5.1 Tata Nama Senyawa Sederhana - BAB 5 STOIKIOMETRI

BAB 5 STOIKIOMETRI

  5.1 Tata Nama Senyawa Sederhana

  5.2 Hukum-hukum Dasar Kimia

  5.3 Persamaan Reaksi

  

5.4 Hukum Gay Lussac dan Hipotesis

Avogadro

  5.5 Konsep Mol

  5.6 Soikiometri Senyawa

  5.7 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 (H O), amonia (NH ), dan karbon _{2 3} dioksida (CO ). ₂

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:

  3 Rumus kimia amonia lazim ditulis sebagai NH bukan ₃ H N.

  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

  H S : hidrogen sulfida ₂ Jika pasangan unsur membentuk lebih dari sejenis senyawa, maka dibedakan dengan menyebutkan angka indeks dalam bahasa Yunani.

  Contoh: CO : karbon monokdisa

  CO : karbon dioksida ₂

  3. Senyawa yang sudah umum dikenal tidak perlu mengikuti aturan di atas.

  Contoh: H O : air ₂ CH : metana ₄

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 anioinnya, angka indeks tidak disebut.

  Contoh: CaCl (kalsium klorida)

2 Jika unsur logam mempunyai lebih dari sejenis

  bilangan oksidasi, senyawa-senyawanya dibedakan dengan menuliskan bilangan oksidasinya.

  Contoh: FeCl : besi (II) klorida

2 FeCl : besi (III) klorida

  3

c. Tata Nama Asam

  

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: _{3 4} H PO Nama asam: asam fosfat _{4 3–}

  Rumus sisa asam: PO

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. CH : metana (gas rawa, gas alam, atau gas ₄ tambang)

  2. CO(NH ) : urea (ureum) _{2 2}

  3. CH COOH : asam cuka (asam asetat) ₃

  4. C H O : glukosa (gula darah, gula anggur) _{6 12 6}

  5. HCHO : formaldehida (bahan formalin)

   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

   Persamaan Reaksi

   2H (g) + O (g)

  2

  2

  2H O(l)

  2  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

   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 _{2 4 2 4 3 2} Al(s) + H SO (aq) Al (SO ) (aq) + H (g) (belum setara) Langkah 3: penyetaraan _{2 4 2 4 3 2}

  2Al(s) + 3H SO (aq) Al (SO ) (aq) + 3H (g)

   Menyetarakan Persamaan Reaksi Contoh:

Al(s) + HCl (aq) AlCl (g) (belum setara)

₃

₃

  1. Tetapkan koefsien AlCl = 1, sedangkan zat lainnya dengan koefsien sementara . ₂ aAl(s) + bHCl(aq) 1AlCl (g) + cH (g) ₃

  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,

  

3. Setarakan H: Jumlah atom H di ruas kiri =

3, di ruas kanan = 2c, berarti 2c = 3, atau c = 1,5

  3

  1Al(s) + 3HCl(aq)

  1AlCl (g) +

  2 1,5H (g)

Akhirnya, untuk membulatkan pecahan

setengah, semua koefsien dikalikan 2:

  3

  2Al(s) + 6HCl(aq)

  2AlCl (g) + 3H (g)

  2 (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

   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 koefsien

  Contoh:

  Reaksi antara gas hidrogen dengan gas klorin membentuk gas hidrogen klorida.

  

x y a b

  

1H (g) + 1Cl (g) 2H Cl (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:

  2

2 H (g) + Cl (g) 2HCl(g)

   Konsep Mol 1 mol = 6,02 x 10 (= 602 miliar triliun)

23 Bilangan 6,02 x 10 ini disebut tetapan Avogadro dan dinyatakan dengan lambang L.

  L = 6,02 x 10 ^{23 23} Hubungan jumlah mol (n) dengan jumlah

  partikel (χ)

  χ = n x 6,02 x 10 ²³

  m Massa Molar (m ) _{m -1}

  Untuk unsur yang partikelnya berupa atom: m = _r

• _-1 A gram mol
_{m r} Untuk zat lainnya : m = M gram mol

  Contoh:

  Diketahui Ar Ca = 40 dan Mr CO2 = 44, maka _{23 23} massa 1 mol Ca (= 6,02 x 10 atom Ca) = 40

• gram.
_{2 2} massa 1 mol CO (= 6,02 x 10 molekul
• = 44 gram.

  m m = n x m

  dengan m = massa n = jumlah mol _m m = massa molar

  

m

Volum Molar Gas (V )
• _-1

  Pada keadaan STP : Vm = 22,4 liter mol

• _-1 Pada keadaan RTP : Vm = 24 liter mol

  Contoh:

  Diketahui Ar Ca = 40 dan Mr CO = 44, maka _{23 2}

• ₂₃ massa 1 mol Ca (= 6,02 x 10 atom Ca) = 40 gram.
_{2 2} massa 1 mol CO (= 6,02 x 10 molekul
• = 44 gram.

  m

V = n x V

  Keterangan: V = volum n = jumlah mol _m V = 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

• _{-1 -1} R = tetapan gas (0,082 L atm mol

  K ) T = suhu mutlak gas (dalam Kelvin = 273 + suhu

   Kemolaran Larutan n

   M =

  V Keterangan: M = kemolaran

  larutan n = jumlah mol zat terlarut V = volum larutan

  Satuan kemolaran adalah _{-1 -1} Konsentrasi (kemolaran) mol L atau mmol mL . larutan biasanya ditunjukkan dengan label

   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

  Conto h

  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) _-1 Jumlah mol C = 1,2 g = 0,1 mol 12 g mol

• _-1 Jumlah mol H = 0,2 g = 0,2 mol 1 g mol Massa O = 3 – (1,2 + 0,2) gram = 1,6 gram. _-1

  Jumlah mol O = 1,6 g = 0,1 mol 16 g mol Perbandingan mol C : H : O = 0,1 : 0,2 : 0,1 = 1 :

   Menentukan Rumus Molekul

  Secara umum, jika rumus empiris senyawa adalah RE, maka rumus molekulnya dapat dinyatakan _n sebagai (RE) ; harga n bergantung pada massa _r molekul relatif (M ) dari senyawa yang bersangkutan.

  Contoh:

  Senyawa X mempunyai rumus empiris CH2O dan _r massa molekul relatif (M ) = 60. ₂ Diketahui rumus empiris senyawa adalah CH O. _χ Misalkan rumus molekul senyawa itu (CH2O) . _{r 2 χ χ}

  M (CH O) = 60 (12 + 2 + 16) = 60 _χ

  30 = 60 _χ = 2 _{2 2} Jadi, rumus molekul senyawa itu adalah (CH O)

   Kadar Unsur dalam Senyawa

  χ adalah jumlah atom unsur dalam 1 molekul senyawa = indeks dari unsur yang bersangkutan dalam rumus kimia senyawa.

  Contoh: _{2 2 r}

  Kadar C dan N dalam urea, CO(NH ) ? (A H = 1; C = 12; dan O = 16) _r Kadar unsur X = χ x A unsur X x 100% _{r r} M senyawa

  M 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:

  2

  2

  3

  

4Al(s) = 3O (g) 2Al O (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

   Pereaksi Pembatas

Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis

lebih dahulu.

  Contoh:

  2

  2

  3

  

4Al(s) = 3O (g) 2Al O (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

  Beberapa contoh diberikan dalam tabel berikut. No. Jumlah Mol Ekivalen (Ya/Tidak) Pereaksi Pembatas Jumlah Mol Al ² O ³ 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 O ²

  5

  5 3 tidak O ² 2 1 mol O ²

  6

  7 5 tidak O ² 3,33 0,33 mol Al Pereaksi

   Menentukan Rumus Kimia Hidrat

Hidrat adalah zat padat yang mengikat beberapa molekul

air sebagai bagian dari struktur kristalnya.

  Contoh:

  1. Terusi, CuSO .5H O : tembaga(II) sulfat _{4 2} pentahidrat

  2. Gipsum, CaSO .2H O : kalsium sulfat _{4 2} dihidrat

  3. Garam inggris, MgSO .7H O : magnesium sulfat _{4 2} heptahidrat

  4. Soda hablur, Na CO .10H O : natrium karbonat _{2 3 2}

   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.