STOIKIOMETRI DAN APLIKASINYA

Click here to load reader

download STOIKIOMETRI DAN APLIKASINYA

of 46

  • date post

    30-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    293
  • download

    4

Embed Size (px)

Transcript of STOIKIOMETRI DAN APLIKASINYA

STOIKIOMETRI DAN APLIKASINYA DALAM PERHITUNGAN ANALISIS VOLUMETRI

I Made Sukarna, Msi Jurdik Kimia FMIPA UNY

Kompetensi Dasar Memahami

cara penentuan massa atom dan massa molekul relatif dengan spektrometer massa dan melakukan perhitungan kimia dengan pendekatan faktor konversi, serta perhitungan kimia dalam analisis volumetri.

INDIKATOR

Menghitung massa atom relatif suatu unsur dari kelimpahan relatif isotopnya atau spektrum massanya. Menentukan rumus empiris dan molekul suatu senyawa dari komposisi unsur-unsurnya dengan menggunakan massanya. Melakukan perhitungan kimia dengan mengunakan massa zat-zat dan volume gas-gas yang bereaksi, serta konsep mol, dengan faktor konversi. Melakukan perhitungan kimia menggunakan volume dan konsentrasi larutan-larutan Melakukan perhitungan volumetri pada titrasi : Asam dan basa dan Redoks

Satuan Massa Atom

MODEL ATOM

Model atom Thomson

Model atom Model atom Rhuterford Bohr

Model atom Mekanika Kuantum

Seiring dengan perkembangan teori dan model atom, ahli fisika dan kimia mulai memikirkan massa satu atom beserta satuannya

Satuan Massa Atom (1) Ahli

kimia John Dalton, orang pertama yang mengusulkan satuan untuk menyatakan massa satu atom Aston, penemu SPEKTROMETER MASSA, akhirnya menggunakan 1/16 dari massa satu atom oksigen-16 sebagai satuan massa satu atom

Francis

Atomic Mass Unit (2)Sebelum

1961, - Satuan massa atom (sma) untuk fisika (the physical atomic mass unit (amu), didefinisikan sebagai 116 dari massa satu atom oksigen-16 (16O), - Satuan massa atom (sma) untuk kimia (chemical atomic mass unit (amu), didefinisikan sebagai 116 dari rata-rata massa isotop oksigen.

Atomic Mass Unit (3) Jadi,

sebelum 1961, baik ahli fisika maupun kimia menggunakan simbul amu=sma sebagai satuan massa atom. Kita kadang-kadang masih mendapatkan penggunaan satuan ini dalam scientific literature sekarang. (sejak 1961), satuan standar yang diterima adalah satuan massa atom yang diseragamkan (the unified atomic mass unit (symbol u), dengan 1 u = 1,000 317 9 amu (physical scale) = 1,000 043 amu (chemical scale).

Tetapi

Atomic Mass Unit (4) Satuan

massa atom yang diseragamkan [The unified atomic mass unit (u)], atau kadang-kadang dikatakan satuan massa atom universal (universal mass unit), adalah satuan terkecil dari massa yang digunakan untuk menyatakan massa atom dan massa molekul. u didefinisikan sebagai 1/12 dari massa karbon-12 (12C) yang tidak terikat, pada keadaan dasar, dan keadaan diamnya. Jadi massa 1 12C adalah tepat 12 u. 1 u = 1/NA gram = 1/ (1000 NA) kg (di sini, NA adalah Avogadro's number) 1 u = 1.660538782(83)10-27 kg

1

Atomic Mass Unit (5) Massa

atom sering ditulis dengan tanpa satuan dan kemudian dinyatakan dengan the unified atomic mass unit. biochemistry and biology molekuler (khususnya untuk protein), "dalton" digunakan untuk menyatakan massa molekul, dengan simbul Da, atau "kDa", (1 kDa = 1000 dalton), sebagai pengganti u. unified atomic mass unit (u), atau dalton, bukan satuan massa SI, walaupun demikian satuan itu diterima untuk digunakan.

Literatur

The

MASSA ATOM RELATIF

MASSA ATOM RELATIF (1)Massa atom relatif suatu unsur adalah massa rata-rata suatu atom unsur itu berdasarkan kelimpahan nuklidanya, relatif terhadap massa nuklida karbon-12 yang ditetapkan 12,00 satuan masa atom (sma = amu = u).

1 sma = amu = u didefinisikan sebagai 1/12 dari massa karbon12 (12 C) yang tidak terikat, pada keadaan dasar, dan keadaan diamnya

MASSA ATOM RELATIF (2)Berdasarkan harga 1 sma = amu = u, maka massa atom relatif (Ar ) suatu unsur didefinisikan sebagai bilangan yang menyatakan angkabanding antara massa rata-rata satu atom unsur itu dengan 1/12 massa satu atom karbon-12 dalam keadaan tidak terikat, keadaan dasar, dan diam. 1/12 massa satu atom karbon-12 = 1 sma = 1u (International Union of Pure and Applied Chemistry in 1961).

massa rata rata satu atom unsur Ar = 1 x massa C 12 12

Bagai mana mene ntuka n?

Penentuan Massa Rata-rata Atom Relatif thd C-12 Spektometer Massa (Mass Spectrometer, MS)

+ +

Mengha silkan spektra massa

Hubungan jari-jari gerakan melingkar ion-ion positif dengan angkabanding massa ion positif terhadap muatannya (e) adalah :

m H 2r 2 = e 2E

Spektra Massa AtomIsotopkelimpahan

5 4

Fe Fe Fe Fe

5 6

5 7massa relatif (m/e)53 54 55 56 57 58 59

5 8

Massa Relatif Isotop 53.939 6 55.934 9 56.935 4 57.933 3

Persenta se Kelim pahan

5.82 91.66 2.19 0.33

Ar Fe = (53,94 x 5,82 + 55,94 X 91,66 + 56,94 X 2,19 + 57,93 X 0,33) X 1/100 = 55,8

Spektra massa molekulkelimpahanCH3OH+

CH3CH2+OH-

CH3CH2+ CH3CH2O+

CH3CH+m s relatif (m as a /e)5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Garis dengan massa paling besar (massa = 46) adalah karena molekul keseluruhan. Oleh karena itu massa molekul relatif dari etanol = 46.

Hasil fragmen dari molekul EtanolFragmen yang dihasilkan pada spektrum massa Massa relatif 45 31 29 28

Ikatan yang putus ditunjukkan dengan tanda panah

Spektra massa unsur di dalam molekul yang Isotopnya terdiri dari dua atau lebih nuklida

Ion dalam spektrum massa

Massa relatif

C1H379 Br+ 1 2 C1H381 Br+1 2

94 96

Kelimpahan94 96 Massa relatif (m/e) Spektrum massa dari CH3Br

Latihan

Penentuan Ar dan Mr dengan data Spektra Massa. 1. Gambar disamping menunjukkan spektrum massa unsur Rubidium dengan simbol Rb. - Tuliskan lambang nuklida dari isotop yang ada di dalam Rubidium ? Massa relatif - Berapa persentase Isotop Tinggi (satuan) kelimpahan dari masing8 5 Rb 18 masing isotop ? - Hitunglah massa atom relatif 87 Rb 7 Rubidium !20 15 10 5

Ketinggian

85

87

(m/e) Persentase 72% 28%

Ar =

(85 x72) + (87 x 28) = 85,6 100

2.

Spektrum massa hidrogen klorida ditunjukkan oleh gambar berikut ini. Jelaskan spektrum massa itu.

Hidrogen hampir semuanya berupa 1H. Klorin terdiri dari : 35 Cl dan 37 Cl Jadi Hidrogen klorida terdiri dari 2 molekul : 1 3 H 5 Cl dan 1H37 Cl. Ke duan molekul ini mengasilkan garis dengan massa 36 dan 38 pada spektrum massa. Molekul itu juga mengalami pemutusan dalam spektrometer massa : 35 Cl+ dan 37 Cl+

Kelimpahan

Massa relatif (m/e)

33

34

35

36

37

38

39

40

41

Massa relatif35 36 37 38

Rumus ionCl+ 1 35 H Cl+ 3 7 Cl+ 1 3 H 7 Cl3 5

3. Air terdiri dari isotop : 1H, 2H, dan 16 O. a. Tulskan rumus dari semua molekul H2O yang berbeda dalam air. H1H16 O, 1H2H16 O, 2 2 1 H H 6O1

b. Pilihlah dariolekul-molekul ini yang memiliki massa paling besar. c. Suatu sampel air dianalisis dengan menggunakan spektrometer massa. Tuliskan rumus ion-ion yang menghasilkan delapan puncak spektrum massa sebagai berikut :

Massa Relatif Rumus Ion1

1 H+2

2 H+ 1 1 + HH1

3 H2H+

41

17 H16 O+

18 19

20

4.

Senyawa Z memiliki komposisi massa: 66,7 % karbon, 22,2 % oksigen, dan 11,1 % hidrogen. Spektrum massa Z ditunjukkan pada Gambar.

K e l i m p a h a n

43 43

15 15

29 29 72

5757

7280

10

20

30

40

50

60

70

Massa relatif (m/e) - Tentukan rumus empiris Z. - Gunakan spektrum massa untuk menentukan rumus molekul Z, (C4H8O) - Jelaskan rumus struktur Z yang mungkin dan (CH3-CH2-CO-CH3) - Jelaskan rumus puncak-puncak yang diberi nomor dalam spektrum massa.

(CH3+) =15

(CH3-CH2+) = 29 (+CO-CH3) = 43

(+CH2-CO-CH3) = 57

Bagaimana menentukan komposisi senyawa Z : 66,7 % massa karbon, 22,2 % oksigen, dan 11,1 % hidrogen ?.

Compounds

containing C, H and O are routinely analyzed through combustion in a chamber like this C is determined from the mass of CO2 produced H is determined from the mass of H2O produced O is determined by difference after the C and H have been

Konsep Mol

History (1) Nama

mol (mole) diberikan oleh Johnathan Van Gorveatte yang berasal dari bahasa German (Mol) pada tahun 1893. Di Inggris istilah itu pertama kali muncul tahun 1897, yang merupakan singkatan dari molecule (German Molekl). Dia mengunakan istilah mol (mole) untuk menyatakan gram molecular mass suatu zat. Contoh, 1 mol asam klorida (HCl) massanya 36,5 grams (massa atom Cl: 35,5 u, H: 1,0 u). tahun 1959, IUPAP dan IUPAC menggunakan oksigen untuk mendefinisikan mol (mole), - Ahli kimia mendefinisikan mol sebagai jumlah atom oksigen yang ada pada 16 g oksigen, - Ahli fisika menggunakan definisi yang sama tetapi dengan hanya berdasarkan nuklida oxygen-16 (16 O).

Sebelum

History (2) Kedua

organisasi itu setuju pada tahun 1959/1960 untuk mendefinisikan mol (mole) sebagai berikut: The mole is the amount of substance of a

system which contains as many elementary entities as there are atoms in 0.012 kilogram of carbon-12; its symbol is "mol.

Definisi

ini diadopsi oleh ICPM ( International Committee for Weights and Measures) pada tahun 1967, dan pada tahun 1971 definisi itu diadopsi oleh CGPM (General Conference on Weights and Measures) yang ke-14.

History (3) Pada

tahun 1980 ICPM mengklarifikasi definisi mol itu, dengan mendefinisikan bahwa atom-atom karbon-12 adalah tidakterikat dan dalam keadaan dasarnya (ground state).

A mole is the amount of substance of a system, which contains as many elementary entities as there are atoms in 0.012 kilogram (or 12 grams) of carbon-12, where the carbon12 atoms are unbo