8
gram 9 gram
Jika awal reaksi 4 gram 40 gram ….. gram?
Yang bereaksi 4 gram 32 gram 36 gram
Oksigen bersisa
= 8 gram.
Bagaimana pahamkah
Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!
LATIHAN
Bila logam magnesium
dibakar dengan gas oksigen akan diperoleh senyawa Magnesium oksida. Hasil
percobaan tertera pada tabel berikut.
Tabel 2. Reaksi Magnesium
dengan Oksigen.
Massa Magnesum yang direaksikan (g)
|
Massa oksigen yang diteaksikan (g)
|
Massa air yang terbentuk
|
Massa sisa Hidrogen atau oksigen
|
45
12
6
45
|
8
40
20
16
|
20
20
10
40
|
33 gram Mg
12 gram O
36 gram O
21 gram Mg
|
1 Apakah data di atas
menunjukkan berlakunya hukum perbandingan tetap (Proust)? Jika
berlaku, berapa perbandingan massa
magnesium dan oksigen dalam senyawa Magnesium
Oksida?
2 Dalam senyawa AB
diketahui perbandingan massa A : massa B = 2 :1. Jika terdapat 60
gram senyawa AB, tentukan massa
masing-masing unsur dalam senyawa tersebut!
3 Perbandingnan,
massa Fe : massa S = 7 : 4, untuk membentuk senyawa besi sulfida. Bila
30 gram besi (Fe) dan 4 gram belerang (S)
dibentuk menjadi senyawa besi sulfida,
berapa
gram massa besi sulfida (FeS) yang dapat terjadi?
Jika Anda sudah
mengerjakannya mengerjakannya, cocokanlah dengan jawaban berikut.
1. Data di atas
sesuai dengan Hukum perbandingan tetap karena dari data 1, 2, 3,4,
perbandingan massa Magnesium : massa
Oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida
selalu 12 : 8 atau 3 : 2
2. Perbandingan massa
A : massa B = 2 : 1 →jumlah perbandingan= 3. Untuk membentuk
senyawa AB. Jumlah senyawa AB = 60 gram Maka, massa A
dalam senyawa tersebut =
.... x 60 = 40 gram massa B dalam senyawa tersebut = 1/3 x 60 = 20 gram
3. Perbandingan massa
Fe : massa S = 7 : 4
Bila semua unsur Fe habis, maka S
diperlukan = 4/7 x 30 = 17,1 gram
Hal ini tidak mungkin, sebab hanya tersedia
4 gram S. Jadi yang habis membentuk
senyawa adalah unsur S, seberat 4 gram.
Maka, Fe yang diperlukan = 4/7 x 4 gram = 7 gram
Massa FeS yang terjadi = 7 gram + 4 gram =
11 gram
Besi (Fe) yang tersisa = ( 30 – 7 ) gram =
23 gram
Bagaimana jawaban Anda? Mudah-mudahan benar
ya…
3. Hukum
Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)
Komposisi kimia
ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air,
dua unsur bergabung
masing-masing menyumbangkan sejumlah atom tertentu
untuk membentuk suatu
senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa
dengan perbandingan
berbeda-beda. MIsalnya, belerang dengan oksigen dapat
membentuk senyawa SO2 dan SO3. Dari unsur hidrogen
dan oksigen dapat dibentuk
senyawa H2O dan H2O2.
Dalton menyelidiki
perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan
didapatkan suatu pola
keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum
Perbandingan Berganda
yang bunyinya:
“Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari
satu senyawa, dimana massa
salah satu unsur
tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur
yang lain dalam senyawa-senyawa
tersebut merupakan bilangan bulat dan
sederhana”
Contoh: Nitrogen dan oksigen dapat membentuk
senyawa-senyawa N2O,NO,
N2O3, dan N2O4 dengan komposisi
massa terlihat pada tabel berikut.
Tabel 3. Perbandingan Nitrogen
dan oksigen dalam senyawanya.
Senyawa
|
Massa Nitrogen
(gram)
|
Massa Oksigen
(gram)
|
Perbandingan
|
N2O
NO
N2O3
N2O4
|
28
14
28
28
|
16
16
48
64
|
7 : 4
7 : 8
7 : 12
7 : 16
|
Dari tabel tersebut, terlihat
bahwa bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7
gram, maka
perbandingan massa oksigen dalam:
N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau 1 : 2 : 3 : 4
Pahamkah Anda? Agar
Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!
LATIHAN
- Komposisi dua sample A dan B setelah dianalisa ternyata hanya
mengandung atom karbon dan oksigen. Hasil analisa dapat dilihat pada tabel
berikut:
Tabel 4. Perbandingan massa
karbon : oksigen.
Unsur
|
Massa dalam sampel
A
(gram)
|
Massa dalam sampel
B
(gram)
|
Karbon
Oksigen
|
16,56
44,18
|
6,63
8,84
|
a. Apakah kedua
sampel merupakan senyawa yang sama? Atau keduanya berbeda?
b. Apakah data
tersebut mendukung hukum perbandingan tetap atau
hukum perbandingan
berganda?
Cocokkan dengan
jawaban berikuit!
a. Tidak sama
b. Ya, mendukung
hukum perbandingan berganda karena perbandingan massa :
Karbon : Oksigen , pada senyawa I = 4 : 11
Karbon : Oksigen , pada senyawa II = 4 : 6
Bagaiman jawaban Anda? Tentunya benar
bukan?
Semoga Anda telah paham akan materi
tersebut.
4. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lusssac)
Pada awalnya para
ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksi
dengan gas Oksigen
membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen dan Oksigen dalam reaksi
tersebut adalah tetap, yakni 2 : 1.Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis,
Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang
terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.
Berikut adalah contoh
dari percobaan yang dilakukan
2H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)
2 mol H2 + 1 mol O2 2 mol H2O
2 vol H2 + 1 vol O2 2 vol H2O
Menurut Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen
bereaksi dengan 1 volume gas Oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi
pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen
diperlukan 1 volume gas Oksigen, menghasilkan 2 volume uap air.
“ Semua gas yang direaksikan dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan
rekanan
yang sama atau (T.P) sama.”
Untuk lebih memahami Hukum perbandingan
volume, Anda perhatikan, data hasil
percobaan berkenaan dengan volume gas yang
bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama.
Data hasil percobaan
adalah sebagai berikut
Tabel 5. Data Percobaan reaksi
gas
No
|
Volume gas yang
bereaksi
|
Hasil reaksi
|
Perbandingan volume
|
1
2
3
4
|
Hidrogen + Oksigen
1 L + 0,5 L
Nitrogen + Hidrogen
2 L + 6 L
Hidrogen + Klor
1 L + 1 L
Etilena + Hidrogen
1 L + 1 L
|
Uap air
1 L
Amonia
4 L
Hidrogen Klorida
2 L
Etana
1L
|
2 : 1 : 2
1 : 3 : 2
1 : 1 : 2
1 : 1 : 1
|
Berdasarkan data
percobaan pada tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil
reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Data percobaan tersebut
sesuai dengan Hukum perbandingan volume atau dikenal dengan Hukum Gay Lussac
bahwa :
“ Pada suhu dan tekanan yang sama
perbandingan volume gas-gas yang bereaksi
dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan
bulat “
Nah… sekarang Anda telah
selesai membahas Hukum-hukum Dasar Kimia yang
meliputi Hukum
kekalan massa, Hukum perbandingan tetap, Hukum kelipatan
perbandingan dan
Hukum perbandingan volume. Hukum Dasar Kimia ini akan
diterapkan pada
perhitungan kimia, oleh karena itu pahamilah dengan baik, materi
ini untuk memudahkan
Anda dalam mempelajari topik berikutnya
Untuk mengukur apakah Anda benar-benar
paham akan materi kegiatan belajar 1,
Anda kerjakan tugas
mandiri berikut!
TUGAS KEGIATAN
1
I. PILIHAN
GANDA
Petunjuk:
Pilihlah jawaban yang benar!
1. Massa atom sebelum dan sesudah reaksi
adalah sama, dinyatakan oleh …..
a. Lavoisier
b. Proust
c. Avogadro
d. Dalton
e. Gay Lussac
2. Suatu contoh hukum perbandingan
berganda Dalton adalah pembentukan
pasangan senyawa …
a. H2O dan HCl
b. CH4 dan CCl4
c. SO2 dan SO3
d. CO2 dan NO2
e. NH3 dan PH3
3. Perbandingan massa atom dalam suatu
senyawa adalah tetap. Pernyataan ini
dikemukakan oleh…
a. Lavoisier
b. Avogadro
c. Proust
d. Dalton
e. Gay Lussac
4. Unsur N dan O dapat membentuk senyawa
NO dan NO2. Pada massa Oksigen
yang sama, maka perbandingan massa unsur N
pada kedua senyawa tersebut
memiliki perbandingan … ( Ar N = 4 : O =
16 )
a. 1 : 2
b. 2 : 3
c. 3 : 2
d. 2 : 1
e. 1 : 3
5. Diketahui reaksi :
2 C (s) + O2 (g) → 2 CO (g)
Massa atom C
|
Massa atom O
|
6 gram
10,5 gram
15 gram
|
8 gram
14 gram
20 gram
|
Perbandingan massa unsur C dan massa unsur
O dalam senyawa CO adalah…
a. 2 : 3
b. 3 : 2
c. 2 : 4
d. 3 : 4
e. 4 : 3
6. Jika 35 gram besi bereaksi dengan
Belerang menghasilkan 55 gram besi (II)
Belerang, menurut Hukum Proust, berat
belerang ( Fe : S = 7 : 4 ) sebanyak….
a. 20 gram
b. 35 gram
c. 55 gram
d. 75 gram
e. 90 gram
7. Volume gas-gas yang bereaksi dengan
volume gas-gas hasil reaksi, jika diukur
pada suhu dan tekanan yang sama,
berbanding sebagai bilangan bulat dan
sederhana.
Pernyataan tersebut dikemukakan oleh…
a. Avogadro
b. Lavoisier
c. Proust
d. Gay Lussac
e. Dalton
8. Persamaan reaksi :
a C2H6 (g) + b O2 (g) 14→ c CO2 (g) + d H2O (g)
akan memenuhi Hukum Lavoisier, jika a, b,
c, dan d berturut-turut….
a. 2, 4, 7, 6
b. 2, 7, 4, 6
c. 2, 6, 7, 4
d. 2, 4, 6, 7
e. 2, 6, 4, 7
9. Perbandingan H : O = 1 : 8 , dalam
senyawa air. Jika H2O sebanyak 45
gram, maka gram Hidrogen dan gram Oksigen
adalah sebanyak….
a. 45 dan 5
b. 40 dan 5
c. 5 dan 8
d. 5 dan 9
e. 5 dan 40
10. Berdasarkan persamaam reaksi ( pada
t,p ) sama :
MnO2 + HCl 14 MnCl2 + H2O + Cl2
Maka perbandingan volumenya adalah….
a. 1, 2, 1, 4, 1
b. 1, 4, 1, 2, 1
c. 2, 1, 4, 1, 1
d. 1, 4, 1, 1, 2
e. 2, 1, 1, 4, 1
II. ESSAY
1. a. Bagaimana bunyi Hukum perbandingan
berganda dari Dalton
b. Bagaimana perbandingan massa O dalam senyawa CO dan CO2. (dengan massa C yang
sama atau tetap)
2. Diketahui persamaan reaksi N2 (g) + H2 (g) NH3 (g) Jika volume gas H2 sebanyak 60 ml,
pada (t,p) sama, tentukan :
a. Volume gas N2 dan NH3
b. Perbandingan volume antara N2 : H2 : NH3
c. Apakah berlaku Hukum Gay Lussac?
Jika Anda telah menyelesaikan soal-soal tersebut,
coba Anda cocokkan dengan kunci
jawaban yang ada pada akhir modul ini.
Jangan lupa hitung skor yang Anda dapatkan.
Mudah-mudahan skor Anda e” 7,5 , sehingga
Anda boleh melanjutkan ke kegiatan 2.
PERHITUNGAN
KIMIA
(STOIKIOMETRI)
Setelah mempelajari
modul ini, Anda diharapkan dapat :
1. Menghitung volume
gas pereaksi atau hasil reaksi berdasarkan hukumGay Lussac.
2. Menemukan hubungan
antara volume gas dengan jumlah molekulnya yang dukur pada
suhu dan tekanan yang sama. (Hukum
Avogadro).
3. Menjelaskan
pengertian mol sebagai satuan jumlah zat.
4. Mengkonversikan
jumlah mol dengan jumlah partikel, massa, dan volume zat.
5. Menentukan rumus
empiris, rumus molekul, dan air kristal serta kadar zat.
6. menentukan
pereaksi pembatas dalam suatu reaksi yang didasarkan pada langkahlangkah
perhitungan kimia sederhana.
Hukum-hukum Dasar
Kimia, yang baru saja Anda pelajari akan Anda terapkan dalam perhitungan kimia.
Melalui perhitungan kimia, Anda dapat menghitung jumlah zat-zat yang bereaksi
dan hasil reaksi.
1. Penentuan
Volume Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi
Sebagaimana telah
Anda pelajari, pada bahasan mengenai Hukum perbandingan volume, yang menyatakan
bahwa : volume gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi, jika diukur pada
suhu dan tekanan yang sam (t,p), merupakan perbandingan bilangan bulat dan
sederhana (Hukum Gay Lussac). Penemuan ini digunakan oleh Amadeo Avogadro untuk
mengajukan hipotesisnya yang terkenaldan disebut hipotesis Avogadro.
Menurut Avogadro:
“Gas-gas yang volumenya sama, jika diukur
pada suhu dan tekanan yang
sama, akan memiliki jumlah molekul yang
sama pula”
Kegiatan
Ternyata perbandingan
volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien
reaksi gas-gas
tersebut. Hal ini berarti bahwa, jika volume salah satu gas diketahui,
maka volume gas yang
lain dapat ditentukan dengan cara
membandingkan
koefisien reaksinya.
Contohnya: Pada reaksi
pembentukkan uap air.
2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)
Jika volume gas H2 yang diukur pada suhu
25o C dan tekanan 1atm adalah 10
liter, maka volume
gas O2 dan H2O pada tekanan dan suhu yang sama dapat
ditentukan dengan
cara sebagai berikut :
Volume H2 : Volume O2 = Koefisien H2 : Koefisien O2
Volume O2 = x volume H2
Volume O2 = 21x 10 L = 5 Liter
Coba Anda tentukan volume H2O
Jawab :
Volume H2O = 2/2 x 10 L = 10 Liter
LATIHAN
1. Tuliskan persamaan
reaksi yang menunjukkan bahwa perbandingan volume gas Nitrogen
(N2), gas Hidrogen (H2) yang bereaksi
dengan Amonia (NH3) yang dihasilkan adalah : 1 :
3 : 2
2. Gas Metana (CH4) terbakar di udara
menurut reaksi : CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)
Jika gas Metana yang terbakar (pada suhu
dan tekanan yang sama) sebanyak1 liter :
a. Berapa liter O2 yang diperlukan?
b. Berapa liter uap
air dan gas CO2 yang dihasilkan?
Coba cocokkan jawaban Anda dengan jawaban
berikut.
1. Perbandingan volume : gas N2 : gas H2 : gas NH3 = 1 : 3 : 2
Persamaan reaksinya :N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
2. Persamaan reaksi : CH4 (g) + 2 O2 (g)→CO2 (g) + 2 H2O (g)
Volume CH4 = 1 liter Maka :
a. Volume O2 = 2 x 1 L = 2 L
b. Volume H2O = 1x2 x 1 L = 2 L
c. Volume CO2 = 1x1 x 1 L = 1 L
2. Massa Atom
Relatif dan Massa Molekul Relatif
Dalam struktur atom, Anda telah
mempelajari bahwa atom, sangatlah kecil, oleh
karena itu tak mungkin kita menimbang atom
dengan menggunakan neraca.
“ Berdasarkan perhitungan para ahli, satu
atom Hidrogen memiliki massa
1,67 x 10 -27 Kg “
Untuk membandingkan massa atom yang
berbeda-beda, para ahli menggunakan
skala massa atom relatif dengan lambang “
Ar “
Para ahli juga menggunakan isotop karbon
C-12, sebagai standar dengan massa
atom relatif sebesar 12.
Contohnya :
Massa atom rata-rata Oksigen 1,33 kali
lebih besar dari pada massa atom karbon- 12.
Maka
: Ar O = 1,33 x Ar C-12
= 1,33 x 12 = 15,96
Dengan ditetapkannya massa atom relatif
karbon – 12 sebesar 12,000 , maka
satuan massa atom relatif adalah : 1/12 x massa atom C-12)
Massa atom relatif suatu unsur menunjukkan
berapa kali lebih besar massa atom
unsur itu dibandingkan terhadap1/ 12 x massa atom C-12 atau ….
massa atom rata– rata unsur X
Ar X=
1/12 x massa atom karbon - 12
Massa molekul unsur
atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massa
molekul relatif
adalah perbandingan massa molekul unsur atau senyawa terhadap
1/ 12 x massa atom C-12.
massa molekul unsur
Mr
(unsur) =
1/ 12
x massa atom karbon – 12
massa molekul snyawa
Mr
(senyawa) =
1/ 12 x massa atom karbon – 12
Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan Ar dari atom-atom
pembentuk molekul tersebut.
Mr = ΣAr
Contoh Soal :
Diketahui massa atom
relatif (Ar) beberapa unsur sebagai berikut :
Ca = 40
O = 16
H = 1
Tentukan massa
molekul relatif (Mr) senyawa Ca(OH)2
Penyelesaian :
Satu molekul Ca(OH)2 mengandung 1 atom Ca,
2 atom O, dan 2 atom H
Mr Ca(OH)2 = Ar Ca + ( 2 Ar O )
+ ( 2 Ar H )
= 40 + ( 2 x 16 ) + (
2 x 1 )
= 40 + 32 + 2
= 74
Jika Anda telah
paham, coba kerjakan latihan berikut.
LATIHAN
1. Diketahui Ar Al = 27
S = 32
O = 16
Tentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa
Al2(SO4)3
2. Diketahui Ar Cu = 63,5
S = 32
O = 16
H = 1
Tentukan massa molekul CuSO4 . 5 H2O
Jika Anda telah
menyelesaikan soal tersebut, cocokkan dengan jawaban
berikut.
1. Satu molekul Al2(SO4)3 mengandung 2 atom Al
3 atom S dan12 atom O
Mr Al2(SO4)3 = ( 2 x Ar Al ) + ( 3
x Ar S ) + ( 12 x Ar O )
= ( 2 x 27 ) + ( 3 x
32 ) + ( 12 x 16 )
= 342
2. Satu molekul CuSO4 . 5 H2O mengandung: 1 atom
Cu 1 atom S 10 atom H 9 atom O
Mr CuSO4. 5 H2O = ( 1 x Ar Cu ) + (
1 x Ar S ) + ( 10 x Ar H ) + (9 x Ar O)
= ( 1 x 63,5 ) + ( 1
x 32 ) + ( 10 x 1 ) + ( 9 x 16 )
= 63,5 + 32 + 10 +
144
= 249,5
Benarkah jawaban
Anda? Semoga ya….
3. Konsep Mol
dan Tetapan Avogadro
Apabila kita
mereaksikan satu atom Karbon (C) dengan satu molekul Oksigen (O2), maka akan
terbentuk satu molekul CO2. Tetapi sebenarnya yang kita reaksikan bukan satu
atom Karbon dengan satu molekul Oksigen, melainkan sejumlah besar atom Karbon
dan sejumlah besar molekul Oksigen. Oleh karena itu jumlah atom atau jumlah
molekul yamg bereaksi begitu besarnya, maka untuk menyatakannya, para ahli
kimia menggunakan “ mol “ sebagai satuan jumlah partikel (molekul, atom, atau
ion).
Satu mol
didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak
atom yang terdapat dalam 12,000 gram
atom Karbon - 12. Jadi dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 1023 partikel. Nilai 6,022
x 1023 partikel/mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N.
Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat kita analogikan sebagai “ lusin “. Jika
lusin menyatakan jumlah 12 buah, maka mol menyatakan jumlah 6,022 x 1023
partikel zat.
Tabel .6. Jumlah partikel dalam
beberapa zat.
Nama
|
Rumus
|
Jumlah
|
Jenis Jumlah
|
Partikel Partikel
|
Seng
|
Zn
|
1 mol
|
atom
|
1 x (6,022x1023) atom
|
Aluminium Al 1 mol
atom 1 x (6,022x1023) atom
Natrium Klorida NaCl
1 mol ion 1 x (6,022x1023) molekul
Air H2O 1 mol molekul 1 x
(6,022x1023) molekul
Rumus kimia suatu senyawa menunjukkan
perbandingan jumlah atom yang ada
dalam senyawa
tersebut
Tabel.7 Perbandingan atom-atom
dalam H2SO4
Jumlah H2SO4
|
Jumlah atom H
|
Jumlah atom S
|
Jumlah atom O
|
1
1 mol
1 x (6,022x1023) 6,022 x
10 23
|
2
2 mol
2 x (6,022x1023) 1,204 x 10 24
|
1
1 mol
1 x (6,022x1023) 11 mol6,022 x 1023
|
3
3 mol
4 x (6,022x1023)
44 mol2,408 x 10 24
|
1 mol zat mengandung
6,022 x 10 23 partikel
Pahamkah Anda? Anda
perhatikan contoh berikut.
Contoh:
Satu molekul air (H2O) terdapat 6,022 x
10 23 molekul H2O.
Ada berapa atom dalam
1 mol air tersebut?
Jawab :
Satu molekul air (H2O) tersusun oleh 2
atom H dan 1 atom O.
Jadi 1 molekul air
tersusun oleh 3 atom.
1 mol H2O mengandung 6,022 x
1023 molekul atau
3 x 6,022 x 1023 atom = 1,806 x 1024 atom
MASSA MOLAR (M)
Massa satu mol zat dinamakan massa molar
(lambang M).
Besarnya massa molar zat adalah massa atom
relatif atau massa molekul
relatif zat yang dinyatakan dalam
satuan gram.
Tabel .8 Massa molar beberapa
zat
Nama Zat
|
Rumus
|
Ar atau Mr
|
Massa Molar
|
Besi
Air
Garam Dapur
Karbon
|
Fe
H2O
NaCl
C
|
Ar = 56
Mr = 18
Mr = 53,5
Ar = 12
|
56 g/mol
18 g/mol
53,5 g/mol
12 g/mol
|
Massa suatu zat merupakan perkalian massa
molarnya (g/mol) dengan mol zat tersebut (n).
Massa = M x n
Perhatikan contoh berikut.
Contoh:
1. Jika diketahui Ar H = 1 ; Ar O =
16 Berapa massa 2 mol H2O?
Jawab :
Mr H2O = ( 2 . Ar H ) + ( 1 . Ar O )
= ( 2 x 1 ) + ( 1 x
16 ) = 18
Massa molar H2O = 18 g/mol
Jadi massa 2 mol H2O = 2 mol x 18 g/mol = 36 gram
2. Jika diketahui Ar C = 12 ; Ar O = 16
Berapakah jumlah mol dari 11 gram CO2
Jawab :
Mr CO2 = ( 1 x Ar C ) + ( 2 x Ar O )
= ( 1 x 12 ) + ( 2 x 16 )
= 44
Massa molar CO2 = 44 g/mol
Massa = M . n → n = 11 g/44 g/mol= 0,25 mol
Apakah Anda telah paham? Coba kerjakan
latihan berikut
LATIHAN
Jika diketahui: Ar Al = 27
Ar S = 32
Ar O = 16
Ditanya :
a. Berapa massa 0,5 mol Al2(SO4)3?
b. Berapa jumlah mol dari 684 gram Al2(SO4)3?
Mr Al2(SO4)3 = ( 2 x 27 ) + ( 3 x 32 ) + ( 12 x 16 ) = 342
Massa molar Al2(SO4)3 = 342 g/mol
- Massa 0,5 mol =
M x n = 342 g/mol x o,5 mol = 171 gram
Massa 648 g
- n =
-------- = ====== = 2 mol
M 342 g/mol
Gambar Diagram
mol – massa
VOLUME MOLAR ( Vm )
“ Volume satu mol zat dalam wujud gas
dinamakan volume molar (dengan
lambang, Vm) zat tersebut”
Berapakah volume
molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentu
gas pada suhu dan
tekanan tertentu?
Dengan mengandaikan
gas yang akan kita ukur bersifat ideal, maka persamaan
yang menghubungkan
jumlah mol (n) gas, tekanan, suhu dan volume, adalah
P . V = n . R . T
Dimana:
P = tekanan (satuan atmosfir, atm)
V = volume (satuan liter, L)
n = jumlah mol gas
R = tetapan gas ( 0,08205 L atm/mol. K )
T = suhu mutlak ( oC + 273,15K )
P . V = n . R . T → V =
Jika n = 1 mol
R = 0,08205 L atm/mol. oK
P = 1 atm, dan
T = 273 Ok
1 mol x 0,08205 L atm/mol k x
273 K
Vm =
-----------------------------------
1 atm
Vm = 22,4 L
Menurut hukum
Avogadro:
“ Setiap gas yang
volumenya sama, bila diukur pada suhu dan tekanan sama akan
mengandung jumlah
partikel yang sama”.
Hal ini juga berarti
bahwa:
“ Setiap gas yang
mengandung jumlah pertikel yang sama, pada suhu dan tekanan
yang sama akan
memiliki volume yang sama pula”.
Pada keadaan standar (STP atau
Standard, Temperatur and Pressure yaitu suhu
0oC, Tekanan 1 atm);
volume sejumlah gas tertentu dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan
V = n x 22,4 L
Anda perhatikan contoh soal berikut!
Contoh:
1. Hitung volume molekul gas CH4 pada keadaan STP!
Jawab
3,01 x 1023
3,01 x 1023 molekul gas CH4
= ---------------- = 0,5 mol
6,02 x 1023
0,5 mol gas = 0,5 mol x 22,4 L/mol
= 11,2 L
Jadi volume gas CH4 tersebut = 11,2 L
2. Berapa Liter volume 17 gram gas H2S pada keadaan STP?
Diketahui Ar H = 1 ; S = 32
Jawab:
Mr H2S = ( 2 x 1 ) + ( 1 x 32 ) = 34
Gram 17 Mol H2S= -------- =
------ = 0,5 mol Mr 34
Volume H2S = n x Vm = 0,5 mol x 22,4 L/mol
= 11,2 L
. 3. Berapa mol gas metana (CH4) pada keadaan standar,
jika volumenya = 5,6 Liter?
Jawab:
Gram 6
Mol CH4 = -------- = ------ = 0,2 → n = 0,2
Mr 30
P = 1 atm
R = 0.082
T = 27 + 273 oK = 300 oK
P . V = n . R .T
1 . V = 0,2 . 0,082 . 300
V = 164 x 3 x 10-2
V = 4,92 liter
GAS-GAS PADA
SUHU, TEKANAN SAMA
Menurut Avogadro:
“ Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas
dengan volume sama, mengandung
jumlah molekul yang sama, karena jumlah
molekul sama, maka jumlah molnya pasti sama “.
Jadi, “Pada suhu dan tekanan yang sama (TP sama), maka perbandingan
mol gas sama dengan perbandingan volume gas”
n1 – n2
Pada (TP) = -------------
V1 – V2
Dimana:
n1 = mol gas 1
n2 = mol gas 2
V1 = volume gas 1
V2 = volume gas 2
Contoh:
Tentukan volume 22 gram gas CO2, jika pada suhu dan tekanan yang sama, 8
gram gas SO3 volumenya = 10 liter.
Mr CO2 = 44,
Mr SO3 = 80.
Jawab:
22
Mol gas CO2= ----- = 0,5
44
8
Mol gas SO3 = ---- = 0,1
80
Jadi, n1 = 0,5,
n2 = 0,1
V1 = ?
V2 = 10 L
Karena suhu dan tekanan sama, perbandingan
mol menunjukkan perbandingan
volume gas.
n1 v1
--- = -----
n2
V2
0,5 x 10 L
Jadi V1 atau volume gas CO2 = --------------- = 50 L
0,1
Pahamkah Anda akan uraian di atas? Jika
belum, ulangi kembali
mempelajarinya….!
