1 - Google Groups

BAB 5
STOIKIOMETRI
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
Tata Nama Senyawa Sederhana
Hukum-hukum Dasar Kimia
Persamaan Reaksi
Hukum Gay Lussac dan Hipotesis
Avogadro
Konsep Mol
Soikiometri Senyawa
Stoikiometri Reaksi
Tata Nama Senyawa Anorganik
a. Senyawa Molekul (Senyawa Kovalen) Biner
Senyawa biner adalah senyawa yang hanya terdiri dari dua
jenis unsur, misalnya air (H2O), amonia (NH3), dan karbon
dioksida (CO2).
1. Rumus Senyawa: unsur yang terdapat lebih dahulu
dalam urutan berikut ditulis di depan.
B – Si – C – Sb – As – P – N – H – S – I – Br – Cl – O – F
Contoh:
Rumus kimia amonia lazim ditulis sebagai NH3 bukan
H3N.
2. Nama Senyawa: nama senyawa kovalen biner
adalah rangkaian nama kedua jenis unsur dengan
akhiran ida pada nama unsur yang kedua.
Contoh: HCl : hidrogen klorida
H2S : hidrogen sulfida
Jika pasangan unsur membentuk lebih dari sejenis
senyawa, maka dibedakan dengan menyebutkan
angka indeks dalam bahasa Yunani.
Contoh: CO : karbon monoksida
CO2 : karbon dioksida
3. Senyawa yang sudah umum dikenal tidak perlu
mengikuti aturan di atas.
Contoh: H2O : air
CH4 : metana
b. Tata Nama Senyawa Ion
Senyawa ion terdiri atas suatu kation dan suatu anion.
1. Rumus senyawa: kation ditulis di depan.
Contoh:
Rumus kimia natrium klorida ditulis NaCl, bukan
ClNa.
2. Nama senyawa: nama senyawa ion adalah
rangkaian nama kation (di depan), nama anionnya,
angka indeks tidak disebut.
Contoh:
CaCl2 (kalsium klorida)
Jika unsur logam mempunyai lebih dari sejenis bilangan
oksidasi, senyawa-senyawanya dibedakan dengan
menuliskan bilangan oksidasinya.
Contoh:
FeCl2 : besi (II) klorida
FeCl3 : besi (III) klorida
Menurut cara lama, senyawa dari unsur logam yang
mempunyai dua jenis muatan dibedakan dengan memberi
akhiran o untuk muatan lebih rendah, dan akhiran i untuk
muatan lebih tinggi.
No
Rumus
Nama Ion
No
Rumus
Nama Ion
1
Na+
Natrium
13
Pb2+
Timbel(II)
2
K+
Kalium
14
Pb4+
Timbel(IV)
3
Mg2+
Magnesium
15
Fe2+
Besi (II)
4
Ca2+
Kalsium
16
Fe3+
Besi (III)
5
Sr2+
Stronsium
17
Hg+
Raksa (I)
6
Ba2+
Barium
18
Hg2+
Raksa (II)
7
Al3+
Aluminium
19
Cu+
Tembaga (I)
8
Zn2+
Zink
20
Cu2+
Tembaga (II)
9
Ni2+
Nikel
21
Au+
Emas (I)
10
Ag+
Perak
22
Au3+
Emas (III)
11
Sn2+
Timah (II)
23
Pt4+
Platina (IV)
12
Sn4+
Timah (IV)
24
NH4+
Amonium
No
Nama Ion
No
Rumus
Nama Ion
1
Rumus
OH −
Hidroksida
16
SO42−
Sulfat
2
O2-
Oksida
17
PO33−
Fosfit
3
F−
Flourida
18
PO43−
Fosfat
4
Cl −
Klorida
19
AsO33−
Arsenit
5
Br−
Bromida
20
AsO43−
Arsenat
6
I−
Iodida
21
SbO33−
Antimonit
7
CN−
Sianida
22
SbO43−
Antimonat
8
S 2−
Sulfida
23
ClO−
Hipoklorit
9
CO32−
Karbonat
24
ClO2−
Klorit
10
SiO32−
Silikat
25
ClO3−
Klorat
11
C2O42−
Oksalat
26
ClO4−
Perklorat
12
CH3COO −
Asetat
27
MnO4−
Permanganat
13
NO2−
Nitrit
28
MnO42−
Manganat
14
NO3−
Nitrat
29
CrO42−
Kromat
15
SO32−
Sulfit
30
Cr2O72−
Dikromat
c. Tata Nama Asam
Tata Nama Asam dan Basa
Asam adalah senyawa hidrogen yang di dalam air
mempunyai rasa masam.
Rumus kimia asam umumnya terdiri dari atom
hidrogen dan suatu anion yang disebut sisa
masam.
Contoh:
H3PO4
Nama asam: asam fosfat
Rumus sisa asam: PO
3–
4
d. Tata Nama Basa
Basa adalah senyawa ion dari suatu logam dengan ion
hidroksida (OH).
Tata nama basa sama dengan tata nama senyawa ion.
Contoh:
NaOH : natrium hidroksida (soda kaustik)
Ca(OH)2: kalsium hidroksida (kapur sirih)
Al(OH)3: alumunium hidroksida (dlm obat maag)
Fe(OH)2: besi(II) hidroksida
Tata Nama Senyawa Organik
Senyawa organik adalah senyawa-senyawa karbon
dengan sifat-sifat tertentu.
Berikut ini adalah nama lazim dari beberapa senyawa
organik
1. CH4
: metana (gas rawa, gas alam, atau gas tambang)
2. CO(NH2)2
: urea (ureum)
3. CH3COOH : asam cuka (asam asetat)
4. C6H12O6
: glukosa (gula darah, gula anggur)
5. HCHO
: formaldehida (bahan formalin)
6. CHCI
: iodoform (suatu antiseptik)
7. CH3CH2OH : etanol (alkohol)
Hukum-Hukum Dasar Kimia
Hukum Lavoiser (Hukum Kekekalan Massa)
• “Dalam sistem tertutup, massa zat sebelumnya dan sesudah
reaksi adalah sama”
Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)
• “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa
adalah tertentu dan tetap”
Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Berganda)
• “Hukum kelipatan berganda berkaitan dengan pasangan
unsur yang dapat membentuk lebih dari satu jenis senyawa”
• Jika massa dari salah satu unsur dalam kedua senyawa itu
sama, maka perbandingan massa unsur yang satu lagi dalam
kedua senyawa itu merupakan bilangan bulat dan
sederhana.
Persamaan Reaksi
2H2(g) + O2(g)
2H2O(l)
 Tanda panah menunjukkan arah reaksi.
 Huruf kecil miring dalam tanda kurung menyatakan wujud
atau keadaan zat.
 Huruf g berarti gas,l berarti cairan atau (liquid), s berarti padat
(solid), dan aq berarti larutan dalam air (aqueous)
 Bilangan yang mendahului rumus kimia zat dalam persamaan
reaksi disebut koefisien reaksi.
 Persamaan reaksi yang sudah diberi koefisien yang sesuai
disebut persamaan setara.
Menuliskan Persamaan Reaksi
Contoh:
Alumunium bereaksi dengan larutan asam sulfat membentuk
alumunium sulfat dan gas hidrogen.
Langkah 1: menuliskan persamaan kata-kata
Alumunium + larutan asam sulfat
larutan alumunium sulfat
+ gas hidrogen
Langkah 2: menuliskan persamaan rumus
Al(s) + H2SO4 (aq)
Al2(SO4)3(aq) + H2(g) (belum setara)
Langkah 3: penyetaraan
2Al(s) + 3H2SO4(aq)
Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) (setara)
Menyetarakan Persamaan Reaksi
Contoh:
Al(s) + HCl (aq)
AlCl3(g) (belum setara)
1. Tetapkan koefisien AlCl3 = 1, sedangkan zat lainnya dengan
koefisien sementara .
aAl(s) + bHCl(aq)
1AlCl3(g) + cH2(g)
2. Setarakan atom Al dan Cl
Penyetaraan atom Al: Jumlah atom Al di ruas kiri = a,
sedangkan di ruas kanan = 1, berarti a = 1.
Penyetaraan atom Cl: Jumlah atom Cl di ruas kiri = b,
sedangkan di ruas kanan = 3 berarti b = 3.
1Al(s) + 3HCl(aq)
1AlCl3(g) + cH2(g)
3. Setarakan H: Jumlah atom H di ruas kiri = 3, di ruas
kanan = 2c, berarti 2c = 3, atau c = 1,5
1Al(s) + 3HCl(aq)
1AlCl3(g) + 1,5H2(g)
Akhirnya, untuk membulatkan pecahan setengah,
semua koefisien dikalikan 2:
2Al(s) + 6HCl(aq)
2AlCl3(g) + 3H2(g) (setara)
Hukum Gay Lussac
Contoh:
Pada reaksi antara gas nitrogen dengan gas hidrogen
membentuk amonia, perbandingan volumnya adalah 1 : 3 : 2.
Gay Lussac menyimpulkan penemuannya dalam suatu
perbandingan volum, yaitu:
“Bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, volum gas
yang bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sebagai
bilangan bulat dan sederhana”
Hipotesis Avogadro
Hukum Perbandingan Volum Avogadro:
“Pada suhu dan tekanan sama, semua gas
bervolum sama mengandung jumlah molekul
yang sama pula.”
Jadi, perbandingan volum gas-gas itu juga merupakan
perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi atau
perbandingan volum gas-gas yang bereaksi sama dengan
koefisien reaksinya.
Contoh:
Reaksi antara gas hidrogen dengan gas klorin membentuk gas
hidrogen klorida.
1Hx(g) + 1Cly(g)
2HaClb(g)
Nilai paling sederhana untuk x dan y yang membuat
persamaan di atas setara adalah x = 2 dan y = 2.
Dengan x = , maka nilai a = 1.
Dengan y = 2, maka nilai b = 1.
Jadi, persamaan di atas menjadi:
H2(g) + Cl2(g)
2HCl(g)
Konsep Mol
1 mol = 6,02 x 10 23 (= 602 miliar triliun)
23
Bilangan 6,02 x 10 ini disebut tetapan Avogadro dan
dinyatakan dengan lambang L.
L = 6,02 x 1023
Hubungan jumlah mol (n) dengan jumlah partikel (χ)
χ = n x 6,02 x 1023
Massa Molar (mm)
-1
Untuk unsur yang partikelnya berupa atom: mm = Ar gram mol
Untuk zat lainnya
: mm = Mr gram mol-1
Contoh:
Diketahui Ar Ca = 40 dan Mr CO2 = 44, maka
- massa 1 mol Ca (= 6,02 x 1023 atom Ca) = 40 gram.
- massa 1 mol CO2 (= 6,02 x 1023 molekul CO2) = 44 gram.
m = n x mm( Mr)
dengan
m = massa
n = jumlah mol
mm(Mr) = massa molar
Volum Molar Gas (Vm)
Pada keadaan STP : Vm = 22,4 liter mol -1
Pada keadaan RTP : Vm = 24 liter mol -1
Contoh:
Diketahui Ar Ca = 40 dan Mr CO2 = 44, maka
- massa 1 mol Ca (= 6,02 x 1023 atom Ca) = 40 gram.
- massa 1 mol CO2 (= 6,02 x 1023 molekul CO2) = 44 gram.
V = n x Vm
Keterangan:
V = volum
n = jumlah mol
Vm = volum molar
Persamaan Gas Ideal
Persamaan gas ideal: PV = nRT
V = nRT
P
Keterangan:
P = tekanan gas (dalam atm)
V = volum gas (dalam liter)
n = jumlah mol gas
R = tetapan gas (0,082 L atm mol-1 K-1 )
T = suhu mutlak gas
(dalam Kelvin = 273 + suhu Celcius)
Kemolaran Larutan
n
M = V
Keterangan:
M = kemolaran larutan
n = jumlah mol zat terlarut
V = volum larutan
Satuan kemolaran adalah
mol L-1 atau mmol mL-1.
Konsentrasi
(kemolaran) larutan
biasanya ditunjukkan
dengan label yang
tertempel ada botol.
Menentukan Rumus Empiris
Rumus empiris atau rumus perbandingan suatu
senyawa menyatakan perbandingan paling sederhana
dari atom-atom unsur penyusun senyawa.
Data yang diperlukan untuk
penentuan rumus empiris adalah:
1) Jenis unsur penyusun senyawa
2) Perbandingan massa
antarunsur dalam senyawa
Contoh
Suatu senyawa mengandung unsur karbon, hidrogen, dan
oksigen. Dari analisis dikerahui bahwa dalam 3gram senyawa itu
terdapat 1,2 gram karbon, 0,2 gram hidrogen, dan sisanya
adalah oksigen.
(Ar H= 1; C = 12; dan O = 16)
Jumlah mol C =
1,2 g
= 0,1 mol
-1
12 g mol
Jumlah mol H =
0,2 g
= 0,2 mol
1 g mol-1
Massa O = 3 – (1,2 + 0,2) gram = 1,6 gram.
Jumlah mol O = 1,6 g
= 0,1 mol
16 g mol-1
Perbandingan mol C : H : O = 0,1 : 0,2 : 0,1 = 1 : 2 : 1.
Rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2O.
Menentukan Rumus Molekul
Secara umum, jika rumus empiris senyawa adalah RE, maka
rumus molekulnya dapat dinyatakan sebagai (RE)n; harga n
bergantung pada massa molekul relatif (Mr) dari senyawa yang
bersangkutan.
Contoh:
Senyawa X mempunyai rumus empiris CH2O dan massa
molekul relatif (Mr) = 60.
Diketahui rumus empiris senyawa adalah CH2O.
Misalkan rumus molekul senyawa itu (CH2O)χ.
Mr (CH2O)χ = 60
(12 + 2 + 16)χ = 60
30χ = 60
χ=2
Jadi, rumus molekul senyawa itu adalah (CH2O)2 atau C2H4O2.
Kadar Unsur dalam Senyawa
χ adalah jumlah atom unsur dalam 1 molekul senyawa = indeks
dari unsur yang bersangkutan dalam rumus kimia senyawa.
Contoh:
Kadar C dan N dalam urea, CO(NH2)2? (Ar H = 1; C = 12; dan
O = 16)
Kadar unsur X = χ x Ar unsur X x 100%
Mr senyawa
Mr urea = 12 + 16 + 28 + 4 = 60
Kadar C = (1 x 12) x 100% = 20%
60
Kadar N = (2 x 14) x 100% = 46,67%
60
Pereaksi Pembatas
Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dahulu.
Contoh:
4Al(s) + 3O2(g)
2Al2O3(s)
Persamaan reaksi menunjukkan bahwa perbandingan mol
alumunium dengan oksigen adalah 4 : 3.
 Jika jumlah mol yang direaksikan sesuai dengan
perbandingan itu, maka kedua pereaksi itu akan habis.
 Jika jumlah mol yang direaksikan tidak 4 : 3, maka salah
satu pereaksi akan habis lebih dulu.
Pereaksi Pembatas
Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dahulu.
Contoh:
4Al(s) = 3O2(g)
2Al2O3(s)
Persamaan reaksi menunjukkan bahwa perbandingan mol
alumunium dengan oksigen adalah 4 : 3.
 Jika jumlah mol yang direaksikan sesuai dengan
perbandingan itu, maka kedua pereaksi itu akan habis.
 Jika jumlah mol yang direaksikan tidak 4 : 3, maka salah
satu pereaksi akan habis lebih dulu.
Beberapa contoh diberikan dalam tabel berikut.
No.
Jumlah Mol
Pereaksi
Ekivalen
Pereaksi
(Ya/Tidak) Pembatas
Jumlah
Mol Al2O3
Jumlah
Pereaksi
yang Sisa
1
4
3
ya
-
2
-
2
8
6
ya
-
4
-
3
2
1,5
ya
-
1
-
4
4
4
tidak
Al
2
1 mol O2
5
5
3
tidak
O2
2
1 mol O2
6
7
5
tidak
O2
3,33
0,33 mol Al
Menentukan Rumus Kimia Hidrat
Hidrat adalah zat padat yang mengikat beberapa molekul
air sebagai bagian dari struktur kristalnya.
Contoh:
1. Terusi, CuSO4.5H2O
: tembaga(II) sulfat
pentahidrat
2. Gipsum, CaSO4.2H2O
: kalsium sulfat dihidrat
3. Garam inggris, MgSO4.7H2O : magnesium sulfat
heptahidrat
4. Soda hablur, Na2CO3.10H2O : natrium karbonat
dekahidrat
Menentukan Rumus Kimia Hidrat
Jika suatu hidrat dipanaskan, sebagian atau seluruh air kristalnya
dapat lepas (menguap).
Ketika dipanaskan, kristal biru tembaga(II) sulfat pentahidrat berubah
menjadi tembaga(II) sulfat anhidrat Gambar 1 yang berwarna putih.