STOIKIOMETRI (PERHITUNGAN KIMIA)
1.
Konsep Mol
Mol adalah satuan jumlah partikel zat,
sebagaimana penggunaan satuan yang sering kita temui sehari-hari. Misalnya :
1 rim = 500 lembar
1 lusin = 12 buah
1 kodi = 20 buah
Maka, yang dimaksud dengan 1 mol zat
mengandung partikel sebanyak 6,02 x 1023 partikel.
1 mol = 6,02 x 1023
partikel
Bilangan 6,02 x 1023 partikel
dinamakan bilangan Avogadro yang dilambangkan dengan huruf L (Loschmidt, penemu
bilangan Avogadro). Dalam hal ini penggunaan nama Avogadro adalah sebagai
penghormatan atas usulnya tentang pentingnya satuan jumlah partikel.
L
= 6,02 x 1023 partikel
2.
Hubungan mol dengan jumlah
partikel
3.
Hubungan mol dengan massa zat
gr = massa zat (gram)
Ar = massa atom relatif
Mr = massa molekul relatif
4.
Hubungan mol dengan volume gas
Ada
dua kondisi untuk melihat hubungan
antara mol dengan volume gas, yaitu:
a.
Untuk volume gas pada keadaan
standar (suhu 0C dan tekanan 1 atm)
Avogadro
menyatakan bahwa volume setiap mol gas apasaja pada keadaan standar adalah 22,4
L
V STP = 22,4 L
VSTP adalah volume pada keadaan standar, yaitu
pada suhu 00C (273 K) dan tekanan 1 atm (76 cmHg). STP singkatan
dari Standard Temperature and Pressure
b.
Untuk
volume gas tidak dalam keadaan standar (Kondisi Ideal)
P = tekanan (atm)
V = volume gas (L)
n = mol gas
R = tetapan gas (0,082 L.atm.mol-1.K-1)
T = suhu (K)
Untuk kondisi ideal :
P = 1 atm
n = 1 mol
R = 0,082 L.atm.mol-1.K-1
T = 273 K
P . V =
n. R . T
1 atm x V = 1 mol x 0,082 L.atm.mol-1.K-1 x
273 K
V = 22,386 L =22,4 L
Contoh Soal :
1.
Hitung jumlah atom dari 4 mol
kalsium!
2.
Hitung massa dari 2 mol Ca (Ar
= 40)!
3.
Hitung mol gas amonia (NH3)
yang volumenya 5,6 L pada keadaan standar!
4.
Hitung volume gas berikut yang
diukur pada keadaan standar!
a.
16 gram gas O2
b.
6,02 x 1022 molekul
CH4 (Ar C = 14; H =1 dan
O=16)
b.
Diketahui :
5.
Rumus Molekul dan Rumus Empiris
Rumus molekul adalah
rumus yang menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun satu molekul zat.
Contoh :
NaCl : dalam satu molekul NaCl terdapat 2 atom
(1 atom natrium (Na) dan
1 atom
klor (Cl))
C6H12O6 : dalam satu molekul glukosa terdapat 24 atom
( 6 atom karbon
(C), 12 atom hidrogen (H) dan 6 atom oksigen
(O)).
Rumus empiris adalah
rumus yang menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom-atom yang
menyusun satu molekul zat.
Contoh:
|
Nama senyawa
|
Rumus molekul |
Rumus empiris |
|
Air Glukosa Etana |
H2O C6H12O6 C2H6 |
H2O CH2O CH3 |
Contoh soal :
1. Suatu senyawa mengandung 32,4%
natrium, 22,6% belerang dan sisanya oksigen. Jika diketahui Ar Na=23; S = 32
dan O=16, tentukan rumus empiris senyawa tersebut!
Diketahui :
Na = 32,4%
S = 22,6%
O = 100% - (22,6 +32,4)%=45%
Ditanya : Rumus empiris = ...?
2. Suatu senyawa mempunyai rumus
empiris CH2. Jika Mr senyawa tersebut 56, tentukan rumus molekul
senyawa tersebut! (Ar C =12; H= 1)
Diketahui :
Rumus Empiris = CH2
Mr senyawa = 56
Ditanya: Rumus
Molekul =...?
Jawab :
(CH2)n = 56
(12 + 2)n
= 56
n
= 56/ 14 = 4
Jadi, rumus molekul
senyawa :
(CH2)n = (CH2)4
= C4H8
3. Suatu senyawa mengandung 2,5%
hidrogen, 38,3% fosfor dan sisanya oksigen. Jika Mr senyawa tersebut 180,
tentukan rumus molekul senyawa organik tersebut! (Ar H=1; P = 31; O = 16)
Diketahui :
H = 2,5% Ã massa H = 2,5 gram
P = 38,3% Ã massa
P = 38,3 gram
O = 100% –(2,5 +
38,3)% = 59,2% Ã massa O = 59,2 gram
Perbandingan mol :
Rumus molekul :
(H2PO3)n = 180
(2 + 31 + 48)n =
180
81n
= 180
n =
2,2 = 2
Jadi, rumus molekul
senyawa : (H2PO3)2 = H4P2O6
6.
Menentukan Rumus Air Kristal
Air kristal adalah molekul
air yang terikat pada molekul senyawa lain, misalnya :
·
Cr2O3.3H2O
(mengikat 3 molekul air kristal)
·
Mn(NO3)2.6H2O
(mengikat 6 molekul air kristal)
Contoh Soal :
1.
Pemanasan 31,2 gram magnesium
sulfat hidrat menghasilkan 24 gram magnesium sulfat anhidrat. Jika diketahui Mr
MgSO4 = 120 dan Mr H2O = 18, tentukan jumlah air kristal
yang terikat dan rumus senyawa terhidratnya!
Diketahui :
Massa MgSO4.xH2O
= 31,2 gram
Mr MgSO4 = 120
Mr H2O =18
Massa H2O = Massa MgSO4.xH2O -
massa MgSO4
= (31,2 – 24) gram
= 7,2 gram
7.
Menentukan Kadar Zat dalam Senyawa
Untuk senyawa :
XmYn,
Contoh Soal :
1. Tentukan massa Al, S, dan O
dalam 171 gram senyawa Al2(SO4)3 jika
diketahui Ar Al =27, S =32 dan O =16!
Diketahui :
Massa Al2(SO4)3
= 171 gram
Mr = 342
gram/mol
2. Diketahui Ar Ca =40, C =12 dan
O =16. Berapa persentase tiap unsur dalam senyawa CaCO3!
Diketahui : Mr CaCO3 = 100
gram/mol
Jika tipe soal seperti ini, dimana %
total senyawa tidak disebutkan maka % total senyawa dianggap 100%
8.
Menentukan Pereaksi Pembatas
Sebagian reaksi yang
terjadi, jumlah pereaksinya tidak selalu tepat habis bereaksi, tetapi ada zat
yang bersisa setelah bereaksi.
Contoh :
CH4 + 2O2 Ã CO2
+ 2H2O
2 mol 3 mol ? mol
?mol
Untuk mengetahui
jumlah mol zat hasil reaksi , terlebih dahulu kita harus mengetahui zat mana
yang habis bereaksi (CH4 atau
O2). Jumlah zat yang habis bereaksi disebut juga dengan istilah pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas
menjadi patokan untuk menghitung jumlah mol semua zat yang bereaksi, mol zat hasil
reaksi dan mol pereaksi yang berlebih.
Pereaksi pembatas
dapat ditentukan dengan membagi jumlah mol pereksi dengan koefisien reaksi
setara pereaksi tersebut. Kemudian, pilih nilai bagi yang paling kecil sebagai pereaksi pembatas.
Contoh :
CH4 + 2O2
Ã
CO2 + 2H2O
2 mol 3 mol
Hasil pembagian mol
pereaksi dengan koefisien pereaksinya menunjukkan bahwa O2 memiliki
hasi yang paling kecil, sehingga O2 yang bertindak sebagai pereaksi
pembatasnya.
Contoh soal :
1.
Pada pembakaran 2 mol propana
(C3H8) dengan 7 mol gas oksigen menghasilkan gas karbon
dioksida dan uap air. Tentukan:
a.
Pereaksi pembatasnya
b.
Jumlah mol pereaksi yang
tersisa
c.
Jumlah mol CO2 dan H2O
yang dihasilkan
Diketahui :
C3H8 + 5O2 Ã 3CO2 + 4H2O
2
mol 7 mol
Tidak ada komentar:
Posting Komentar