Hukum Dasar Kimia Dan Konsep Mol

KIM 1

materi78.co.nr

Hukum Dasar Kimia Dan Konsep Mol
A. PENDAHULUAN

D.

Hukum dasar kimia merupakan hukum
dasar yang digunakan dalam stoikiometri
(perhitungan kimia), antara lain:

Hukum Dalton menjelaskan bahwa dua
unsur atau lebih dapat membentuk lebih dari
satu senyawa yang berbeda.

1) Hukum Lavoisier atau hukum kekekalan
massa.

Bila dua unsur dapat membentuk dua

senyawa atau lebih, unsur pertama
massanya tetap, unsur kedua akan
menghasilkan suatu perbandingan
bilangan bulat sederhana.

2) Hukum Proust
bandingan tetap.

atau

hukum

per-

3) Hukum Dalton atau hukum kelipatan
berganda.
4) Hukum
Gay-Lussac
perbandingan volume.

atau

Contoh:

hukum

Unsur C dan O dapat membentuk senyawa
CO, CO2 dan CO3 dengan nilai C tetap. Oleh
karena itu, unsur O pada ketiga senyawa
berbanding 1 : 2 : 3.

5) Hipotesis Avogadro

B.

HUKUM DALTON (KELIPATAN BERGANDA)

HUKUM LAVOISIER (KEKEKALAN MASSA)
Hukum Lavoisier menyatakan kekekalan
massa pada reaksi.

E.

HUKUM GAY-LUSSAC DAN HIPOTESIS
AVOGADRO

Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum
dan sesudah reaksi adalah tetap.

Hukum
Gay-Lussac
dan
Avogadro
merupakan hukum yang berkaitan dengan
volume gas.

Dalam hal ini, berarti suatu zat yang
mengalami reaksi kimia tidak berubah
massa.

Hukum Gay-Lussac menyatakan perbandingan volume atom-atom pada gas.

Oleh karena itu, reaktan memiliki massa yang
sama dengan produk yang dihasilkannya.
Pada reaksi kimia, terjadi perubahan warna,
suhu, pembentukan gas dan endapan pada
zat tersebut.

C. HUKUM PROUST (PERBANDINGAN TETAP)
Hukum Proust menyatakan perbandingan
massa pada reaksi.
Perbandingan massa unsur-unsur
pembentuk suatu senyawa selalu tetap.
Suatu zat yang direaksikan akan selalu
memiliki perbandingan yang sama untuk
membentuk suatu senyawa.
Contoh:
Fe2+ dengan S2- dalam membentuk FeS,
perbandingan keduanya berturut-turut
selalu 7 : 4.

Jadi, dalam pembentukan FeS, apabila
terdapat Fe sejumlah 7 gram, sudah pasti
terdapat S sejumlah 4 gram.

Pada suhu dan tekanan yang sama,
volume gas-gas yang terlibat dalam
reaksi berbandingan sebagai bilangan
bulat sederhana.
Hipotesis Avogadro menjelaskan bahwa
perbandingan tersebut berlaku pula dalam
molekul secara keseluruhan.
Pada suhu dan tekanan yang sama,
semua gas yang bervolume sama
memiliki jumlah molekul yang sama pula.
Perbandingan volume gas pada kedua hukum
ini merupakan koefisien dari reaksi tersebut.
Contoh:
Jika 20 L nitrogen direaksikan dengan
hidrogen sesuai reaksi berikut,
N2 + 3H2 → 2NH3

Perbandingan koefisien reaksinya 1 : 3 : 2,
dan volumenya pun memiliki perbandingan
yang sama, sehingga volume hidrogen
adalah 60 L, dan volume amonia adalah 40 L.

STOIKIOMETRI

1

KIM 1

materi78.co.nr

F.

KONSEP MOL
Mol merupakan satuan yang menunjukkan
ukuran jumlah partikel yang ada dalam suatu
zat apapun.
Nilai mol dinotasikan dengan L yang

disebut sebagai tetapan Avogadro.
L = 6,02 x 1023 partikel/atom/molekul
Jumlah partikel benda dapat
menggunakan
konsep
mol,
dirumuskan:
x = n.L

dicari
dapat

x = jumlah partikel zat
n = jumlah mol
L = tetapan Avogadro

Massa molar (mm) adalah massa penyusun
suatu atom/senyawa benda.

Volume nyata gas dalam dua keadaan

tersebut dapat dirumuskan:
V = n.Vm

V = volume nyata gas
n = jumlah mol
Vm = volume molar

Apabila gas berada tidak pada keadaan
standar (STP) maupun keadaan kamar (RTP),
dapat digunakan persamaan gas ideal yang
dikemukakan oleh Gay-Lussac.
V=

nRT
P

n
n1
= 2
v2

v1

V= volume gas (L)
n = jumlah mol (mol)
R = tetapan gas ideal (0,082 L atm/mol K)
T = suhu mutlak gas (K)
P = tekanan (atm)

Massa molar dapat ditentukan dengan
menjumlahkan Ar penyusun atom atau Mr
pada senyawa benda.

Kemolaran larutan adalah angka yang
menunjukkan banyaknya mol dalam 1 liter
larutan.

Contoh:

Contoh:

CO2 memiliki Mr 44 gram/mol, karena Ar C =
12, dan Ar O = 16.

Suatu larutan HCl kemolarannya 1,0 M,
berarti terdapat 1 mol HCl dalam 1 liternya.

Dengan menggunakan massa molar dan
konsep mol, kita dapat mencari massa nyata
suatu atom/senyawa, dapat dirumuskan:

Jumlah mol dalam larutan dapat dihitung
dengan:

m = n.mm

m = massa nyata zat
n = jumlah mol
mm = massa molar (Ar atau Mr)

n = V.M

DIAGRAM KONSEP MOL

Volume molar (Vm) adalah volume yang
dimiliki oleh gas berdasarkan keadaan ruang
yang ditempati gas tersebut.
Pada Hukum Gay-Lussac dan Hipotesis
Avogadro, telah disebutkan bahwa volume
gas tidak dilihat dari jenis gas, melainkan
keadaan ruang gas.
Nilai volume molar dalam dua keadaan:
1) STP (Standard Temperature & Pressure)
STP (keadaan standar) memiliki keadaan
dengan suhu 0°C, tekanan 1 atm.
Vm = 22,4 L/mol
2)

n = jumlah mol (mol)
V = volume (L)
M = kemolaran (M)

PARTIKEL

×L

MOLARITAS

×V

:L
x mm

MOL

:V
× 22,4 (STP)
× 24 (RTP)

MASSA
: mm

: 22,4 (STP)
: 24 (RTP)

VOLUME

RTP (Room Temperature & Pressure)
RTP (keadaan kamar) memiliki keadaan
ruang dengan suhu 25° C, tekanan 1 atm.
Vm = 24 L/mol

STOIKIOMETRI

2

KIM 1

materi78.co.nr

G. STOIKIOMETRI REAKSI

3Mg(s) + 8HNO3(aq)

Stoikiometri reaksi dapat digunakan untuk
menentukan:
1) Mol setiap zat yang ada pada reaksi
2) Massa setiap zat yang ada pada reaksi
3) Volume setiap zat yang ada pada reaksi
4) Massa zat murni yang direaksikan
5) Pereaksi pembatas
6) Massa dan kadar senyawa dalam campuran yang direaksikan
Prinsip stoikiometri reaksi umum untuk
menemukan mol, massa dan volume zat
yang direaksikan dan dihasilkan:
1) Perbandingan koefisien adalah perbandingan jumlah mol zat dalam reaksi.

d 3Mg(NO3)2(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g)
(Ar Mg = 24, H = 1, N = 14, O = 16)
Tentukan:
a. Mol Mg murni
b. Massa Mg murni
c. Volume larutan HNO3 yang dibutuhkan
d. Volume NO yang dihasilkan pada (p,t) dimana
massa 1,2 L gas N2 adalah 1,4 gr
Jawab:
a. n Mg murni = 90% ×

c. n HNO3 =
V HNO3 =
d. n NO =
n N2 =

Contoh:

n NO

4KO2(s) + 2CO2(g) → 2K2CO3(s) + 3O2(g)
(Ar K = 39, O = 16, C = 12)
Tentukan:
a. Jumlah mol gas karbondioksida
b. Massa kalium superoksida yang direaksikan
c. Massa kalium karbonat yang dihasilkan
d. Jumlah liter gas yang dihasilkan jika reaksi
terjadi pada suhu 27oC dan tekanan 3 atm
Jawab:
a. n CO2 =
b. n KO2 =

132
44
4
2

= 3 mol

c. n K2CO3 = 3 mol
m K2CO3 = 3 x (39.2+12+16.3) = 3 x 138 = 414 gr
d. n O2 =
V O2 =

2

= 1,35 mol

V NO

=

2

3
1,4

8

× 1,35 = 3,6 mol

3
3,6
2

= 1,8 L

× 1,35 = 0,9 mol
= 0,05 mol

28
n N2

0,9

V N2

V NO

V NO =

0,9 × 1,2
0,05

=

0,05
1,2

= 21,6 L

Suatu pereaksi berlebih dalam reaksi akan
bersisa karena jumlah zatnya tidak sesuai
dengan perbandingan koefisien.
Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang
habis lebih dahulu bereaksi.
Cara menentukan pereaksi pembatas
adalah dengan membagi masing-masing
mol zat pereaksi dengan koefisiennya. Nilai
yang lebih kecil merupakan pereaksi
pembatas.
Contoh:

x 3 = 6 mol

m KO2 = 6 x (39 + 16.2) = 6 x 71 = 426 gr

3

24

b. m Mg murni = 1,35 x 24 = 32,4 gr

2) Segala satuan ukuran zat harus dikonversikan ke dalam mol.
Pada reaksi berikut, KO2 direaksikan dengan 132
gram CO2.

36

Pada reaksi berikut, 97,5 gr zink direaksikan
dengan 500 mL HCl 4 M.
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
Tentukan pereaksi pembatas dan massa sisa zat!
n Zn =

x 3 = 4,5 mol

4,5 × 0,082 × (27+273)
3

= 36,9 L

Suatu sampel atau cuplikan unsur dapat
diketahui mol dan massa zat murninya bila
direaksikan.
Contoh:
Suatu 36 gram cuplikan logam magnesium
dengan kemurnian 90% dimasukkan ke dalam
larutan asam nitrat 2 M menurut reaksi:

97,5
65

= 1,5 mol

n HCl = 0,5 x 4 = 2 mol

jumlah zat tidak sama dengan perbandingan
koefisien,
Zn : HCl =

1,5
1

2

: 2 = 1,5 : 1

maka HCl merupakan pereaksi pembatas.
Zn + 2HCl d ZnCl2 + H2
M 1,5 mol
2 mol
R 1 mol
2 mol
1 mol
1 mol
S 0,5 mol
1 mol
1 mol
m Zn sisa = 0,5 x 65 = 32,5 gr

STOIKIOMETRI

3

KIM 1

materi78.co.nr

Suatu campuran dua senyawa atau lebih
dapat diketahui massa dan kadarnya bila
direaksikan.

Rumus molekul adalah rumus senyawa
yang nyata sesuai dengan jumlah atomatom unsur penyusun senyawa.

Contoh:

Rumus empiris adalah rumus perbandingan
paling sederhana dari atom-atom unsur
penyusun senyawa.

Campuran logam Al dan Mg seberat 10,2 gr larut
dalam larutan H2SO4 2 M sebanyak 250 mL
menurut dua reaksi:
R.1: 2Al(s) + 3H2SO4(aq) d Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)
R.2: Mg(s) + H2SO4(aq) d MgSO4(aq) + H2(g)
(Ar Al = 27, S = 32, Mg = 24)

Contoh: Rumus molekul C6H12O6 mempunyai
rumus empiris CH2O.
Contoh 1:
Tentukan rumus empiris dan rumus molekul
senyawa yang mengandung 29,11% R, 40,51% S,
dan 30,38% T dan memiliki Mr = 316.

Tentukan:
a. Jumlah mol asam sulfat total
b. Massa alumunium dan magnesium dalam
campuran
c. Kadar alumunium dan magnesium dalam
campuran

(Ar R = 23, S = 32, T = 16)
Jawab:
R : S : T =

29,11
23

:

40,51
32

30,38
16

Jawab:

= 40,5 : 40,5 : 60,76

a. n H2SO4 = 2 x 0,25 = 0,5 mol

=2:2:3

b. Kita misalkan massa Al dan Mg dengan:
m Al = a gr
m Mg = 10,2 – a gr
Dengan itu, didapat mol Al dan Mg:
a

n Al =

27

mol

n Mg =

10,2 – a
24

mol

Kemudian mol H2SO4 tiap reaksi dapat
dihitung menurut perbandingan koefisien:
n H2SO4 R.1 =
n H2SO4 R.2 =

3

×

a

=

a

2 27 18
10,2 – a
24

mol

mol

Penjumlahan kedua mol H2SO4 diatas memiliki
hasil 0,5 mol, maka:
a
18

+

10,2 – a
24

= 0,5

Maka, rumus empiris adalah R2S2T3.
(R2S2T3)x
(23×2+32×2+16×3)x
158x
x

= 316
= 316
= 316
=2

Maka, rumus molekul adalah (R2S2T3)2 atau R4S4T6.
Contoh 2:
Pada pembakaran sempurna 13,5 gr CxHyOz,
diperoleh 19,8 gr CO2 dan 8,1 gr H2O. Jika Mr
CxHyOz = 180, tentukan rumus molekul CxHyOz!
(Ar C=12, H=1, O=16)
Jawab:
12x + y + 16z = 180
CxHyOz : CO2 : H2O =

Maka massa Al dan Mg adalah:
m Al = a = 5,4 gr
m Mg = 10,2 – a = 4,8 gr
c. % Al =

5,4
10,2

× 100% = 52,94%

% Mg = 100% - 52,94% = 47,06%

STOIKIOMETRI SENYAWA
Stoikiometri senyawa dapat digunakan
untuk menentukan:
1) Rumus empiris dan rumus molekul
2) Massa dan kadar unsur dalam senyawa

180

:

19,8
44

:

8,1
18

=1:6:6

4a + 30,6 – 3a = 36
a = 5,4

13,5

= 0,075 : 0,45 : 0,45

4a + 3(10,2 – a) = 36

H.

:

Jumlah atom C:
Cx = 6.C
x=6
Jumlah atom H:
Hy = 6.H2
y = 12
Jumlah atom oksigen:
(12. 6) + (12) + 16z = 180
16z = 96
z=6
Maka, rumus molekul adalah C6H12O6.

Massa unsur dalam suatu senyawa dapat
dihitung:
mX=

indeks ×Ar X
Mr X

× m total

3) Rumus kimia senyawa hidrat
STOIKIOMETRI

4

KIM 1

materi78.co.nr

Kadar unsur dalam suatu senyawa dapat
dihitung:
%X=

indeks ×Ar X
Mr X

× 100%

Senyawa hidrat adalah senyawa berbentuk
padat yang mengikat beberapa molekul air
sebagai bagian dari struktur kristalnya.
Contoh: Garam inggris dengan rumus hidrat
MgSO4 ·7H2O.
Contoh:
Tentukan rumus kimia hidrat 1 gram senyawa
CuSO4 · xH2O yang bila dipanaskan menghasilkan
0,64 gram padatan!
Jawab:
Reaksi yang terjadi adalah:
CuSO4· xH2O d CuSO4(s) + xH2O(g)
1 gr

0,64 gr

0,36 gr

CuSO4 : H2O = 1 : x
0,64 0,36
160

:

18

=1:x

0,64 : 3,2 = 1 : x
x =

3,2
0,64

=5

Maka rumus kimia hidrat adalah CuSO4 · 5H2O

STOIKIOMETRI

5