Halaman
Perhitungan Kimia SMA Jilid 195=231u= 6 literc. volume gas CO2=24koefisien CO volume metanakoefisien CHu=131u= 3 literd. volume uap air= 24koefisien H O volume metanakoefisien CHu=231u= 6 literKamu tentu pernah mendengar satuan dosin, gros, rim,atau kodi untuk menyatakan jumlah benda. Banyaknya partikeldinyatakan dalam satuan mol.Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah par-tikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Para ahlisepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yangsama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12yakni 6,02 u 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut BilanganAvogadro (NA =Number Avogadro) atau dalam bahasaJerman Bilangan Loschmidt (L).Jadi, definisi satu mol adalah sebagai berikut.Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengan-dung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikeldalam 12,0 gram isotop C-12.B. Mol
KIMIA SMA Jilid 196Misalnya:1. 1 mol unsur Na mengandung 6,02 u 1023 atom Na.2. 1 mol senyawa air mengandung 6,02 u 1023 molekul air.3. 1 mol senyawa ion NaCl mengandung 6,02 u 1023 ion Na+dan 6,02 u 1023 ion Cl–.1. Hubungan mol dengan jumlah partikelHubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:kuantitas (dalam mol) = jumlah partikelNAatau jumlah partikel = mol u NAContoh soal:Suatu sampel mengandung 1,505 u 1023 molekul Cl2,berapa mol kandungan Cl2 tersebut?Jawab:Kuantitas (dalam mol) Cl2= 2jumlah partikel ClNA= 23231, 5 0 51 06, 0 21 0uu= 0,25 mol2. Hubungan mol dengan massaSebelum membahas hubungan mol dengan massaterlebih dahulu akan diperkenalkan Massa Atom Relatif danMassa Molekul Relatif.a. Massa Atom Relatif (Ar)IUPAC telah menetapkan 1 sma = 112massa satu atomC-12 isotopAtom H mempunyai kerapatan 8,400% dari kerapatanC-12. Jadi, massa atom H = 0,08400 u 12,00 sma =1,008 sma. Dari perhitungan yang sama kita bisamengetahui massa atom O = 16,00 sma. Demikian jugamassa atom unsur-unsur yang lain.Massa Atom Relatif (Ar) adalah perbandingan massarata-rata suatu atom unsur terhadap 112 massa satu
Perhitungan Kimia SMA Jilid 197atom isotop C-12.Ar X= massa rata-rata 1 atom unsur1 massa 1 atom isotop C-1212Ar X= massa rata-rata 1 atom unsur X112 sma12Ar X = massa rata-rata 1 atom unsur X.Di alam umumnya unsur terdiri atas campuran isotop,sehingga massa atomnya diambil rata-rata dari cam-puran isotopnya.Contoh: Di alam terdapat campuran 35Cl dan 37Cldengan perbandingan 75% dan 25%.Ar Cl = (75% u 35) + (25% u 37) = 35,5b. Massa Molekul Relatif (Mr)Massa molekul relatif (Mr) adalah perbandingan massarata-rata satu molekul suatu senyawa terhadap 112massa 1 atom isotop C-12.Berdasarkan pengertian molekul yang menyatakanbahwa molekul merupakan gabungan dari atom-atomnya, maka Mr merupakan jumlah Ar atom-atompenyusunnya.Mr = 6ArContoh soal:Hitung Mr H2SO4 (Ar H = 1, S = 32, dan O = 16)!Jawab:Mr H2SO4= (2 uAr H) + (1 uAr S + 4 uAr O)= (2 u 1) + (1 u 32) + (4 u 16)= 2 + 32 + 64= 98
KIMIA SMA Jilid 198c. Massa MolarMassa molar menyatakan massa yang dimiliki oleh 1mol zat, yang besarnya sama dengan Ar atau Mr.Untuk unsur:1 mol unsur = Ar gram, maka dapat dirumuskan:Massa 1 mol zat = Ar zat dinyatakan dalam gramUntuk senyawa:1 mol senyawa = Mr gram, maka dapat dirumuskan:Massa 1 mol zat = Mr zat dinyatakan dalam gramContoh soal:1) Hitung kuantitas dalam mol dari 240 gram Ca,jika diketahui Ar Ca = 40!Jawab:Kuantitas (dalam mol) Ca = Massa CaCarA = 24040 = 6 mol2) Berapa gram besarnya massa dari 3 mol gasCO2?(Ar C = 12, O = 16)Jawab:Mr CO2= (1 uAr C) + (2 uAr O)= (1 u 12) + (2 u 16)= 12 + 32= 44Massa CO2= mol uMr= 3 u 44= 132 gram3. Hubungan mol dengan volumea. Gas pada keadaan standarPengukuran kuantitas gas tergantung suhu dantekanan gas. Jika gas diukur pada keadaan standar,maka volumenya disebut volume molar.
Perhitungan Kimia SMA Jilid 199Volume molar adalah volume 1 mol gas yangdiukur pada keadaan standar. Keadaan standar yaitukeadaan pada suhu 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1atmosfer (atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkatSTP (Standard Temperature and Pressure).Besarnya volume molar gas dapat ditentukandengan persamaan gas ideal: PV = nRTP= tekanan = 1 atmn= mol = 1 mol gasT= suhu dalam Kelvin = 273 KR= tetapan gas = 0,082 liter atm/mol KMaka:PV = nRT1 V=1 0,082 273V= 22,389V= 22,4 literJadi, volume standar = VSTP = 22,4 liter.Dapat dirumuskan: V = nuVmn= jumlah molVm = VSTP = volume molarContoh soal:1) Berapa kuantitas (dalam mol) gas hidrogen yangvolumenya 6,72 liter, jika diukur pada suhu 0 °Cdan tekanan 1 atm?Jawab:Kuantitas (dalam mol) H2= 2volume HSTPV= 6, 7 222, 4 = 0,3 mol2) Hitung massa dari 4,48 liter gas C2H2 yangdiukur pada keadaan standar!Jawab:Kuantitas (dalam mol) C2H2= 22volume C HSTPV= 4, 4 822, 4 = 0,2 mol
KIMIA SMA Jilid 1100Massa C2H2= mol uMr C2 H2=0,2 u 26= 5,2 gram2) Hitung volume dari 3,01 u 1023 molekul NO2 yangdiukur pada suhu 0 °C dan tekanan 76 cmHg!Jawab:kuantitas (dalam mol) NO2= jumlah partikelNA= 23233, 01 106, 02 10uu= 0,5 molVolume NO2= mol uVSTP=0,5 u 22,4= 11,2 literb. Gas pada keadaan nonstandarJika volume gas diukur pada keadaan ATP (Am-bient Temperature and Pressure) atau lebih dikenalkeadaan non–STP maka menggunakan rumus:PV = nRTP = tekanan, satuan P adalah atmosfer (atm)V = volume, satuan V adalah litern = mol, satuan n adalah molR = tetapan gas = 0,082 liter atm mol–1 K–1T = suhu, satuan T adalah Kelvin (K)Contoh soal:Tentukan volume 1,7 gram gas amonia yangdiukur pada suhu 27 °C dan tekanan 76 cmHg!Jawab:n=massa amonia amoniarM=1, 717= 0,1 mol
Perhitungan Kimia SMA Jilid 1101P=7676 = 1 atmT=(t + 273) K = 27 + 273 = 300 KPV= nRT1 × V= 0,1 × 0,082 × 300V= 2,46 liter4. Perhitungan kimia dalam reaksi kimiaPada materi sebelumnya telah dijelaskan bahwaperbandingan koefisien menyatakan perbandingan jumlahpartikel dan perbandingan volume, sedangkan mol meru-pakan jumlah partikel dibagi bilangan Avogadro. Per-bandingan koefisien menyatakan perbandingan jumlahpartikel, maka perbandingan koefisien juga merupakanperbandingan mol.Jadi, dapat disimpulkan bahwa:Perbandingan koefisien = perbandingan volume= perbandingan jumlahpartikel= perbandingan molMisalnya pada reaksi: N2(g) + 3 H2(g) o 2 NH3(g)a. Perbandingan volume N2(g) : H3(g) : NH3(g) = 1 : 3 : 2b. Perbandingan jumlah partikel N2(g) : H2(g) : NH3(g)= 1 : 3 : 2c. Perbandingan mol N2(g) : H2(g) : NH3(g) = 1 : 3 : 2Contoh soal:massareaktanmolreaktanmolprodukmassaprodukmenggunakanmassa molarmenggunakanperbandinganmolmengguna-kan massamolara. Pada reaksi pembentukan gas amonia (NH3) darigas nitrogen dan hidrogen, jika gas nitrogen yangdireaksikan adalah 6 mol, maka tentukan:1) jumlah mol gas hidrogen yang diperlukan;2) jumlah mol gas amonia yang dihasilkan!
KIMIA SMA Jilid 1102Jawab:1) N2(g) + 3 H2(g) o 2 NH3(g)mol H2=222koefisien H mol Nkoefisien Nu=361u = 18 mol2) mol NH3=322koefisien NH mol Nkoefisien Nu=261u = 12 molb. Pada pembakaran 8,8 gram C3H8 dengan gas oksi-gen menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air.Tentukan:1) persamaan reaksinya;2) massa gas oksigen yang dibutuhkan;3) volume gas karbon dioksida yang dihasilkan jikadiukur pada keadaan STP;4) jumlah molekul uap air yang dihasilkan!Jawab:1) Persamaan reaksi:C3H8(g) + 5 O2(g) o 3 CO2(g) + 4 H2O(g)2) Kuantitas (dalam mol) C3H8=38massa C HrM=8, 844 = 0,2 molKuantitas (dalam mol) O2=238koefisien Okoefisien C Hu mol C3H8=50, 21u = 1,0 molMassa O2= mol uMr=1,0 u 32= 32 gram
Perhitungan Kimia SMA Jilid 11033) Kuantitas (dalam mol) CO2= 23838koefisien CO mol C Hkoefisien C Hu= 30, 21umol = 0,6 molVolume CO2(STP)= mol u 22,4 L/mol=0,6 u 22,4= 13,44 liter4) kuantitas (dalam mol) H2O= 23838koefisien H O mol C Hkoefisien C Hu= 40, 21u mol = 0,8 molJumlah partikel H2O = mol u 6 u 1023=0,8 u 6 u 1023=2,4 u 1023 molekul H2O4. Pereaksi pembatasJika di dalam sebuah kotak tersedia 6 mur dan 10baut, maka kita dapat membuat 6 pasang mur-baut. Bauttersisa 4 buah, sedangkan mur telah habis.Dalam reaksi kimia, jika perbandingan mol zat-zatpereaksi tidak sama dengan perbandingan koefisiennya,maka ada pereaksi yang habis terlebih dulu. Pereaksi se-perti ini disebut pereaksi pembatas.Contoh soal:Pada reaksi 0,5 mol gas N2 dengan 2,5 mol gas H2menurut persamaan reaksi: N2(g)+ 3 H2(g)o 2 NH3(g)Tentukan:a. pereaksi pembatasnya;b. berapa gram zat yang tersisa?(Ar N = 14 dan H = 1)!