01-stoikiometri.pdf

KIMIA DASAR CHM 109

Topik perkuliahan : 1. Stoikiometri 2. Ikatan kimia 3. Energetika 4. Laju reaksi 5. Kesetimbangan kimia 6. Konsentrasi larutan 7. Asam-basa pH 8. Hasil kali kelarutan dan pengendapan 9. Sifat-sifat larutan 10. Redoks 11. Elektrokimia 12. Koloid dan senyawa anorganik dalam sistem biologi 13. Kimia Inti dan unsur-unsur transisi

STOIKIOMETRI

Persamaan Kimia Reaksi kimia : suatu proses di mana satu zat atau lebih berubah menjadi satu atau lebih zat baru

Anatomi Persamaan Kimia CH4 (g) + 2 O2 (g)

CO2 (g) + 2 H2O (g)

Persamaan kimia menggunakan simbol kimia untuk memperlihatkan apa yg terjadi selama reaksi kimia

Anatomi Persamaan Kimia CH4 (g) + 2 O2 (g)

Reaktan ditunjukkan oleh bagian kiri persamaan

CO2 (g) + 2 H2O (g)

Anatomi Persamaan Kimia CH4 (g) + 2 O2 (g)

Produk ditunjukkan oleh bagian kanan persamaan

CO2 (g) + 2 H2O (g)

Anatomi Persamaan Kimia CH4 (g) + 2 O2 (g)

CO2 (g) + 2 H2O (g)

Wujud/keadaan reaktan dan produk ditulis dalam tanda kurung pada sebelah kanan masing-masing senyawa.

Anatomi Persamaan Kimia CH4 (g) + 2 O2 (g)

Koefisien disisipkan untuk menyeimbangkan reaksi.

CO2 (g) + 2 H2O (g)

Subscripts dan Koefisien

n

Subscripts menyatakan jumlah atom masing-masing unsur dalam suatu molekul

Subscripts dan Koefisien

n n

Subscripts menyatakan jumlah atom masing-masing unsur dalam suatu molekul Koefisien menyatakan jumlah molekul

Jenis Reaksi

Reaksi Kombinasi n

n

Contoh: N2 (g) + 3 H2 (g) ¾¾® 2 NH3 (g) C3H6 (g) + Br2 (l) ¾¾® C3H6Br2 (l) 2 Mg (s) + O2 (g) ¾¾® 2 MgO (s)

Dua atau lebih zat bereaksi membentuk satu produk

2 Mg (s) + O2 (g) ¾® 2 MgO (s)

Reaksi Dekomposisi n

n

Satu zat terurai menjadi dua atau lebih zat lain

Contoh: CaCO3 (s) ¾¾® CaO (s) + CO2 (g) 2 KClO3 (s) ¾¾® 2 KCl (s) + O2 (g) 2 NaN3 (s) ¾¾® 2 Na (s) + 3 N2 (g)

Reaksi Pembakaran n

n

n

Reaksi cepat yang menghasilkan suatu nyala. Seringkali melibatkan hidrokarbon yang bereaksi dengan oksigen di udara.

Contoh: CH4 (g) + 2 O2 (g) ¾¾® CO2 (g) + 2 H2O (g) C3H8 (g) + 5 O2 (g) ¾¾® 3 CO2 (g) + 4 H2O (g)

Berat Formula

Berat Formula Jumlah berat atom-atom dalam suatu rumus kimia n Jadi, berat formula kalsium klorida, CaCl2, adalah n

Ca: 1(40,1 amu) + Cl: 2(35,5 amu) 111,1 amu n

Umumnya dilaporkan untuk senyawasenyawa ionik

Berat Molekul (BM) Jumlah berat atom dari atom-atom dalam suatu molekul n Untuk molekul etana, C2H6, berat molekulnya adalah n

C: 2(12,0 amu) + H: 6(1,0 amu) 30,0 amu

Komposisi Persen Persen massa suatu senyawa dapat dihitung dari masing-masing unsur penyusunnya dengan menggunakan persamaan berikut: % unsur =

(jumlah atom)(berat atom) (berat formula senyawa)

x 100

Komposisi Persen Jadi persentase karbon dalam etana adalah … (2)(12,0 amu) %C = =

(30,0 amu) 24,0 amu

30,0 amu

= 80,0%

x 100

Mol

Bilangan Avogadro

n n

6,02 x 1023 1 mol 12C memiliki massa 12 g

Massa Molar n

Definisi: massa 1 mol suatu zat (i.e., g/mol) Massa molar suatu unsur adalah bilangan massa unsur tersebut yang kita temukan pada tabel periodik n Berat formula (dalam amu) akan sama dengan bilangan massa dalam massa molar (dalam g/mol) n

Menggunakan Mol

Mol bertindak sebagai jembatan dari skala molekul ke skala dunia nyata

Hubungan Mol

n n

Satu mol atom, ion, atau molekul mengandung sejumlah bilangan Avogadro partikel. Satu mol molekul atau satuan formula mengandung sejumlah bilangan Avogadro kali jumlah atom atau ion masing-masing unsur dalam senyawa tsb.

Menemukan Rumus Empiris

Menghitung Rumus Empiris

Rumus empiris dapat dihitung dari komposisi persen.

Menentukan Rumus Empiris Senyawa asam para-aminobenzoat (biasa terkandung dalam produk tabir surya dengan nama PABA) tersusun atas karbon (61,31%), hidrogen (5,14%), nitrogen (10,21%), dan oksigen (23,3%). Tentukan rumus empiris dari PABA tsb.

Menentukan Rumus Empiris Asumsi terdapat 100,00 g asam para-aminobenzoat,

1 mol 12,01 g 1 mol 1,01 g

C:

61,31 g x

= 5,105 mol C

H:

5,14 g x

N:

10,21 g x

1 mol 14,01 g

= 0,7288 mol N

O:

23,33 g x

1 mol 16,00 g

= 1,456 mol O

= 5,09 mol H

Menentukan Rumus Empiris Hitunglah rasio mol dengan cara membagi dengan bilangan mol terkecil: C:

5,105 mol 0,7288 mol

= 7,005 » 7

H:

5,09 mol 0,7288 mol

= 6,984 » 7

N:

0,7288 mol 0,7288 mol

= 1,000

O:

1,458 mol 0,7288 mol

= 2,001 » 2

Menentukan Rumus Empiris Jadi rumus empiris senyawa para-aminobenzoat: C7H7NO2

Analisis Pembakaran

n

Senyawa mengandung C, H dan O secara rutin dianalisis melalui reaksi pembakaran dalam suatu bejana seperti gambar di atas n n n

C ditentukan dari massa CO2 yang dihasilkan H ditentukan dari massa H2O yang dihasilkan O ditentukan dengan selisih setelah C dan H ditentukan

Analisis Unsur Senyawa mengandung unsurunsur lain dianalisis menggunakan metode analog dengan analisis unsur untuk C, H dan O

Perhitungan Stoikiometri

Koefisien dalam persamaan yang sudah disetarakan menyatakan rasio mol reaktan dan produk

Perhitungan Stoikiometri Dari massa Zat A kita dapat menggunakan rasio koedisien A dan B untuk menghitung massa Zat B yang terbentuk (jika sebagai produk) atau yang digunakan (jika sebagai pereaksi)

Perhitungan Stoikiometri

Dimulai dengan 1,00 g of C6H12O6… kita menghitung mol C6H12O6… gunakan koefisien untuk menentukan jumlah mol H2O… dan kemudian ubah mol air menjadi gram

Pereaksi Terbatas

Berapa banyak cookies dapat dibuat? n

n

Kita bisa membuat cookies sampai kehabisan salah satu bahan Ketika keluarga ini kehabisan gula, mereka akan berhenti membuat cookies (jenis cookies yang enak untuk dimakan)

Berapa banyak cookies dapat dibuat? n

Dalam contoh ini gula merupakan bahan pembatas, karena ia akan membatasi jumlah cookies yang dapat dibuat

Pereaksi Terbatas Pereaksi terbatas adalah reaktan yang tersedia dalam jumlah stoikiometri terkecil

Pereaksi Terbatas n

Pereaksi terbatas adalah pereaksi yang tersedia dalam jumlah stoikiometri terkecil n

Dengan kata lain, merupakan pereaksi yang akan habis pertama kali (dalam hal ini, H2)

Pereaksi Terbatas Dalam contoh berikut, O2 adalah pereaksi berlebih

Hasil Teoritis Hasil teoritis : jumlah produk yang dapat dibuat jika semua pereaksi terbatas bereaksi n Hasil nyata : jumlah produk sebenarnya yang diperoleh dari reaksi n

Persen Hasil Perbandingan jumlah yang diperoleh sebenarnya terhadap jumlah yang mungkin diperoleh jika reaksi sempurna

Persen Hasil =

Hasil Nyata Hasil Teoritis

x 100

STOIKIOMETRI - 2 Lanny Hartanti

Chemical Stoichiometry Mass Measurements

Mole Concept

Avogadro's Number

Atomic & Molecular Weights

Percent Composition

Chemical Equations

Calculations

Reactants & Products

Limiting Reagents

Percentage Yield

STOIKIOMETRI +J 2J ®+2J  T1. Berapa mol hidrogen yang diperlukan untuk bereaksi 15,0 g oksigen?

J. 15,0 g O2 (1 mol O2 ) ( 2 mol H2) = 0,938 mol H2 32,0 g

1 mol O

2

T2. Berapa gram hidrogen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 15,0 g oksigen?

J. 15.0 g O2 (1 mol O2 ) ( 2 mol H2) ( 2.016 g H2) = 1,89 g H2 32,0 g

1 mol O

2

1 mol H

2

STOIKIOMETRI

+J 2J ®+2J  T3. Berapa gram air yang dihasilkan dari 15,0 g oksigen?

J. 15,0g O2 (1 mol O2 ) ( 2 mol H2O) ( 18,0 g H2O) =16,9 g H2O 32,0 g

1 mol O

2

1 mol H O 2

T4. Berapa hidrogen dan oksigen yang diperlukan untuk menghasilkan 25,0 gram air?

J. 25,0g H2O (1 mol H2O ) ( 2 mol H2) ( 2.016 g H2) = 2,80 g H2 18,0 g

J. 25,0g H2O (1 mol H2O ) ( 18,0 g

2 mol H O 1 mol H 2 2 1 mol O ) ( 32,0 g O ) 2 2 2 mol H O 1 mol O 2 2

Notice that the Law of Conservation of Mass still applies.

= 22,2 g O2

Berapa gram padatan yang terbentuk jika 10,0 g timbal bereaksi dengan asam fosfat berlebih? 1. Tuliskan persamaan reaksi: Pb + H3PO4 ® ? Reaksi ini termasuk reaksi penggantian tunggal. Jadi Pb (suatu logam) akan bertukar tempat (menggantikan) H (kation).

Pb + H3PO4 ® Pb3(PO4)2 + H2 2. Setarakan persamaan reaksi: 3 Pb+2 H3PO4 ® Pb3(PO4)2 + 3 H2 3. Tuliskan informasi yang telah diketahui pada senyawa yang sesuai 3 Pb+2

H3PO4 ® Pb3(PO4)2 (s) + 3 H2 (g)

10,0g

m=?

Mulai dengan yang telah diketahui:

10,0gPb (1 mol Pb)( 1 mol Pb3(PO4)2)(811 g Pb3(PO4)2) = 13,1 g Pb3(PO4)2 207 g Pb

3 mol Pb

1 mol Pb (PO ) 3 42

SOAL LATIHAN 1. Berapa gram gas yang dapat dihasilkan dari 0,8876 mol HgO? 14,20g 2 HgO ® 2 Hg + O2 2. Berapa mol fluorin yang dibutuhkan untuk menghasilkan 12,0 gram KrF6? Persamaan reaksi: Kr + 3 F2 ® KrF6 0,182 mol

3. Berapa gram Na2CO3 yang akan dihasilkan dari dekomposisi termal 250,0 g NaHCO3? 157,7 g

4. Berapa gram CO2 yang dapat dihasilkan oleh reaksi 75,0 gram C2H2 dengan oksigen berlebih? 254 g

5. Cu + 2 AgNO3 ® Cu(NO3)2 + 2 Ag Berapa gram perak yang dihasilkan jika 125,0 g tembaga direaksikan dengan larutan perak nitrat berlebih? 424, g

SOAL KERJA KELOMPOK ______1. Berapa gram produk cair yang dapat dihasilkan dari 3.55 mol HgO? 2 HgO ® 2 Hg + O2 ______2. Berapa mol of fluorin yang diperlukan untuk menghasilkan 3,0 gram KrF6? Persamaan reaksi: Kr + 3 F2 ® KrF6 ______3. Berapa gram Na2CO3 yang akan dihasilkan dari dekomposisi 20,0g NaHCO3? ______4. Berapa gram O2 yang diperlukan untuk membakar 55,0 gram C 2H 4? ______5. Cu + 2 AgNO3 ® Cu(NO3)2 + 2 Ag Berapa gram perak yang dihasilkan jika 50,0 g tembaga direaksikan dengan larutan perak nitrat berlebih?

PRACTICE 1. 1,50 mol KClO3 terurai. Berapa gram O2 yang akan terbentuk? [K = 39, Cl = 35.5, O = 16] 72.0 grams 2. Para reaksi yang sama dengan soal no. 1, berapa gram KClO3 jika kita ingin menghasilkan 2.75 mol KCl. 337 gram 3. Hitunglah volume karbon dioksida yang terbentuk pada keadaan STP dalam satuan ‘dm3' pada reaksi dekomposisi termal sempurna 3,125 g kalsium karbonat (Massa atom relatif Ca=40, C=12, O=16) 0.7dm3

Persen ke Rumus Molekul % ® massa relatif ® mol relatif ® rasio atom yang paling sederhana ® rasio bilangan bulat paling sederhana Contoh 1: (a) Hidrazin mengandung 87,50% Nitrogen dan 12,50% Hidrogen. Tentukan rumus molekulnya yang paling sederhana! (b) Jika massa molekulnya adalah 34,0 g, bagaimanakah rumus molekulnya?

Contoh 2: Tentukan rumus empiris untuk suatu senyawa dengan komposisi berikut: Na = 34,6% P = 23,3% O = 42,1% [Ans: Na4P2O7]

Konsentrasi Larutan Molaritas

• • • •

Larutan = solut terlarut dalam pelarut. Solut : berada dalam jumlah paling kecil. Air sebagai pelarut = larutan dalam air (aqueous solutions) Perhitungan konsentrasi didasarkan atas jumlah solut dan pelarut.

Molaritas: Mol solut per liter larutan. • Jika molaritas dan volume larutan diketahui, kita dapat menghitung mol (dan massa) solut.

Konsentrasi Larutan Molaritas

Konsentrasi Larutan Pengenceran • Jumlah mol dalam larutan encer ataupun larutan pekat

adalah sama. • Jadi: MencerVencer = mol = MpekatVpekat

Suatu larutan disiapkan dengan melarutkan 3,73 gram AlCl3 dalam air untuk membentuk 200,0 mL larutan. Sejumlah 10,0 mL dari larutan kemudian digunakan untuk menyiapkan 100,0 mL larutan. Tentukan molaritas larutan akhir. What type of problem(s) is this?

Molarity followed by dilution.

14

Suatu larutan disiapkan dengan melarutkan 3,73 gram AlCl3 dalam air untuk membentuk 200,0 mL larutan. Sejumlah 10,0 mL dari larutan kemudian digunakan untuk menyiapkan 100,0 mL larutan. Tentukan molaritas larutan akhir. 1st:

3,73 g

mol -3 L 200,0 x 10 133,4 g

= 0,140 mol L

Massa molar AlCl3

2nd:

M1V1 = M2V2

Rumus pengenceran

(0,140 M)(10,0 mL) = (? M)(100,0 mL)

0,0140 M = M2

Konsentrasi akhir 15