Top Banner
PERTEMUAN KE 4 STOIKIOMETRI 1. HUKUM-HUKUM REAKSI KIMIA 2. RUMUS SENYAWA ( KIMIA ) 3. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG BALANS 4. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA 5. REAKTAN PEMBATAS 6. HASIL PERSENTASE
28

2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Jan 20, 2016

Download

Documents

XXAQWEMKL

mm
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

PERTEMUAN KE 4 STOIKIOMETRI

1. HUKUM-HUKUM REAKSI KIMIA2. RUMUS SENYAWA ( KIMIA )3. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG

BALANS4. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA5. REAKTAN PEMBATAS 6. HASIL PERSENTASE

Page 2: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

PERSAMAAN KIMIA

Reaktan (Pereaksi) Produk (Hasil Reaksi)

Page 3: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

1. RUMUS SENYAWA (KIMIA)

• A. RUMUS EMPIRIS (RE) : Rumus yang paling sederhana dicerminkan oleh perbandingan atom unsur dalam senyawa

Misal : etana (terdiri dari carbon dan hidrogen) glukosa ( carbon, oksigen dan hidrogen )

Perbandingan atomnya (nisbah) : Etana = C : H = 1 : 3Glikosa = C : H : O = 1 : 2 : 1

rumus empiris : ( CH3 )n dan (CH2O)n

Page 4: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

• B. RUMUS MOLEKUL (RM) :

Jumlah atom setiap unsur yang terdapat dalam satu molekul

Misal :

Rumus Empiris Etana (CH3)n dan glukosa (CH2O)n

Hasil eksperimen : Mr Etana = 30 ; Glukosa = 180Maka Etana n = 2 dan glukosa n = 6 Rumus Molekul :

Etana = C2H6 dan glukosa = C6H12O6

Page 5: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

• Ada kala RE = RM berarti n = 1

Contoh : H2O ; NH3 dan HCl

• Ada pula senyawa mempunyai n = tak terhingga yaitu senyawa yang terbtk dari ion (+) dan ion (-)

• Contoh Rumus Empiris :

(NaCl)n ; (KBr)n dan (CaSO4)n

Rumus Molekul seharusnya :

Nan Cln ; Kn Brn dan Can (SO4)n

Karena nilai n tak diketahui dan tak terhingga, maka ditulis seperti Rumus Empiris. Akibatnya rumus senyawa ion bukanlah rumus molekul melainkan rumus empiris yang disebut Rumus Senyawa

Page 6: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Bagaimana dengan CoCl2 ?

• Padatan kobalt(II) klorida• Rumus empiris CoCl2

gaya tarik yang kuat : antar molekul dan antar atom kobalt dan atom klorin kedua gaya sulit dibedakan

ikatan ionik • Merupakan molekul raksasa (kristal)• Jadi CoCl2 sebagai unit rumus bukan sebagai

molekul CoCl2

Page 7: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 1.

Pada pembakaran 30 g senyawa organik dihasilkan 44 g

CO2 (Mr = 44) dan 18 g H2O (Mr = 18). Tentukan

rumus empiris senyawa organik tersebut

.

Penyelesaian

44 g CO2 = 1 mol CO2 = 1 mol C = 12 g C

18 g H2O = 1 mol H2O =2 mol H = 2 g H

Bobot O = 30 g – (12 g + 2 g) = 16 g O = 1 mol O

Nisbah C : H : O = 1 : 2 : 1

Rumus empiris = (CH2O)n

Page 8: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 2. Suatu senyawa mengandung 40 % C, 6,67 % H,

dan 53,3 % O. Tentukan rumus molekulnya jika Mr =180.

Penyelesaian

Rumus empiris = C : H : O = 40/12 : 6,67/1 : 53,3/16

= 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1 =(CH2O)n

Rumus molekul = (CH2O)n = Mr

30 n = 180

n = 6

(CH2O)n = C6H12O6

Page 9: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 3.

• Suatu senyawa mengandung 5,2 g Seng, 0,96 g karbon dan 3,84 g oksigen. Tentukan RE senyawa !

• Penyelesaian :

RE = Zn (5,2/65) C (0,96/12) O (3,84/16)

= Zn0,08 C0,08 O0,24 = ZnCO3

Page 10: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 4.

• Suatu senyawa mengandung 40 % karbon, 6,67 % hidrogen dan 53,3 % oksigen. Tentukan RM senyawa jika Mr = 180.

• Penyelesaian :

• RE = C(40/12) H (6,67/1) O (53,3/16)

= C3,33 H6,67 O3,33 = CH2O

• RM = (CH2O)n

Mr = (12 + 2 + 16) = 180

n = 180/30 = 6

RM = (CH2O)6 = C6H12O6

Page 11: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG BALANS

NH4NO3 → N2O + H2O REAKTAN PRODUK

-Beri tanda pada unsur yang terdapat satu kali di ruas kiri dan satu kali diruas kanan- Beri koefisien 1 pada NH4NO3

kemudian koefisien 2 pada H2O dan 1 pada N2O- Periksa banyaknya atom O

Berdasarkan perjanjian koefisien 1 didepan NH4NO3 dan

N2O tidak perlu dituliskan.

Page 12: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

CONTOH 2.3

Amonia merupakan bahan dasar utama dalam pembuatan pupuk urea. Di industri, amonia dihasilkan melalui proses Haber yang menggunakan gas nitrogen dan hidrogen sebagai reaktan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.

Penyelesaian

_N2 + H2 _NH3

Mulailah dengan koefisien 1 untuk NH3, sebab spesies paling rumit, Jadi koefisien N2 = 1/2, koefisien H2 = 1 ½, kemudian semua koefisien dikalikan dua

N2 + 3 H2 2 NH3

Page 13: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

CONTOH 2.4

Proses Hargreaves ialah prosedur industri untuk membuat Na2SO4 yang digunakan dalam pembuatan kertas. Bahan awalnya ialah NaCl, SO2, H2O, dan O2. HCl dihasilkan sebagai hasil sampingan. Tuliskan persamaan kimia yang balans untuk proses ini.

Penyelesaian

_NaCl + _SO2 + H2O + _O2 _Na2SO4 + _HCl

Mulailah dengan koefisien 1 untuk Na2SO4, sebab spesies paling rumit, Jadi koefisien NaCl = 2, koefisien SO2 = 1

2 NaCl + SO2 + _H2O + _O2 Na2SO4 + _HCl

Page 14: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Berikutnya koefisien HCl = 2 dan koefisien H2O = 1.

2 NaCl + SO2 + H2O + _O2 Na2SO4 + 2 HCl

Akhirnya, atom oksigen harus disetarakan. Ada 4 atom O di kanan, tetapi di kiri hanya terdapat 2 atom O dari SO2 dan 1 atom O dari H2O; jadi, koefisien O2 = ½ :

2 NaCl + SO2 + H2O + ½O2 Na2SO4 + 2 HCl

Kalikan semua koefisien dengan 2 :

4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 Na2SO4 + 4 HCl

Page 15: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA

Hubungan antara massa reaktan dan produknya disebut stoikiometri (Yunani: stoicheion = unsur + metron = ukuran)

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O Artinya :

2 mol C4H10 + 13 mol O2→ 8 mol CO2 + 10 mol H2O

116,3 g C4H10 + 416,0g O2 → 352,1 g CO2 + 180,2 g H2O

Page 16: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 2.6

Kalsium hipoklorit, Ca(OCl)2, digunakan sebagai bahan pemutih. Senyawa ini dihasilkan dari NaOH, Ca(OH)2, dan Cl2 menurut persamaan

2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O

Berapa gram Cl2 dan NaOH yang bereaksi dengan 1067 g

Ca(OH)2, dan berapa gram Ca(OCl)2 yang dihasilkan?

Penyelesaian

Jumlah mol Ca(OH)2 yang dikonsumsi ialah

1067 g Ca(OH)2

------------------------ = 14,40 mol Ca (OH)2

74,09 g mol-1

Page 17: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O

Jika 14,40 mol Ca(OH)2 bereaksi maka: mol NaOH = 28,80 mol NaOH

mol Cl2 = 28,80 mol Cl2

mol Ca(OCl)2 = 14,40 mol Ca(OCl)2

Dari jumlah mol dan massa molar reaktan serta produknya, massa yang dicari ialah :

massa NaOH = (28,80 mol)(40,00 g mol-1) =1152 gmassa Cl2 = (28,80 mol)(70,91 g mol-1) =2042 gmassa Ca(OCl)2 = (14,40 mol)(142,98 g mol-1) =2059 g

Page 18: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

4. REAKTAN PEMBATAS

• Reaktan yang habis pertama kali ialah reaktan pembatas, reaktan lain dalam keadaan berlebih.

• Produk yang diperoleh berdasarkan pada reaktan pembatas

• Reaktan pembatas dapat dihitung secara stoikiometri dengan satuan jumlah reaktan (sjr) yang diperoleh dari jumlah mol dibagi koefisiennya.

• Reaktan yang mempunyai sjr terkecil merupakan reaktan pembatas.

Page 19: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 2.7Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 mol

HCl, reaksi : KIO3 + 5KI + 6HCl → 6 KCl + 3I2 + 3H2O

Apakah semua reaktan akan habis? Tentukan reaktan

pembatasnya dan berapa gram I2 akan terbentuk? (Ar I = 127)

Penyelesaian nisbah mol tidak sama dengan nisbah koefisien, jadi reaktan

tidak habis semuanya

sjr KIO3 = 1 mol/1 = 1,

sjr KI = 4 mol/5 = 0,8

sjr HCl = 6 mol/6 = 1

Reaktan pembatas = KI (sjr KI paling kecil)

mol I2 = 3/5 x 4 mol = 2,4 mol

gram I2 = 2,4 mol x 254 g mol-1 = 609,6 g

Page 20: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 2.8Sebanyak 10 g CaCO3 direaksikan dengan 1 liter HCl 2 M,

CaCO3 (p) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (aq) + CO2 (g)

Tentukan gram CO2 yang terbentuk (Ar Ca = 40, C= 12, O = 16, Cl = 35.5, H = 1)

Penyelesaian mol CaCO3 = 10 g/100 g mol-1 = 0,1 mol

mol HCl = 2 M x 1 liter = 2 mol

sjr CaCO3 = 0,1

sjr HCl = 2 mol/2 = 1

Reaktan pembatas = CaCO3 (sjr CaCO3 < sjr HCl)

mol CO2 = 1/1 x 0,1 mol = 0,1 mol

gram CO2 = 0,1 mol x 44 g mol-1 = 4,4 g

Page 21: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 2.9Sebanyak 500 ml HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 liter Ba(OH)2

0,2 M. Tentukan massa BaCl2 yang terbentuk dan massa

reaktan yang tersisa.

Penyelesaian mol HCl = 2,5 M x 0,5 liter = 1,25 mol

mol Ba(OH)2 = 0,2 M x 2 liter = 0,4 mol

Reaksi : 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O

sjr HCl = 0,625 sjr Ba(OH)2 = 0,4

Reaktan pembatas = Ba(OH)2

mol BaCl2 = 0,4 mol

Reaktan tersisa = HCl

mol HCl tersisa = 1,25 mol – 0,8 mol = 0,45 mol

massa HCl tersisa = 0,45 mol x 36,5 g /mol = 16,425 g

Page 22: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

5. HASIL PERSENTASE

Hasil persentase (% hasil) suatu reaksi adalah

nisbah jumlah produk sesungguhnya yang diperoleh (eksperimental) atau hasil nyata terhadap hasil teoritis dari persamaan reaksi dikali seratus persen.

Hasil Nyata % Hasil = x 100% Hasil Teoritis

Hasil nyata biasanya lebih kecil dari hasil teoritis.

Page 23: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

ETILENARumus Empiris : (CH2)n

Rumus Molekul : C2H4

Massa C = 12,011 gMassa H = 2,0159 gJumlah 14,027 g

PERSENTASE MASSA

KARBON = x 100% = 85, 628% C

HIDROGEN = x 100% = 14, 372% C

12,00114,0272,0159

14,027

Page 24: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

Contoh 2.10Jika 68,5 g karbon di dalam udaraa. Berapa hasil teoritis CO2 yang dihasilkan.b. Jika CO2 hasil eksperimen menghasilkan 237 g CO2

berapakah % hasil

Penyelesaiana. Reaksi: C(p) + O2 (g) CO2 (g) mol C = 68,4 g/12 g mol-1 = 5,7 mol

mol CO2 = 5,7 molmassa CO2 = 5,7 mol x 44 g mol-1 = 250,8 g

Hasil Nyatab. % hasil = x 100% Hasil Teoritis 237 g CO2 = x 100 % = 94,5 % 250,8 g CO2

Page 25: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

1. Seng fosfat digunakan sebagai semen gigi. Sebanyak 50,00 mg sampel dihancurkan menjadi unsur-unsurnya dan menghasilkan 16,58 mg oksigen, 8,02 mg fosforus, dan 25,40 mg seng. Tentukan rumus empiris seng fosfat?

2. Barium dan nitrogen membentuk dua senyawa biner yang masing-masing mengandung 90,745% dan 93,634% barium. Tentukan rumus empiris kedua senyawa tersebut.

3. Sampel sebanyak 1,000 g dari suatu senyawa yang mengandung karbon dan hidrogen bereaksi dengan oksigen pada suhu tinggi menghasilkan 0,692 g H2O dan 3,381 g CO2. a) Hitunglah massa C dan H dalam sampelb) Apakah senyawa tersebut mengandung unsur lain?c) Berapa persentase massa C dan H dalam senyawa?d) Apa rumus empiris senyawa tersebut?

Page 26: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

4. Balanskan persamaan kimia berikut.a) C2H6O + O2 CO2 + H2O

b) K + O2 K2O2

c) PbO2 + Pb + H2SO4 PbSO4 + H2O

d) BF3 + H2O B2O3 + HF

e) KClO3 KCl + O2

f) CH3COOH + O2 CO2 + H2O

g) K2O2 + H2O KOH + O2

h) PCl5 + AsF3 PF5 + AsCl3

5. Untuk setiap reaksi kimia, hitunglah massa reaktan yang digarisbawahi yang diperlukan untuk menghasilkan 1,000 g produk yang digarisbawahi.a) Mg + HCl H2 + MgCl2b) 2 CuSO4 + 4 KI 2 Cul + I2 + 2 K2SO4

c) NaBH4 + 2 H2O NaBO2 + 4 H2

Page 27: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )

6. Sampel K2CO3 sebanyak 18,6 g diolah sedemikian sehingga semua karbonnya tertangkap dalam senyawa K2Zn3[Fe(CN)6]2. Hitunglah massa (dalam gram) produknya.

7. Bila amonia dicampur dengan hidrogen klorida (HCl), dihasilkan padatan amonium klorida (NH4Cl). Andaikan 10,0 g amonia dicampur dengan hidrogen klorida dengan massa yang sama, zat apa yang dihasilkan sesudah reaksi berjalan sempurna? Berapa massanya?

Page 28: 2. Pers.kimia & Rumus Kimia ( Stoikiometri )