2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )
description
Transcript of 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )
PERTEMUAN KE 4 STOIKIOMETRI
1. HUKUM-HUKUM REAKSI KIMIA2. RUMUS SENYAWA ( KIMIA )3. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG
BALANS4. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA5. REAKTAN PEMBATAS 6. HASIL PERSENTASE
PERSAMAAN KIMIA
Reaktan (Pereaksi) Produk (Hasil Reaksi)
1. RUMUS SENYAWA (KIMIA)
• A. RUMUS EMPIRIS (RE) : Rumus yang paling sederhana dicerminkan oleh perbandingan atom unsur dalam senyawa
Misal : etana (terdiri dari carbon dan hidrogen) glukosa ( carbon, oksigen dan hidrogen )
Perbandingan atomnya (nisbah) : Etana = C : H = 1 : 3Glikosa = C : H : O = 1 : 2 : 1
rumus empiris : ( CH3 )n dan (CH2O)n
• B. RUMUS MOLEKUL (RM) :
Jumlah atom setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul
Misal :
Rumus Empiris Etana (CH3)n dan glukosa (CH2O)n
Hasil eksperimen : Mr Etana = 30 ; Glukosa = 180Maka Etana n = 2 dan glukosa n = 6 Rumus Molekul :
Etana = C2H6 dan glukosa = C6H12O6
• Ada kala RE = RM berarti n = 1
Contoh : H2O ; NH3 dan HCl
• Ada pula senyawa mempunyai n = tak terhingga yaitu senyawa yang terbtk dari ion (+) dan ion (-)
• Contoh Rumus Empiris :
(NaCl)n ; (KBr)n dan (CaSO4)n
Rumus Molekul seharusnya :
Nan Cln ; Kn Brn dan Can (SO4)n
Karena nilai n tak diketahui dan tak terhingga, maka ditulis seperti Rumus Empiris. Akibatnya rumus senyawa ion bukanlah rumus molekul melainkan rumus empiris yang disebut Rumus Senyawa
Bagaimana dengan CoCl2 ?
• Padatan kobalt(II) klorida• Rumus empiris CoCl2
gaya tarik yang kuat : antar molekul dan antar atom kobalt dan atom klorin kedua gaya sulit dibedakan
ikatan ionik • Merupakan molekul raksasa (kristal)• Jadi CoCl2 sebagai unit rumus bukan sebagai
molekul CoCl2
Contoh 1.
Pada pembakaran 30 g senyawa organik dihasilkan 44 g
CO2 (Mr = 44) dan 18 g H2O (Mr = 18). Tentukan
rumus empiris senyawa organik tersebut
.
Penyelesaian
44 g CO2 = 1 mol CO2 = 1 mol C = 12 g C
18 g H2O = 1 mol H2O =2 mol H = 2 g H
Bobot O = 30 g – (12 g + 2 g) = 16 g O = 1 mol O
Nisbah C : H : O = 1 : 2 : 1
Rumus empiris = (CH2O)n
Contoh 2. Suatu senyawa mengandung 40 % C, 6,67 % H,
dan 53,3 % O. Tentukan rumus molekulnya jika Mr =180.
Penyelesaian
Rumus empiris = C : H : O = 40/12 : 6,67/1 : 53,3/16
= 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1 =(CH2O)n
Rumus molekul = (CH2O)n = Mr
30 n = 180
n = 6
(CH2O)n = C6H12O6
Contoh 3.
• Suatu senyawa mengandung 5,2 g Seng, 0,96 g karbon dan 3,84 g oksigen. Tentukan RE senyawa !
• Penyelesaian :
RE = Zn (5,2/65) C (0,96/12) O (3,84/16)
= Zn0,08 C0,08 O0,24 = ZnCO3
Contoh 4.
• Suatu senyawa mengandung 40 % karbon, 6,67 % hidrogen dan 53,3 % oksigen. Tentukan RM senyawa jika Mr = 180.
• Penyelesaian :
• RE = C(40/12) H (6,67/1) O (53,3/16)
= C3,33 H6,67 O3,33 = CH2O
• RM = (CH2O)n
Mr = (12 + 2 + 16) = 180
n = 180/30 = 6
RM = (CH2O)6 = C6H12O6
2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG BALANS
NH4NO3 → N2O + H2O REAKTAN PRODUK
-Beri tanda pada unsur yang terdapat satu kali di ruas kiri dan satu kali diruas kanan- Beri koefisien 1 pada NH4NO3
kemudian koefisien 2 pada H2O dan 1 pada N2O- Periksa banyaknya atom O
Berdasarkan perjanjian koefisien 1 didepan NH4NO3 dan
N2O tidak perlu dituliskan.
CONTOH 2.3
Amonia merupakan bahan dasar utama dalam pembuatan pupuk urea. Di industri, amonia dihasilkan melalui proses Haber yang menggunakan gas nitrogen dan hidrogen sebagai reaktan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.
Penyelesaian
_N2 + H2 _NH3
Mulailah dengan koefisien 1 untuk NH3, sebab spesies paling rumit, Jadi koefisien N2 = 1/2, koefisien H2 = 1 ½, kemudian semua koefisien dikalikan dua
N2 + 3 H2 2 NH3
CONTOH 2.4
Proses Hargreaves ialah prosedur industri untuk membuat Na2SO4 yang digunakan dalam pembuatan kertas. Bahan awalnya ialah NaCl, SO2, H2O, dan O2. HCl dihasilkan sebagai hasil sampingan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.
Penyelesaian
_NaCl + _SO2 + H2O + _O2 _Na2SO4 + _HCl
Mulailah dengan koefisien 1 untuk Na2SO4, sebab spesies paling rumit, Jadi koefisien NaCl = 2, koefisien SO2 = 1
2 NaCl + SO2 + _H2O + _O2 Na2SO4 + _HCl
Berikutnya koefisien HCl = 2 dan koefisien H2O = 1.
2 NaCl + SO2 + H2O + _O2 Na2SO4 + 2 HCl
Akhirnya, atom oksigen harus disetarakan. Ada 4 atom O di kanan, tetapi di kiri hanya terdapat 2 atom O dari SO2 dan 1 atom O dari H2O; jadi, koefisien O2 = ½ :
2 NaCl + SO2 + H2O + ½O2 Na2SO4 + 2 HCl
Kalikan semua koefisien dengan 2 :
4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 Na2SO4 + 4 HCl
3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA
Hubungan antara massa reaktan dan produknya disebut stoikiometri (Yunani: stoicheion = unsur + metron = ukuran)
2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O Artinya :
2 mol C4H10 + 13 mol O2→ 8 mol CO2 + 10 mol H2O
116,3 g C4H10 + 416,0g O2 → 352,1 g CO2 + 180,2 g H2O
Contoh 2.6
Kalsium hipoklorit, Ca(OCl)2, digunakan sebagai bahan pemutih. Senyawa ini dihasilkan dari NaOH, Ca(OH)2, dan Cl2 menurut persamaan
2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O
Berapa gram Cl2 dan NaOH yang bereaksi dengan 1067 g
Ca(OH)2, dan berapa gram Ca(OCl)2 yang dihasilkan?
Penyelesaian
Jumlah mol Ca(OH)2 yang dikonsumsi ialah
1067 g Ca(OH)2
------------------------ = 14,40 mol Ca (OH)2
74,09 g mol-1
2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O
Jika 14,40 mol Ca(OH)2 bereaksi maka: mol NaOH = 28,80 mol NaOH
mol Cl2 = 28,80 mol Cl2
mol Ca(OCl)2 = 14,40 mol Ca(OCl)2
Dari jumlah mol dan massa molar reaktan serta produknya, massa yang dicari ialah :
massa NaOH = (28,80 mol)(40,00 g mol-1) =1152 gmassa Cl2 = (28,80 mol)(70,91 g mol-1) =2042 gmassa Ca(OCl)2 = (14,40 mol)(142,98 g mol-1) =2059 g
4. REAKTAN PEMBATAS
• Reaktan yang habis pertama kali ialah reaktan pembatas, reaktan lain dalam keadaan berlebih.
• Produk yang diperoleh berdasarkan pada reaktan pembatas
• Reaktan pembatas dapat dihitung secara stoikiometri dengan satuan jumlah reaktan (sjr) yang diperoleh dari jumlah mol dibagi koefisiennya.
• Reaktan yang mempunyai sjr terkecil merupakan reaktan pembatas.
Contoh 2.7Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 mol
HCl, reaksi : KIO3 + 5KI + 6HCl → 6 KCl + 3I2 + 3H2O
Apakah semua reaktan akan habis? Tentukan reaktan
pembatasnya dan berapa gram I2 akan terbentuk? (Ar I = 127)
Penyelesaian nisbah mol tidak sama dengan nisbah koefisien, jadi reaktan
tidak habis semuanya
sjr KIO3 = 1 mol/1 = 1,
sjr KI = 4 mol/5 = 0,8
sjr HCl = 6 mol/6 = 1
Reaktan pembatas = KI (sjr KI paling kecil)
mol I2 = 3/5 x 4 mol = 2,4 mol
gram I2 = 2,4 mol x 254 g mol-1 = 609,6 g
Contoh 2.8Sebanyak 10 g CaCO3 direaksikan dengan 1 liter HCl 2 M,
CaCO3 (p) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (aq) + CO2 (g)
Tentukan gram CO2 yang terbentuk (Ar Ca = 40, C= 12, O = 16, Cl = 35.5, H = 1)
Penyelesaian mol CaCO3 = 10 g/100 g mol-1 = 0,1 mol
mol HCl = 2 M x 1 liter = 2 mol
sjr CaCO3 = 0,1
sjr HCl = 2 mol/2 = 1
Reaktan pembatas = CaCO3 (sjr CaCO3 < sjr HCl)
mol CO2 = 1/1 x 0,1 mol = 0,1 mol
gram CO2 = 0,1 mol x 44 g mol-1 = 4,4 g
Contoh 2.9Sebanyak 500 ml HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 liter Ba(OH)2
0,2 M. Tentukan massa BaCl2 yang terbentuk dan massa
reaktan yang tersisa.
Penyelesaian mol HCl = 2,5 M x 0,5 liter = 1,25 mol
mol Ba(OH)2 = 0,2 M x 2 liter = 0,4 mol
Reaksi : 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O
sjr HCl = 0,625 sjr Ba(OH)2 = 0,4
Reaktan pembatas = Ba(OH)2
mol BaCl2 = 0,4 mol
Reaktan tersisa = HCl
mol HCl tersisa = 1,25 mol – 0,8 mol = 0,45 mol
massa HCl tersisa = 0,45 mol x 36,5 g /mol = 16,425 g
5. HASIL PERSENTASE
Hasil persentase (% hasil) suatu reaksi adalah
nisbah jumlah produk sesungguhnya yang diperoleh (eksperimental) atau hasil nyata terhadap hasil teoritis dari persamaan reaksi dikali seratus persen.
Hasil Nyata % Hasil = x 100% Hasil Teoritis
Hasil nyata biasanya lebih kecil dari hasil teoritis.
ETILENARumus Empiris : (CH2)n
Rumus Molekul : C2H4
Massa C = 12,011 gMassa H = 2,0159 gJumlah 14,027 g
PERSENTASE MASSA
KARBON = x 100% = 85, 628% C
HIDROGEN = x 100% = 14, 372% C
12,00114,0272,0159
14,027
Contoh 2.10Jika 68,5 g karbon di dalam udaraa. Berapa hasil teoritis CO2 yang dihasilkan.b. Jika CO2 hasil eksperimen menghasilkan 237 g CO2
berapakah % hasil
Penyelesaiana. Reaksi: C(p) + O2 (g) CO2 (g) mol C = 68,4 g/12 g mol-1 = 5,7 mol
mol CO2 = 5,7 molmassa CO2 = 5,7 mol x 44 g mol-1 = 250,8 g
Hasil Nyatab. % hasil = x 100% Hasil Teoritis 237 g CO2 = x 100 % = 94,5 % 250,8 g CO2
1. Seng fosfat digunakan sebagai semen gigi. Sebanyak 50,00 mg sampel dihancurkan menjadi unsur-unsurnya dan menghasilkan 16,58 mg oksigen, 8,02 mg fosforus, dan 25,40 mg seng. Tentukan rumus empiris seng fosfat?
2. Barium dan nitrogen membentuk dua senyawa biner yang masing-masing mengandung 90,745% dan 93,634% barium. Tentukan rumus empiris kedua senyawa tersebut.
3. Sampel sebanyak 1,000 g dari suatu senyawa yang mengandung karbon dan hidrogen bereaksi dengan oksigen pada suhu tinggi menghasilkan 0,692 g H2O dan 3,381 g CO2. a) Hitunglah massa C dan H dalam sampelb) Apakah senyawa tersebut mengandung unsur lain?c) Berapa persentase massa C dan H dalam senyawa?d) Apa rumus empiris senyawa tersebut?
4. Balanskan persamaan kimia berikut.a) C2H6O + O2 CO2 + H2O
b) K + O2 K2O2
c) PbO2 + Pb + H2SO4 PbSO4 + H2O
d) BF3 + H2O B2O3 + HF
e) KClO3 KCl + O2
f) CH3COOH + O2 CO2 + H2O
g) K2O2 + H2O KOH + O2
h) PCl5 + AsF3 PF5 + AsCl3
5. Untuk setiap reaksi kimia, hitunglah massa reaktan yang digarisbawahi yang diperlukan untuk menghasilkan 1,000 g produk yang digarisbawahi.a) Mg + HCl H2 + MgCl2b) 2 CuSO4 + 4 KI 2 Cul + I2 + 2 K2SO4
c) NaBH4 + 2 H2O NaBO2 + 4 H2
6. Sampel K2CO3 sebanyak 18,6 g diolah sedemikian sehingga semua karbonnya tertangkap dalam senyawa K2Zn3[Fe(CN)6]2. Hitunglah massa (dalam gram) produknya.
7. Bila amonia dicampur dengan hidrogen klorida (HCl), dihasilkan padatan amonium klorida (NH4Cl). Andaikan 10,0 g amonia dicampur dengan hidrogen klorida dengan massa yang sama, zat apa yang dihasilkan sesudah reaksi berjalan sempurna? Berapa massanya?