BAB V STOIKIOMETRI - BAB 7 STOIKIOMETRI

  

STOIKIOMETRI

BAB V I. Standar Kompetensi Memahami hukum-hukum dasar kimia dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri) II. Kompetensi Dasar  Mendeskripsikan tata nama senyawa anorganik dan organik sederhana serta persamaan reaksinya.

  

 Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan

konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

III. Tujuan Pembelajaran

  

1. Siswa dapat menjelaskan hukum dasar kimia, antara lain hukum kekekalan massa, hukum Proust (hukum

perbandingan tetap), hukum Dalton (hukum kelipatan perbandingan), dan hukum Gay Lussac (hukum perbandingan volume) berdasarkan eksperimen atau data hasil eksperimen.

  

2. Siswa dapat menjelaskan pengertian mol sebagai satuan jumlah zat serta dapat mengkonversikan jumlah zat dengan

jumlah mol, massa dan volum zat.

  3. Siswa dapat menentukan rumus empiris senyawa

  4. Siswa dapat menentukian rumus molekul senyawa

  5. Siswa dapat menentukan kadar unsur dalam suatu senyawa

  6. Siswa dapat menentukan pereaksi pembatas dalam suatu reaksi

IV. Peta Konsep

  

Stoikiometri kelas XMIA

  

STOIKIOMETRI

Dalam ilmu kimia, stoikiometri dibagi menjadi stoikiometri senyawa (komposisi) dan stoikiometri reaksi. Istilah

stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu stoicheion yang berarti elemen atau unsur dan metron yang artinya

mengukur. Jadi, stoikiometri dapat diartikan sebagai perhitungan kimia yaitu ilmu yang mempelajari dan menghitung

hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia ( . Konsep–konsep yang mendasari

perhitungan kimia adalah massa atom relatif, rumus kimia, persamaan kimia, dan konsep mol .

A. Hukum–Hukum Dasar Kimia

  Berikut ini akan dipelajari beberapa hukum yang mendasari perhitungan kimia, di antaranya hukum kekekalan massa

(hukum Lavoisier), hukum perbandingan tetap (hukum Proust), hukum kelipatan perbandingan (hukum Dalton), dan

hukum perbandingan volume (hukum Gay Lussac).

  1. Hukum Lavoiser (Hukum Kekekalan Massa) Jika kita mengamati proses pembakaran kayu atau kertas, massa hasil reaksi seolah-olah berkurang karena kita hanya mendapatkan abu yang jumlahnya sedikit dari sisa pembakaran. Reaksi pembakaran yang kita lakukan berlangsung pada wadah yang terbuka, sedangkan sebagian besar hasil reaksi adalah gas sehingga massa zat yang tertinggal menjadi lebih sedikit. Tetapi, jika kita melakukan pembakaran tersebut pada ruang tertutup, maka massa zat

  sebelum dan sesudah reaksi akan sama.

  Gambar 1. Antoine Laurent Lavoisier/ Perancis (1743 – 1794) Antoine Laurent Lavoisier telah menyelidiki massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi. Lavoisier menimbang zat

sebelum bereaksi, kemudianmenimbang hasil reaksinya. Ternyata massa zat sebelum dan sesudah reaksiselalu sama.

  

Lavoisier menyimpulkan hasil penemuannya dalam suatu hukum yang disebut hukum kekekalan massa, yaitu: “Dalam

sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.” Contoh: Kawat tembaga (Cu) dibakar dalam pembakar bunsen sehingga terbentuk tembaga oksida (CuO), dengan persamaan:

  2Cu(s) + O ^{2 (g)→2CuO(s)} Jika berat Cu semula 32 g dan CuO yang terbentuk 40 g, berapa berat O ^{2 yang bereaksi?} Jawab: Menurut Hukum Kekekalan Massa, dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa. Oleh karena itu, berat O ^{2 yang} bereaksi adalah 40 g – 32 g = 8 g 32 g Cu(s) + 8 g O ^{2 (g) →40 g CuO(s)}

  2. Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap) Pada tahun 1799, Joseph Louis proust dari Perancis melakukan eksperimen, yaitu mereaksikan gas hidrogen dan gas oksigen. Ia menemukan bahwa gas hidrogen dan gas oksigen selalu bereaksi membentuk senyawa air dengan perbandingan massa yang tetap, yaitu 1 : 8.

  Gambar 2. Joseph Louis Proust (1754-1826)

  Tabel 1. Data hasil eksperimen Proust

Stoikiometri kelas XMIA

  Berdasarkan penelitian terhadap berbagai senyawa yang dilakukannya, Proust menyimpulkan bahwa “Perbandingan massa

  unsur-unsur dalam satu senyawa adalah tertentu dan tetap.”

LATIHAN!

  1. Perbandingan massa karbon (C) terhadap oksigen (O) dalam senyawa karbon dioksida(CO ^{2 ) adalah 3 : 8. Berapa gram} massa karbon dioksida yang terbentuk dan sisapereaksi, jika direaksikan: a. 6 gram karbon dengan 16 gram oksigen

  b. 6 gram karbon dengan 8 gram oksigen

  c. 3 gram karbon dengan 10 gram oksigen

  d. 12 gram karbon dengan 24 gram oksigen

  2. Diketahui perbandingan massa kalsium dan oksigen dalam membentuk senyawa kalsium oksida adalah 5 : 2. Bila direaksikan 10 gram kalsium dan 12 gram oksigen, tentukanmassa kalsium oksida (CaO) yang terbentuk dan sisa pereaksi!

  3. Perbandingan massa Fe : S dalam senyawa FeS adalah 7 : 4. Berapakah massa FeSyang terbentuk dan massa sisa pereaksi, jika direaksikan 35 gram besi dan 16 grambelerang?

  4. Diketahui perbandingan massa tembaga dan oksigen dalam senyawa CuO adalah4 : 1. Tentukan massa CuO yang terbentuk dan sisa pereaksi, jika direaksikan: a. 8 gram tembaga dengan 2 gram oksigen

  b. 12 gram tembaga dengan 3 gram oksigen

  c. 20 gram tembaga dengan 10 gram oksigen

  d. 32 gram tembaga dengan 5 gram oksigen

5. Sampel zink sulfida dibuat dengan tiga cara yang berbeda, yaitu dalam 3,22 gram sampel pertama terdapat 1,06 gram zink,

  sedangkan dalam 5,38 gram sampel kedua terdapat 1,77 gram belerang. Dalam sampel ketiga, 0,93 gram zink bereaksi dengan 0,46 gram belerang. Apakah data ini memenuhi hukum perbandingan tetap (hukum Proust)?

3. Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Berganda)

  Hukum Proust dikembangkan lebih lanjut oleh ilmuwan lain untuk unsur-unsur yang dapat membentuk lebih dari satu senyawa. John Dalton (1766-1844) adalah ilmuan dari Inggris yang mengamati adanya suatu keteraturan yang terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa.

  Untuk memahami hal ini, perhatikan tabel hasil percobaan Gambar 3. John Dalton (1766 – 1844) reaksi antara nitrogen dengan oksigen berikut.

  Tabel 2. Data hasil eksperimen Dalton

  Dengan massa oksigen yang sama, ternyata perbandingan massa nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida dan senyawa nitrogen monoksida merupakan bilangan bulat dan sederhana. Dalam NO => Nitrogen : Oksigen = 0,875 : 1 Dalam NO ^{2 => Nitrogen : Oksigen = 1,75 : 1} Perbandingan:

  

Stoikiometri kelas XMIA

  Nitrogen (dalam NO) : Nitrogen (dalam NO ^{2 ) = 0,875 : 1,75 = 1 : 2} Berdasarkan hasil percobaannya, Dalton merumuskan hukum kelipatan perbandingan(hukum Dalton) yang berbunyi:

  

“Jika dua unsur membentuk dua senyawa atau lebih dan jika massa salah satu unsur dalam senyawa tersebut sama, maka

perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa tersebut merupakan bilangan bulat sederhana.”

  Berikut adalah contoh penerapan hukum kelipatan perbandingan:

  

LATIHAN!

  1. Fosfor dan oksigen membentuk dua macam senyawa. Dalam 55 gram senyawa I terdapat 31 gram fosforus, sedangkan 71 gram senyawa II mengandung 40 gram oksigen. Tunjukkan bahwa kedua senyawa itu memenuhi hukum Dalton!

  2. Unsur nitrogen dan oksigen dapat membentuk lebih dari satu senyawa, seperti NO,NO ^{2 , N 2 O 3 , dan N 2 O 4 .Pada kondisi tertentu,} 1 g nitrogen tepat bereaksi dengan 1,14 g oksigen. Pada kondisiyang lain, 1 g nitrogen tepat bereaksi dengan 2,28 g oksigen.Jelaskan bahwa data ini sesuai dengan Hukum Perbandingan Berganda. Bagaimanarumus kimia kedua senyawa itu?

4. Hukum Gay Lussac (Hukum Perbandingan Volume)

  Joseph Louis Gay Lussac (1788-1850) dariPerancis tertarik pada penemuan Henry Cavendish (1731-1810) dari Inggris, yang menemukan perbandingan volume hidrogen yang bereaksi dengan oksigen membentuk air adalah 2 : 1, jika kedua gas itu diukur pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama.

  Gambar 4. Joseph Louis Gay Lussac (1778 – 1850)

  Kemudian, pada tahun 1808 Gay Lussac melakukan percobaan terhadap berbagai reaksi dan mengamati volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi tersebut. Pengamatan menunjukkan bahwa reaksi pada temperatur (T) dan tekanan (P) yang sama diperoleh hasil sebagai berikut: 1) Pada volume tertentu gas hidrogen (H ^{2 ) bereaksi dengan volume tertentu gas klorin (Cl 2 ) menghasilkan gas hidrogen klorida} (HCl), perbandingan volumenya adalah 1 : 1 : 2.

  H ^{2 (g) + Cl 2 (g)→ 2HCl(g)} 2) Pada reaksi antara gas hidrogen dengan gas oksigen menghasilkan air, perbandingan volumenya adalah 2 : 1 : 2.

  2H ^{2 (g) + O 2 (g)→ 2H 2 O(g)} 3) Pada reaksi antara gas nitrogen dengan gas hidrogen membentuk amonia, perbandingan volumenya adalah 1 : 3 : 2.

  N ^{2 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g)} Dari data tersebut, Gay Lussac menyimpulkan penemuannya sebagai Hukum Perbandingan Volume, sebagai berikut: “Pada

  

kondisi temperature (T) dan tekanan (P) yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dengan gas-gas hasil reaksi

berbanding sebagai bilangan yang bulat dan sederhana.” Contoh:

  Amonia dibuat dari reaksi gas hidrogen dengan gas nitrogen menurut persamaan:

  3H ^{2 (g) + N 2 (g)→ 2NH 3 (g)}

  

Stoikiometri kelas XMIA

  Jika 6 liter gas hidrogen bereaksi dengan gas nitrogen untuk membentuk amonia, hitunglah volume N ^{2 yang bereaksi serta} volume NH ^{3 yang terbentuk jika diukur pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama .}

  2H ^{2 (g) + O 2 (g) → 2H 2 O(g)} Hitung volume gas hidrogen dan gas oksigen yangdiperlukan untuk membuat 60 liter air!

  Gambar 5. Amedeo Avogadro (1776–1856) 1 molekul CH ^{4 2 molekul O 2 1 molekul CO 2 2 molekul H 2 O}

  tunggal, tetapi dapat juga berupa molekul.

  gas N a O b tersebut! Penemuan Gay Lussac dan hukum Dalton dikembangkan oleh seorang ahli fisika Italia, Amedeo Avogadro. Pada 1811, Avogadro menemukan bahwa gabungan dari atom-atom yang sama membentuk suatu molekul dengan kata lain Avogadro mengemukakan bahwa partikel unsur tidak harus berupa atom

  5. 10 mL gas nitrogen (N ^{2 ) dan 15 mL gas oksigen (O 2 ) tepat habis bereaksi menjadi10 mL gas N a O b . Tentukan rumus kimia}

  Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan volume gas nitrogen dan volume gasoksigen yang terbentuk!

  4. Lima liter gas N ^{2 O 5 terurai sesuai reaksi berikut:} N ^{2 O 5 (g) → N 2 (g) + O 2 (g)}

  c. Berapa liter air yang terbentuk?

  b. Berapa liter gas karbon dioksida yang terbentuk?

  a. Berapa liter gas oksigen yang diperlukan?

  C ^{3 H 8 (g) + O 2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(l)}

  3. Tiga liter gas propana (C ^{3 H 8 ) dibakar sempurna dengan gas oksigen membentuk gaskarbon dioksida dan air, sesuai} persamaan reaksi berikut.

  2. Perhatikan persamaan reaksi berikut:

  Jawab:

  1. Hitunglah volume gas metana dan karbon dioksida pada reaksi pembakaran metana berikut: gas metana + gas oksigen → karbondioksida + uap air volume gas oksigen yang bereaksi adala 15 mL dan perbandingan volumenya adalah 1 : 2 : 1 : 2

  

Stoikiometri kelas XMIA

LATIHAN!

  Dengan persamaan reaksi:

  Gambar 6. Reaksi pembakaran metana

  Salah satu contoh penerapan hipotesis Avogadro adalah pada reaksi pembakaran metana.

  

“Pada suhu dan tekanan sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama.” Dengan kata lain,

perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya.

  Avogadro menjelaskan hukum perbandingan volume dengan mengajukan hipotesis sebagai berikut:

  Jadi, volume N ² yang bereaksi = 2 L dan volume NH ³ yang terbentuk = 4 L.

  2 3 x 6 L=4 L

  Volume NH ^{3 =}

  1 3 x 6 L=2 L

  Perbandingan koefisien H ^{2 : N 2 : NH 3 = 3 : 1 : 2.} Jadi, jika H ^{2 = 6 L} Maka: Volume N ^{2 =}

B. Hipotesis Avogadro

  CH ^{4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O(l)} Maka perbandingan volume = perbandingan jumlah molekul = perbandingan koefisien Yaitu: 1 : 2 : 1 : 2

  Contoh:

  Suatu senyawa hidrokarbon (C x H y ) yang berwujud gas terbakar menurut reaksi: C x H y (g) + O ^{2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(g) (belum setara)}

  Dari percobaan diketahui bahwa untuk membakar 2 liter gas C x H y (T, P) diperlukan 5liter gas oksigen (T, P) dan dihasilkan 4 liter gas karbon dioksida (T, P). Tentukanrumus molekul hidrokarbon tersebut!

  Jawab:

  Karena perbandingan volume sama dengan perbandingan koefisien reaksi, maka persamaan reaksinyamenjadi:

  2C x H y (g) + 5O ^{2 (g) → 4CO 2 (g) + …. H 2 O(g) (belum setara)} Jumlah atom oksigen disetarakan sehingga persamaan reaksi menjadi:

  2C x H y (g) + 5O ^{2 (g) → 4CO 2 (g) + 2H 2 O(g)} Untuk menyetarakan atom C dan H dengan cara sebagai berikut: Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C ^{2 H 2.}

  LATIHAN!

  1. Dua liter (T, P) gas nitrogen (N ^{2 ) bereaksi dengan 4 liter (T, P) gas oksigen (O 2 ) membentuk 4liter gas X. Tentukan} rumus molekul gas X tersebut!

  2. Pada penguraian sempurna 10 liter (T, P) suatu oksida nitrogen (NaOb) yang berupagas dihasilkan 20 liter (T, P) gas nitrogen dioksida dan 5 liter (T, P) gas oksigen.Tentukan rumus molekul NaOb!

  3. Pada pembakaran sempurna 5 liter (T, P) gas CxHy diperlukan 15 liter (T, P) gasoksigen dan dihasilkan 10 liter (T, P) gas karbon dioksida sesuai persamaan reaksi berikut: CxHy(g) + O ^{2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(l) (belum setara)}

C. Stoikiometri Reaksi–Reaksi Gas

  Hukum Gay Lussac dan hipotesis Avogadro merupakan dasar bagi stoikiometri reaksi–reaksi gas. Jika pengukuran dilakukan pada temperatur dan tekanan yang sama, maka perbandingan volum gas yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya. Sehingga, jika salah satu volume komponen diketahui, maka volum komponen lainnya dapat ditentukan dengan cara berikut:

  koef . gas ditanya volum gas ditanya= koef . gas diketahui x volum gas diketah ui

  Contoh 1: _{4 10}

  5 liter gas butana (C H ) dibakar sempurna menurut reaksi: C ^{4 H 10 (g) + O 2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(l)(belum setara)}

  Hitunglah volume oksigen yang dibutuhkan dan volume gas karbon dioksida yang terbentuk!

  Jawab:

  2C ^{4 H 10 (g) + 13O 2 (g) → 8CO 2 (g) + 10H 2 O(l)}

  13 Volume oksigen= 2 x 5=32,5liter

  8 Volume karbon dioksida= 2 x 5=20 liter

Stoikiometri kelas XMIA

  Contoh 2:

  2. Pada pembakaran 5 liter (T, P) alkohol menurut reaksi: C ^{2 H 5 OH(g) + O 2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(l)} tentukan volume oksigen yang bereaksi (T, P) dan volume gas karbon dioksida yang dihasilkan (T, P)!

  b. volume gas karbon dioksida yang dihasilkan

  a. volume etanol yang dibakar

  Bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan:

  5. Pada suhu dan tekanan tertentu, gas etanol (C ^{2 H 5 OH) dibakar sempurna dengan 60 liter udara yang mengandung 20%} oksigen, menurut persamaan reaksi: C ^{2 H 5 OH + O 2 → CO 2 + H 2 O}

  4. Berapa liter gas H ^{2 dan gas O 2 yang dibutuhkan untuk menghasilkan 15 liter uap air? Tuliskanpersamaan reaksinya!}

  3. Pada reaksi pembakaran 8 liter campuran gas metana (CH ^{4 ) dan propana (C 3 H 8 ) diperlukan25 liter gas oksigen. Berapakah} volume masing-masing gas tersebut?

  2. Dua liter suatu gas hidrokarbon (CxHy) dibakar sempurna memerlukan 6 liter gas oksigen dan menghasilkan 4 liter gas karbon dioksida dan uap air. Tuliskan persamaan reaksi dan tentukan rumus kimia gas hidrokarbon tersebut!

  Berdasarkan data hasil percobaan tersebut, berapakah perbandingan massa tembagadan belerang dalam senyawa CuS?

  dan C ² H ⁶ yang dibakar sama, reaksi pembakaran gas mana yang menghasilkan karbon dioksida terbanyak?

UJI PEMAHAMAN

1. Berikut adalah hasil percobaan reaksi antara tembaga (Cu) dengan belerang (S)menghasilkan tembaga sulfida.

  4. Pembakaran sempurna gas metana dan etana menghasilkan gas karbondioksida dan air. Jika volum gas CH ⁴

  C ^{2 H 4 (g) + O 2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(l)} tentukan susunan volume dalam campuran tersebut!

  3. Pada pembakaran sempurna 10 liter (T, P) campuran CH ^{4 dan C 2 H 4 dihasilkan 12 liter gas karbon dioksida sesuai reaksi:} CH ^{4 (g) + O 2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(l)}

  1. Gas belerang dioksida dibuat dengan reaksi antara gas belerang dan gas oksigen menurut persamaan reaksi: S(g) + O ^{2 (g) → SO 2 (g)} Berapa volume gas belerang (T, P) dan gas oksigen (T, P) yang diperlukan untuk membuat 50 liter gas belerang dioksida (T, P)?

  Pada pembakaran sempurna 5 liter (T, P) campuran CH ^{4 dan C 2 H 6 dihasilkan 7 liter(T, P) karbon dioksida. Tentukan volume} masing-masing gas dalam campuran tersebut!

  

Stoikiometri kelas XMIA

LATIHAN!

  jadi, volume C ² H ⁶ = x liter = 2 liter volume CH ^{4 = (5 - x) liter = 3 liter}

   x = 2 liter

  = 2x liter Dari persamaan 1 dan 2, maka: volum CO ^{2 total = (5 - x) liter + 2x liter} 7 liter = 5 + xliter

  2 x liter

  4

  2) 2C ^{2 H 6 + 7O 2 (g) → 4CO 2 (g) + 6H 2 O(l)} x liter

  (5 - x) liter (5 - x) liter

  1) CH ^{4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O(l)}

  2C ^{2 H 6 + 7O 2 (g)→ 4CO 2 (g) + 6H 2 O(l)} Misal: volume C ^{2 H 6 = x liter} volume CH ^{4 = (5 - x) liter}

  Persamaan setara reaksi pembakaran CH ⁴ dan C ² H ⁶ adalah: CH ^{4 (g) + 2O 2 (g)→ CO 2 (g) + 2H 2 O(l)}

  Jawab:

  6. Suatu bahan bakar gas terdiri dari 80% volume metana (CH ^{4 ) dan sisanya etana(C 2 H 6 ). Hitunglah volume oksigen (T, P)}

D. Konsep Mol

  Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan satuan untuk menyebutkan bilangan yang besar untuk mempermudah perhitungan. Sebagai contoh satuan lusin, kilo, ons dan lain –lain. Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebut mol. Satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah ₂₃ partikel dalam 12 gram C–12, yaitu 6,02 × 10 partikel. Jumlah partikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro.Partikel zat dapat berupa atom, molekul, atau ion.

  Contoh: ₂₃ a. 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 10 atom besi (partikel unsur besi adalah atom). ₂₃

  b. 1 mol air (H ^{2 O) mengandung 6,02 × 10 molekul air (partikel senyawa air adalah molekul).} _{23 +}

• _{+ +} c. 1 mol Na mengandung 6,02 × 10 ion Na (partikel ion Na adalah ion).
₂₃ Bilangan 6,02 × 10 disebut tetapan Avogadro dan dinyatakan dengan lambang L. ₂₃ L = 6,02 × 10 atom/molekul/ion

1) Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel

  Hubungan antara jumlah mol (n) dengan jumlah partikel (X) dalam zat dapat dinyatakan sebagai berikut:

  X =n . L

23 X =n . 6,02 x 1 0

  Contoh:

  1. Tentukan jumlah partikel dalam 5 mol emas murni!

  Penyelesaian: X =n . L

  23 ₂₄ X =5 .6,02 ×1 0 = 3,01 × 10 atom emas

  2. Hitunglah jumlah partikel dalam 0,25 mol O ^{2 !}

  Penyelesaian: X =n . L

  23 ₂₃ X =0,25 . 6,02×1 0 = 1,505 × 10 molekul O ² LATIHAN!

  1. Berapa jumlah atom karbon yang terkandung dalam 0,05 mol karbon?

  2. Tentukan jumlah mol dari zat-zat berikut: ₂₄

  a. 1,204 × 10 atom Cu ₂₂

  b. 3,01 × 10 molekul CO _{24 +} ²

  c. 1.505 × 10 ion Na

  3. Tentukan jumlah partikel dari zat-zat berikut:

  a. 0,05 mol H ^{2 O}

  b. 0,75 mol Fe ^-

  c. 1,5 mol Cl ₂₃

  4. Hitunglah jumlah mol NO ^{2 di udara yang mengandung 0,7525 x 10 molekul!}

  5. Berapakah jumlah molekul amonia yang terdapat dalam 500 mol NH ³

2) Massa Molar

  

Stoikiometri kelas XMIA

  Massa molar (m m ) menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat. Massa 1 mol zat sama dengan massa molekul relatif ( Mr) zat tersebut dengan satuan gram/mol atau dengan kata lain, bilangan massa molar suatu zat sama dengan massa molekul relatifnya, yang membedakan hanya satuannya.

  d. 196,5 gram seng (Ar Zn = 65,5)

  V V m

  V =n .V m n=

  F. Hitunglah massa 9,03 × 10 ²³ molekul uap air (Ar H= 1; O = 16)!

  E. Hitunglah jumlah partikel gas Br ^{2 (Mr =160) yang memiliki massa 1,6 g!}

  D. Hitunglah jumlah partikel gas O ² (ArO= 16) yang memiliki massa 16 gram!

  C. Tentukan Ar perak jika 5 mol perak massanya 540 gram!

  e. 10 mol K ^{2 Cr 2 O 7 (Ar K = 39, Cr = 52, dan O = 16)}

  d. 0,3 mol CO ^{2 (Ar C = 12 dan O = 16)}

  c. 2,5 mol K ^{2 SO 4 (Ar K = 19, S = 32, dan O = 16)}

  b. 5 mol belerang (Ar S = 32)

  a. 0,5 mol barium (Ar Ba = 137)

  B. Hitunglah massa dari:

  c. 35,1 gram NaCl (Ar Na = 23 dan Cl = 35,5)

  Hubungan jumlah mol (n) dengan massa zat (m) adalah sebagai berikut: dengan , m = massa zat (gram) n = jumlah mol (mol) m m = massa molar (gram/mol)

  b. 45 gram C ⁶ H ¹² O ⁶ (Ar C = 12, H = 1, dan O = 16)

  a. 2,3 gram natrium (Ar Na = 23)

  A. Hitunglah jumlah mol dari:

  

LATIHAN!

  

Stoikiometri kelas XMIA

m=n. m m n= m m m

  Volume molar gas tidak tergantung pada jenisnya, tetapi hanya pada jumlah mol serta suhu dan tekanan pengukuran. Hubungan mol dengan volum gas dapat dinyatakan sebagai berikut:

  Hipotesis Avogadro menyebutkan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama,semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama pula. Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, maka pada suhu dan tekanan yang sama pula, 1 mol setiap gas mempunyai volume yang sama. Volume per mol gas disebut volume molar dan dilambangkanV m .

  m=n. m m m=0,75 mol .60 g mol =45 g

  m m CO(NH ^{2 ) 2 = 60 g/mol}

  Penyelesaian:

  1. Hitunglah massa dari 0,75 mol urea CO(NH ^{2 ) 2 ! (Ar C = 12, O = 16, N = 14, dan H = 1)}

  Contoh:

3) Volume Molar Gas

1 V =

  V =2mol . 24 liter /mol V = 48 liter

  nRT P PV =nRT

  = 24 liter mol ⁻

  V m

  

1

Pada keadaan RTP :

  = 22,4 liter mol ⁻

  V m

  

Stoikiometri kelas XMIA

Pada keadaan STP :

  d) Membandingkan Volume Gas Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas hanya bergantung padajumlah molnya. Misalkan gas pertama dengan jumlah mol n ^{1 dan volumeV 1 dan gas kedua dengan jumlah mol n 2 dan volume V 2 , maka pada suhu dantekanan yang sama berlaku:}

  V = 49,692 liter

  1 .303 K 1 atm

  1 K ⁻

  P V = 2 mol .0,082 L atm mol ⁻

  c. Pada suhu 30 °C dan tekanan 1 atm, dihitung dengan PV = nRT T = 273 + 30 = 303 K V = nRT

  dengan, P = tekanan gas (atm) V = volume gas (liter) n = jumlah mol (mol) R = tetapan gas (0,082 L atm mol ^-1 K ^-1 ) T = suhu mutlak gas (K)

  Dengan, V = volume gas (liter) n = jumlah mol (mol) V m = volume molar (liter/mol)

  b. Pada keadaan kamar (RTP), V ^m

  V =2mol . 22,4 liter /mol V = 44,8 liter

  V =n .V m

  a. Pada keadaan standar (STP),V m = 22,4 liter/mol

  penyelesaian:

  c. suhu 30 °C dan tekanan 1 atm

  a. keadaan standar (STP) b.keadaan kamar (RTP)

  Tentukan volume dari 2 mol gas nitrogen jika diukur pada:

  persamaan gas ideal berikut: Contoh:

  c) Persamaan Gas Ideal Volume gas pada suhu dan tekanan yang diketahui dapat dihitung dengan menggunakan persamaan gas yang disebut

  b) Keadaan Kamar (RTP) Keadaan kamar dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure) yaitu kondisi dengan suhu 25 ^o C dan tekanan 1 atm. Pada keadaan STP, volume molar gas sama dengan 24 liter/mol.

  a) Keadaan Standar (STP) Keadaan standar dinyatakan dengan STP (Standard Temperature and Pressure) yaitu kondisi dengan suhu 0 ^o C dan tekanan 1 atm. Pada keadaan STP, volume molar gas sama dengan 22,4 liter/mol.

  Berikut merupakan beberapa keadaan yang dapat diadikan acuan dalam penentuan volume gas

  = 24 liter/mol V =n .V m

  Contoh:

  Penyelesaian: M= n

  3. Berapakah volume dari 0,75 mol gas belerang yang diukur pada suhu dan tekananyang sama pada saat 3 mol gas nitrogen volumenya 12 liter?

  2. Tentukan volume dari 5 mol gas karbon dioksida pada keadaan standar (STP)!

  1. Tentukan volume dari 0,25 mol gas oksigen pada suhu 27 °C dan tekanan 1 atm!

  V LATIHAN!

  2 M= n

  2 V

  1 = n

  1 V

  

Stoikiometri kelas XMIA

n

  V n=M x V n=0,5 mol /liter x 0,2liter n=0,1 mol

  Tentukan jumlah mol yang terdapat dalam 200 mL larutan urea 0,5 M!

  Tentukan volume dari 2 mol gas nitrogen jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama di mana 0,5 mol gas oksigen mempunyai volume 15 liter:

  Contoh:

  V = volume larutan (liter)

  jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan. Satuan molaritas (M) adalah mol/liter atau mmol/mL. dengan, M = kemolaran larutan (mol/lliter) n = jumlah mol (mol)

  4) Kemolaran Larutan Kemolaran atau Molaritas (M) adalah salah satu cara menyatakan konsentrasi ataukepekatan larutan. Molaritas menyatakan

  V N ₂ = 60 liter

  0,5 mol

  O ₂ V N ₂ = 2 mol x 15 liter

  N ₂ .V _{O 2} n

  O ₂ V O ₂ V N ₂

=

n

  N

₂

V N

₂

=

n

  Penyelesaian: n

4. Berapakah volume dari 2,5 mol gas nitrogen dioksida pada keadaan kamar (RTP)?

  5. Tentukan volume dari 0,2 mol gas hidrogen yang diukur pada:

  a. keadaan standar (STP) b.keadaan kamar (RTP)

  c. suhu 28 °C dan tekanan 1 atm d.suhu dan tekanan yang sama pada saat 2 mol gas karbon monoksida volumenya 25 liter

  6. Berapakah molaritas larutan yang dibuat dengan melarutkan 5,85 gram NaCl (Ar Na= 23, Cl = 35,5) dalam 500 mL air?

  7. Hitunglah massa NaOH (Ar Na = 23, O = 16, dan H = 1) yang harus dilarutkan untukmembuat 100 mL larutan NaOH 0,1 M!

  8. Tentukan molaritas larutan dari:

  a. 0,8 mol dalam 250 mL larutan NaCl

  b. 0,5 mol dalam 1.000 mL larutanKOH

  9. Tentukan molaritas larutan yang dibuat dengan melarutkan:

  a. 50 gram CaCO3 (Ar Ca = 40, C = 12, dan O = 16) dalam 250 mL air

  b. 11,6 gram Mg(OH)2 (Ar Mg = 24, O = 16, dan H = 1) dalam 2 liter air

  10. Berapakah volume air yang dibutuhkan untuk melarutkan 2 mol KOH (Ar K = 39, O = 16, dan H = 1) untuk membuat larutan KOH 0,05 M?

  11. Berapakah massa zat terlarut dalam 500 mL larutan Ca(OH) ^{2 0,1 M (Ar Ca = 40, O = 16, dan H = 1)?}

  12. Berapa jumlah molekul N ^{2 yang terdapat dalam 5,6 L gas N 2 diukur pada keadaanSTP?}

  Tugas!

  Buatlah jembatan mol yang menggambarkan hubungan mol dengan jumlah partikel, massa, volume serta kemolaran zat!

UJI PEMAHAMAN

  1. Suatu senyawa massanya 22 g dan jumlah molnya 0,5 mol.Berapa Mr senyawa itu? ₂₃

  2. Suatu senyawa dengan massa 12 g dan jumlah molekul2,408 × 10 molekul. Tentukan massa molekul relatif senyawa tersebut!

• _–1

  3. Berapa volume gas X yang diukur pada keadaan standar jika massa gas tersebut 34 g dan massa molar17 g mol ?

  4. Pada suhu dan tekanan sama, berapa volume gasCO ^{2 yang diukur pada keadaan 1 liter gas NO yang massanya 14 g?}

  5. Diketahui massa atom relatif (Ar) C = 12, N = 14, O = 16, dan H = 1. Tentukan volumestandar (STP) dari:

  a. 4,4 gram gas CO ²

  b. 4 mol O ²

  c. 6,8 gram NH ₂₂ ³

  d. 1,806 × 10 molekul H ²

  6. Diketahui Ar C = 12, N = 14, O = 16, S = 16, H = 1, dan Fe = 56. Tentukan massa dari:

  a. 4,48 liter gas dinitrogen pentaoksida (STP)

  b. 5 mol CO(NH ^{2 ) 2}

  c. 0,6 mol gas SO ₂₁ ^{2 (RTP)}

  d. 6,02 × 10 atom besi

  7. Tentukan jumlah partikel dari:

  

Stoikiometri kelas XMIA

  b. 2 liter gas oksigen pada 27 °C dan tekanan 1 atm

  c. 3,2 gram O ^{2 (Ar O = 16)}

  d. 40 gram CaCO ^{3 (Ar Ca = 40, C = 12, dan O = 16)}

  9. Pada suhu dan tekanan tertentu (T, P), 4,4 gram CO ₂ ^{2 bervolume 10 liter. Pada suhudan tekanan yang sama, tentukan} volume dari 19,2 gram gas SO (Ar C = 12, O = 16,dan S = 32)!

  10. Berapakah volume dari 12,8 gram gas SO ^{2 (Ar S = 32, O = 16) yang diukur pada suhu28 °C dan tekanan 1 atm?}

  11. Tentukan volume dari 0,5 mol gas CO yang diukur pada suhu 30 °C dan tekanan 1atm!

  12. Berapakah massa C ^{6 H 12 O 6 yang dibutuhkan untuk membuat 2 liter larutan C 6 H 12 O 6 0,05 M (Ar C = 12, H = 1, O = 16)?}

E. Stoikiometri Senyawa

1) Kadar Unsur dalam Senyawa Dengan mengetahui jenis dan massa dari setiap komponen penyusun zat, kitadapat mengetahui komposisi zat tersebut.

  Komposisi zat dinyatakan dalam persen massa (% massa) atau disebut juga kadar. Perhitungan persen massa untuk setiap komponen dapat menggunakan persamaan berikut:

  massa komponen Persen % massa komponen=

  ( ) X 100%

  massa zat Contoh:

  Seorang ahli kimia melakukan analisis terhadap sampel kimia dan dia menemukan

  

Stoikiometri kelas XMIA bahwa sampel seberat 65 gram tersebut mengandung 48 gram karbon, 9 gram hidrogen,dan 8 gram oksigen. Nyatakan komposisi zat tersebut dalam persen massa!

  Penyelesaian: massaC

   massa zat x 100 % 48 gram % massaC= = 73, 85 % 65 gram x 100 % massa H

  % massaC=

  % massa H =

   massa zat x 100 % 9 gram % massa H =

  65 gram x 100 %=13,85 % massa O

  % massaO=

   massa zat x 100 % 8 gram % massaC=

  65 gram x 100 %=12,30 %

  Kadar unsur atau komponen penyusun suatu senyawa juga dapat ditentukan melalui rumus kimia senyawanya, yaitu menggunakan massa atom relatif (Ar) unsur dan massa molekul relatif (Mr) senyawanya. Secara umum, untuk menghitung kadar atau persen massa unsur dalam suatu senyawa digunakan persamaan berikut:

  

angka indeks X Ar unsur

kadar Unsur= X 100 %

Mr senyawa

  Untuk menentukan massa unsur – unsur penyusun suatu senyawa, dan massa senyawa tersebut diketahui maka dapat digunakan persamaan berikut:

  angka indeks X Ar unsur massa Unsur= X massa senyawa Mr senyawa

  Contoh:

  Tentukan kadar unsur C, H, dan O dalam senyawa glukosa (C ^{6 H 12 O 6 )!} (Ar C =12, H = 1, dan O = 16)!

  Penyelesaian:

  6 X Ar C  kadar C= X 100 % Mr C H O

  6

  12

  6

  6 X 12 kadar C=

  180 X 100 %=40 %

  12 X Ar H  kadar H= X 100 % Mr C H O

  6

  12

  6

  12 X 1 kadar H=

  180 X 100 %=6,7 %

  6 X Ar O  kadar O= X 100 % Mr C H O

  6

  12

  6

  6 X 16 kadar O=

  180 X 100 %=53,3 % LATIHAN!

  

Stoikiometri kelas XMIA

  Nyatakan komposisi zat tersebut dalam persen massa!

  2.Tentukan kadar C dan N dalam urea (CO(NH ^{2 ) 2 )! (Ar C = 12, O = 16,} N = 14, dan H = 1)

  2) 3) Menentukan Rumus Kimia Zat

  Rumus kimia menunjukkan jenis atom/unsur dan jumlah relatif masing – masing unsur yang terdapat dalam zat. Jumlah unsur yang terdapat dalam zat ditunjukkan dengan angka indeks. Rumus kimia zat dapat dibedakan menjadi rumus empiris dan rumus molekul.

  Rumus molekul menyatakan jenis dan jumlah atom – atom dalam satu molekul, sedangkan rumus empiris menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom – atom dalam suatu molekul.

  Contoh: Tabel 1. Contoh Rumus Molekul dan Rumus Empiris Senyawa

  Senyawa Rumus Rumus Molekul Empiris _{6 6} Benzena C H CH

  Glukosa C ^{6 H 12 O 6 CH 2 O} Propena C ^{3 H 6 CH 2} Amonia NH ^{3 NH 3}

a. Menentukan Rumus Empiris

  Rumus empiris merupakan perbandingan paling sederhana dari atom–atom unsur penyusun suatu senyawa. Hal yang penting untuk menentukan rumus empiris suatu senyawa adalah menghitung jumlah mol yaitu perbandingan paling sederhana mol unsur–unsur penyusun senyawa.

  Contoh:

  Sebanyak 3 gram senyawa organik mengandung 1,2 gram karbon, 0,2 gram hidrogen dan sisanya adalah oksigen. Tentukan rumus empiris senyawa tersebut, jika diketahui Ar H = 1; C = 12; dan O = 16!

  

Stoikiometri kelas XMIA

  Penyelesaian:

  ii) Menentukan perbandingan mol unsur - unsur Perbandingan mol C : mol H : mol O = 0,1 : 0,2 : 0,1 = 1 : 2 : 1 Sehingga, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH ^{2 O.}

  4. Suatu senyawa mengandung 32,4 % natrium; 22,6 % belerang; dan sisanya oksigen(Ar Na = 23, S = 32, dan O =16).

  3. Suatu senyawa nitrogen oksida terdiri dari 7 gram nitrogen dan 12 gram oksigen(Ar N = 14 dan O = 16).Tentukan rumus empiris nitrogen oksida tersebut!

  Tentukanlah rumus empiris senyawa tersebut!

  1. Tentukan rumus empiris dari asam asetat, pentena, propane, urea dan karbon dioksida! 2. Suatu senyawa mengandung 32,4 % natrium; 22,6 % belerang; dan sisanya oksigen(Ar Na = 23, S = 32, dan O =16).

  perbandingan senyawa itu! ¿

  i) Menentukan jumlah mol masing-masing unsur

  1,6 g 16 g /mol = 0,1 mol

  5. Suatu senyawa mengandung 52,14% C; 13,03% H; dan 34,75% O. (Ar: C=12, H=1,O=16). Tentukan rumus

  Jumlah mol O =

  0,2 g 1 g /mol = 0,2 mol

  Jumlah mol H =

  1,2 g 12 g/mol = 0,1 mol

  Jumlah mol C =

  n= m m m

  Tentukanlah rumus empiris senyawa tersebut!

b. Menentukan Rumus Molekul

  

Stoikiometri kelas XMIA

LATIHAN!

  Mr Rumusmolekul=n x (Mr Rumus Empiris)

  Rumus molekul rumus kimia yang menunjukkan jumlah atom dari masing–masing unsur dalam suatu senyawa. Pada dasarnya rumus molekul merupakan kelipatan-kelipatan dari rumus empirisnya. Sehingga, hubungan rumus empiris (RE) dan rumus molekul (RM) dapat dituliskan sebagai berikut: Nilai n dapat ditentukan jika rumus empiris dan massa molekul relatif(Mr) zat diketahui.

  Contoh:

  Suatu senyawa dengan rumus empiris CH (Ar C = 12 dan H = 1) mempunyai Mr = 26. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!

  Penyelesaian: _{r r r} M = n × (A C + A

  H) 26 = n × (12 + 1) 26 = n × 13 n

  = 2

  2

  2

  2 Jadi, rumus molekul senyawa tersebut adalah (CH) = C H .

  LATIHAN!

  1. Suatu senyawa memiliki rumus empiris C ^{4 H 9 dan massa molekul relatif 114 g/mol.Tentukan rumus molekul senyawa}

  tersebut!

  2. Suatu senyawa memiliki rumus molekul CH3. Jikamolekul tersebut memiliki massa molekul relatif 30.Tentukan rumus molekulnya.

  3. Suatu senyawa memiliki komposisi massa sebagaiberikut:54% C; 10% H; dan 36% O. Jika Mr senyawa tersebut 266 g/

  mol. Tentukan:

  a. rumus empiris;

  b. rumus molekul; dan c. massa C, H, dan O jika massa senyawa 28 gram.

  4. Suatu hidrokarbon CxHy yang berbentuk gas terdiri dari 80% karbon dan sisanyahidrogen. Tentukan rumus empiris

  senyawa tersebut. Jika diketahui massa dari 1 litersenyawa itu (STP) adalah 1,34 gram, tentukan rumus molekul senyawa hidrokarbontersebut!

  5. Senyawa CxHyOz tersusun dari 40% karbon, 6,67% hidrogen, dan sisanya oksigen.Jika Mr senyawa tersebut adalah

  90, tentukan rumus molekul senyawa tersebut!

  6. Suatu senyawa organik dengan Mr = 60 tersusun dari 40% karbon; 6,6% hidrogen; dansisanya oksigen (Ar C=12; H = 1; O = 16). Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!

  7. Senyawa hidrokarbon mengandung 90% C, sisanya H. Tentukan rumusempiris hidrokarbon tersebut, jika Mr hidrokarbon = 40. Bagaimana rumus molekulnya?

F. Stoikiometri Reaksi

1) Koefisien Reaksi

  

Stoikiometri kelas XMIA

  Koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah partikel dari zat yang terlibat dalam reaksi. Oleh karena 1 mol setiap zat mengandung jumlah partikel yang sama, maka perbandingan jumlah partikel sama dengan perbandingan jumlah mol. Jadi, koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi. Dengan pengertian tersebut, maka banyaknya zat yang diperlukan atau dihasilkan dalam reaksi kimia dapat dihitung dengan menggunakan persamaan reaksi setara. Apabila jumlah mol salah satu zat yang bereaksi diketahui, maka jumlah mol zat yang lain dalam reaksi itu dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan koefisien reaksinya.

  a. mol CaC ²

  6. Pada saat korek api gas dinyalakan, reaksi yang terjadi adalah:

  5. Logam aluminium dapat bereaksi dengan larutan HCl menghasilkan larutan AlCl ^{3 dan gas H 2 . Berapa gram gas H 2} yang terbentuk dan jumlah molekul hidrogen dari 9 gram aluminium? ( Ar Al = 27, H = 1).

  c. massa H ^{2 O yang dihasilkan.}

  b. volum CO ^{2 yang dihasilkan,}

  a. volum O ^{2 yang bereaksi,}

  adalah 4,4 gram, pada STP, tentukan:

  4. Gas propana C ^{3 H 8 direaksikan dengan gas oksigen menghasilkan gas karbondioksida dan air. Jika C 3 H 8 yang bereaksi}

  b. volum gas H ^{2 yang dihasilkan pada STP.}

  a. mol HCl yang bereaksi,

  Jika Mg yang bereaksi adalah 2 mol, hitunglah:

  3. Diketahui persamaan reaksi: Mg(s) + HCl(aq) → MgCl ^{2 (aq) + H 2 (g)}