Halaman
Perhitungan Kimia89volume O2 =1632 × 22,4 L = 11,2 L.Jadi, jumlah partikel gas O2 yang memiliki massa 16 gram adalah 3,01 × 1023molekul O2 dan volumenya adalah 11,2 L.b.Untuk menghitung massa H2O, hubungkan dengan persamaan:22232jumlah partikel H Omassa H O= H O6,02 × 10rM23223massa H O 9,03 × 10=186,02 × 10massa H2O =23239,03 × 106,02 × 10× 18 = 27 gramUntuk menghitung volume gas H2O, hubungkan dengan persamaan:2223jumlah partikel H Ovolume uap H O=6,02 × 1022,4232239,03 × 10volume uap HO=6,02 × 1022,4volume uap H2O =23239,03 × 106,02 × 10× 22,4 =33,6 LJadi, massa uap air yang memiliki jumlah partikel 9,03 × 1023 molekul adalah27 gram dan volumenya adalah 33,6 L.Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Hitunglah jumlah mol dari:a. 7,1 g Cl2 (Ar Cl = 35,5)b. 16 g O2 (Ar O = 16)c. 73 g HCl (Mr HCl = 36,5)d. 80 g NaOH (Ar Na = 23, O = 16, H = 1)2.Hitunglah volume gas berikut pada keadaanstandar.a. 12 mol gas oksigenb. 15 mol gas nitrogenc. 13 mol gas hidrogend. 24 mol gas klorin3.Hitunglah jumlah mol gas berikut pada keadaanstandar.a. 44,8 L gas oksigenb. 56 L gas hidrogenc. 28 L gas klorind. 16 L gas nitrogen4.Hitunglah jumlah partikel dan volume gas Br2 (Mr =160) pada keadaan standar yang memiliki massa 16 g.5.Hitunglah massa dan volume 12,04 mol uap H2O(Mr = 18) pada keadaan standar.Soal PenguasaanMateri 4.5F Penentuan Rumus Kimia, Kadar Zatdalam Senyawa, dan Pereaksi PembatasDalam ilmu Kimia, rumus kimia suatu senyawa memiliki peranan yangsangat penting untuk identifikasi zat. Identifikasi dapat berupa suatu analisiskualitatif dan analisis kuantitatif. Analisis-analisis ini berperan dalampenentuan komposisi zat, baik itu komponen penyusun suatu senyawamaupun jenis dan massa komponen penyusun senyawa. Mari, pelajari dalampenjelasan berikut. Dalam bab 3, Anda telah mempelajari tentang persamaankimia dan rumus kimia senyawa. Rumus kimia ini dapat berupa rumusempiris dan rumus molekul.
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X901. Penentuan Rumus Empiris, Rumus Molekul, dan RumusHidrat suatu SenyawaRumus empiris senyawa dapat ditentukan berdasarkan persentase massamolar unsur-unsur yang membentuk senyawa tersebut. Persentase massaunsur-unsur dapat diketahui dari perbandingan massa molar danperbandingan mol unsur-unsur. Perbandingan tersebut merupakanperbandingan yang paling sederhana.Untuk menentukan rumus empiris suatu senyawa yang hanya memilikidata massa dari komponen penyusunnya digunakan rumus sebagai berikut.Untuk memahaminya, perhatikan contoh-contoh berikut.Mol unsur =massa unsurmassa molarataun =rx gramA (g/mol)Suatu sampel senyawa mengandung 27 gram unsur aluminium dan 24 gram unsuroksigen. Tentukanlah rumus empirisnya jika diketahui ArAl = 27 dan O = 16.Jawabmol Al = 27g27 g/mol= 1 mol Almol O = 24 g16 g/mol= 1,5 mol ODengan menggunakan perbandingan mol Al : mol O makamol Al : mol O 1 : 1,5 2 : 3Jadi, rumus empiris sampel senyawa tersebut adalah Al2O3.Suatu senyawa hidrokarbon memiliki komposisi zat 80% unsur karbon dan 20%unsur hidrogen. Tentukan rumus empirisnya jika Ar C = 12 dan Ar H = 1.JawabRumus empiris ditentukan dari persentase komposisi yang dianggap berat senyawatersebut 100 g. mol C : mol H80 g12 g/mol: 20 g1 g / m o l203mol : 20 mol 1 mol : 3 molRumus empiris senyawa hidrokarbon tersebut adalah CH3.Untuk menentukan rumus molekul suatu senyawa digunakan rumusempiris dan massa molar relatifnya (Mr). Perhatikan contoh-contoh berikut.Contoh4.14Contoh4.15Rumus empirisKata Kunci
Perhitungan Kimia91Suatu senyawa (Mr = 46 g/mol) mengandung massa senyawa (g) 52,14% C; 13,03% H;dan 34,75% O. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut jika diketahui Ar:H = 1,C = 12, dan O = 16.JawabRumus empiris ditentukan dari persentase komposisi yang dianggap massasenyawa tersebut 100 g.mol C: mol H: mol O52,14 g12 g/mol: 13,03g1 g/mol: 34,75g16 g/mol 4,34: 13,03: 2,17 2: 6: 1Rumus empiris senyawa tersebut adalah C2H6O.Rumus molekul = (C2H6O)n, n = bilangan bulat.Mr senyawa = 46 = ((2 × Ar C) + (6 × Ar H) + (1 × Ar O))n= ((2 × 12) + (6 × 1) + (1 × 16))n= (24 + 6 +16)n = 46nn= 1Rumus molekul senyawanya adalah C2H6O.Senyawa hidrokarbon (Mr= 56) mengandung 24 g unsur karbon dan 4 g unsurhidrogen. Tentukan rumus molekul senyawa jika Ar: C = 12 dan H = 1.Jawab mol C : mol H24 g12 g/mol: 4g1 g / m o l 2 mol : 4 mol 1 : 2Rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2.Rumus molekul = (CH2)n (n = bilangan bulat). (CH2)n= 56(Ar C + (2 × Ar H))n= 56(12 + (2 × 1))n= 56 14n= 56n= 4Rumus molekul senyawanya adalah C4H8.Suatu senyawa memiliki rumus empiris C4H9 dan massa molekul relatif 114 g/mol.Tentukan rumus molekul senyawa tersebut.JawabRumus molekul = (C4H9)n (n = bilangan bulat)Massa molekul relatif = 114 g/mol = ((ArC × 4) + (ArH × 9))n114 = ((12 × 4) + (1 × 9))114 = (48 + 9)n114 = 57nn= 2Jadi, rumus molekul = C8H18.Contoh4.16Contoh4.17Contoh4.18Bersama kelompok Andacarilah contoh-contohpenggunaan hukum-hukumdasar kimia dalamkehidupan. Presentasikanhasil yang diperoleh.KimiaTantangan
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X92Suatu garam natrium sulfat hidrat sebanyak 27 gram dipanaskan menghasilkan18 gram natrium sulfat anhidrat. Tentukan jumlah molekul air yang terikat padagaram natrium sulfat hidrat jika diketahui Mr Na2SO4 = 142 g/mol dan Mr H2O =18 g/mol.JawabNa2SO4.xH2O →Na2SO4 + x H2Omassa H2O= massa Na2SO4.xH2O – massa Na2SO4= 27 gram – 18 gram= 9 gram mol Na2SO4: mol H2OrM2424massa Na SO Na SO: rM22massa H O HO18 g142 g/mol: 9g18 g/mol 0,127 mol: 0,5 mol1: 4Jumlah molekul air = 4Rumus molekul garam natrium sulfat hidrat tersebut adalah Na2SO4.4H2O.Rumus Senyawa Kristal.xH2OKupasTu n t a sJika diketahui massa atomrelatif (Ar: Mg = 24, S = 32;O = 16; H = 1), rumusmassa relatif (Mr) dariMgSO4.n H2O adalah ....A.120 × 18nB.120 + 18nC .138nD.120nE.102nPembahasanMr MgSO4.nH2O= (24 + 32 + 64) + (2 +16)n= 120 + 18nJadi, rumus massa relatif(Mr) MgSO4.nH2O adalah (B)120 + 18n.UN 2002Tentukan massa besi dan oksigen dalam suatu senyawa oksida Fe2O3 sebanyak80 g. Diketahui Ar : Fe = 56 dan O = 16.JawabMr Fe2O3= (2 × 56) + (3 × 16) g/mol= 112 + 48 g/mol= 160 g/molmassa Fe dalam Fe2O3=232 × Fe Fe OrrAM× massa Fe2O3= 2×56 g/mol160 g/mol× 80 g = 56 gmassa O dalam Fe2O3=233 × O Fe OrrAM× massa Fe2O3•Kadar unsur•Senyawa hidratKata KunciSenyawa hidrat adalah molekul padatan (kristal) yang mengandung air(H2O), misalnya pada senyawa MgSO4.8H2O, magnesium sulfat yangmengikat 8 molekul H2O. Rumus senyawa hidrat dapat ditulis sebagai berikut.2. Penentuan Kadar Unsur dalam SenyawaPada pembahasan sebelumnya, Anda telah mempelajari HukumPerbandingan Massa (Hukum Proust). Untuk menentukan kadar unsur dalamsuatu senyawa, digunakan Hukum Perbandingan Massa: “unsur-unsur(komposisi penyusun) dalam molekul senyawa yang selalu tetap”.Contoh4.19Contoh2.20Penentuan jumlah molekul hidrat yang terikat dilakukan dengan caramemanaskan senyawa hidrat sampai menjadi senyawa anhidrat. Kemudian,massanya diselisihkan sehingga diperoleh perbandingan molnya.
Perhitungan Kimia93= 3×16 g/mol160 g/mol× 80 g = 24 gataumassa O dalam Fe2O3= massa Fe2O3 – massa Fe dalam Fe2O3= 80 – 56 = 24 gJadi, massa Fe dan O dalam Fe2O3 adalah 56 g dan 24 g.Tentukan massa Mg, S, dan O dalam 30 gram senyawa MgSO4. Diketahui Ar Mg =24, S = 32, dan O = 16.JawabMr MgSO4= Ar Mg + ArS + (4 × Ar O) g/mol= 24 + 32 + (4 × 16) g/mol= 120 g/molmassa Mg=4 Mg MgSOrrAM× massa MgSO4= 24 g/mol120 g/mol× 30 g = 6 gmassa S =4 S MgSOrrAM× massa MgSO4= 32 g/mol120 g/mol× 30 g = 8 gmassa O =44× O MgSOrrAM× massa MgSO4= 4×16 g/mol120 g/mol× 30 g = 16 gJadi, dalam 30 gram MgSO4 terkandung 6 gram Mg, 8 gram S, dan 16 gram O.KupasTu n t a sCuplikan bubuk besi sebanyak5 gram dipanaskan dengangas klorin menghasilkan 10gram besi(II) klorida, FeCl2,(Ar Fe=56, Cl=35,5). Kadarunsur besi dalam culikantersebut adalah ....A.4,41%D. 88,20%B.14,20% E.100,00%C .71,00%PembahasanMr FeCl3=(Ar Fe+(2×Ar Cl)) =(56+(2×35.5)) = 127Massa Fe=2 Fe FeClrrAM×Massa FeCl2=56127×10 gram= 4,41 gram% Fe=4, 415×100%=88,2%Jadi, kadar Fe dalam cuplikanadalah (D) 88,2%UN 20033. Penentuan Pereaksi PembatasDalam suatu reaksi, jumlah mol pereaksi yang ditambahkan tidak selalubersifat stoikiometris (tidak selalu sama dengan perbandingan koefisienreaksinya) sehingga zat pereaksi bisa habis bereaksi dan bisa berlebih dalamreaksinya. Perhatikan contoh-contoh berikut.Contoh4.21Contoh4.22Perhatikan persamaan reaksi berikut.N2(g) + 3 H2(g) →2 NH3(s)Jika 1 mol N2 direaksikan dengan 2 mol H2, tentukan:a.pereaksi pembatas,b.jumlah mol yang tersisa,c.jumlah mol NH3.
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X94Jawaba.Berdasarkan koefisien reaksi maka:22jumlah mol Nkoefisien reaksi N=1 mol1 = 1 mol22jumlah mol Hkoefisien reaksi H=2 mol3 = 0,67 molSehingga H2 merupakan pereaksi pembatasnya karena habis bereaksi.b.Karena pada N2 hanya 0,67 mol yang dipakai dalam reaksinya maka:jumlah mol N2 bersisa sebanyak 1 – 0,67 mol = 0,33 molc.Jumlah mol NH3= 3koefisien mol NHkoefisien pereaksi pembatas× jumlah mol pereaksi pembatas= 2 × 2 mol3 = 1,33 mol.Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Suatu senyawa mengandung 14,3% massa oksigendan 85,7% massa karbon. Tentukan rumusempirisnya jika diketahui ArC = 12 dan O = 16.2.Suatu senyawa memiliki rumus molekul CH3. Jikamolekul tersebut memiliki massa molekul relatif 30.Tentukan rumus molekulnya.3.Suatu senyawa memiliki komposisi massa sebagaiberikut:54% C; 10% H; dan 36% OJika Mr senyawa tersebut 266 g/mol. Tentukan:a. rumus empiris;b. rumus molekul; danc. massa C, H, dan O jika massa senyawa 28 gram.4.Pemanasan 26,4 g MgSO4.xH2O menghasilkan 12 gMgSO4. Tentukan jumlah molekul air yang ter-kandung dalam kristal MgSO4.xH2O. Diketahui MrMgSO4 = 120 dan Mr H2O = 18.5.Perhatikan persamaan reaksi berikut.4 Fe+ 3 O2→2 Fe2O3Jika 2 mol Fe direaksikan dengan 4 mol O2. Tentukan:a. pereaksi pembatas;b. jumlah mol Fe2O3; danc. jumlah mol tersisa.Soal PenguasaanMateri 4.6Pereaksi pembatasKata Kuncibentuk lebih dari satu senyawa maka perbandingansuatu unsur yang bersenyawa dengan sejumlahtertentu unsur lain merupakan bilangan bulatsederhana.4.Hukum Perbandingan Volume (Hukum GayLussac) menyatakan bahwa pada kondisi suhu dantekanan yang sama, perbandingan volume gas-gassama dengan perbandingan koefisien dalam reaksiyang sama.1.Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)menyatakan bahwa massa zat-zat sebelum dansesudah reaksi adalah sama.2.Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)menyatakan bahwa perbandingan massa zat yangbereaksi pada suatu senyawa adalah selalu tetapdengan perbandingan tertentu.3.Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)menyatakan bahwa jika dua unsur dapat mem-RangkumanContoh persamaan reaksi pada Contoh 4.22 merupakan reaksinonstoikiometris. Penentuan jumlah mol zat hasil reaksi berdasarkan padajumlah mol zat pereaksi yang habis bereaksi. Pereaksi yang habis bereaksi(pereaksi pembatas) adalah pereaksi yang jumlah molnya terkecil, yaitu H2.oleh karena itu, jumlah mol NH3 dihitung berdasarkan jumlah mol H2.
Perhitungan Kimia95P e t aKonsep7.Volume molar gas adalah volume satu mol gas padakeadaan standar (0 °C, 1 atm).PV = nRT8.Senyawa hidrat adalah molekul padatan (kristal)yang mengandung air (H2O).Mol = 236,02 10jumlah partikelJumlah mol=rrmassamassa=massa molarM atau A5.Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandungpartikel sebanyak 6,02 × 1023.6.Massa molar gas adalah massa relatif yangdinyatakan dalam gram.Kaji DiriBagaimana pendapat Anda setelah mempelajari materiPerhitungan Kimia? Tidak sulit, bukan? Banyak hal menariktentang materi Perhitungan Kimia ini. Misalnya, mengetahuidasar-dasar hukum kimia.Tujuan Anda mempelajari bab ini adalah agar Anda dapatmembuktikan dan mengomunikasikan berlakunya hukum-hukumdasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep moldalam menyelesaikan perhitungan kimia. Apakah Anda dapatmencapai tujuan tersebut? Jika Anda mengalami kesulitandalam mempelajari materi tertentu pada bab ini, bertanyalahkepada guru kimia Anda. Anda pun dapat berdiskusi denganteman-teman Anda. Belajarlah dengan baik dan pastikan Andamenguasai materi ini.berdasarkan padaKonsep moldigunakan untukmenentukanJumlahpartikelMassazatVolumegasmemerlukan dataAr/MrHukumLavoisierHukumProustHukumDaltonHukum GayLussacPerhitungankimiahukum yangmendasariKekekalanmassaPerbandingantetapKelipatanperbandinganPerbandinganvolumemenyatakanmenyatakanmenyatakanmenyatakanIdealTidak ideal1 mol = 22,4 Ladalahadalahpadakeadaan