1. Ilmu Dasar Kimia-1.pdf

1

KIMIA DASAR  IDENTITAS MATA KULIAH PRODI

: IPA

JUMLAH SKS

: 3 SKS

SEMESTER

:2

 TUJUAN Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu menggunakan prinsip-prinsip dasar ilmu kimia sebagai dasar dalam mempelajari ilmu kimia yang akan dipelajari selanjutnya.

 EVALUASI KEHADIRAN : MINIMAL 80 % PERTEMUAN TEORI

: 50 %

PRAKTIKUM : 50 % NOTE: Teori meliputi tugas (portofolio dan presentasi), uts, uas Praktikum meliputi laporan praktikum dan aktivitas

 REFERENSI [1] Brady, J. E. 1993. General Chemistry, Principle and Structure, 5 th. John Wiley and Sons Inc. [2] Chang, R. 2005. Kimia Dasar: Konsep-konsep Inti Jilid 1 & 2. Edisi ketiga. Penerbit Erlangga, Jakarta. [3] Petrucci, R. H., Harwood, W. S., Herring, F. G., dan Madura, J. D. 2011. Prinsipprinsip dan Aplikasi Modern Edisi Kesembilan Jilid 1. Penerbit Erlangga, Jakarta. [4] Silberberg, M. S. 2007. Principles of General Chemistry. New York: Mc Graw-Hill.

PENDAHULUAN

Merupakan cabang ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan struktur, sifat, komposisi, dan perubahan materi serta energi yang menyertai perubahan tersebut

4

5

 Zat

tunggal = materi yang memiliki susunan partikel yang tidak mudah dirubah dan memiliki komposisi yang tetap.  Zat tunggal dapat diklasifikasikan sebagai unsur dan senyawa.  unsur = zat yang tidak dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih sederhana.

7

Bagan hubungan unsur dan senyawa dalam proses penguraian dan pembentukan 8

 



Unsur adalah zat tunggal yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zatzat lain yang lebih sederhana dengan reaksi kimia biasa. Contoh Unsur dalam kehidupan sehari-hari : Arang yang berwarna hitam, yang terdapat dalam sisa pembakaran, dalam pensil dan digunakan sebagai elektroda dalam batere, adalah unsur karbon. Unsur Logam juga dapat kita jumpai dalam bentuk perhiasan emas, perak dan platina. Contoh unsur logam cadmium, air raksa dan timah hitam disajikan pada Gambar 2.1.

9

ATURAN PENAMAAN UNSUR

ATURAN LAMBANG UNSUR

10

Nama unsur yang kita kenal dalam bahasa Indonesia belum tentu sama dengan nama unsur baku yang ditetapkan oleh International Union of Pure and applied Chemistry (IUPAC) yang kita kenal, misal tembaga nama kimia yang menurut IUPAC adalah Cuprum, demikian juga emas adalah aurum.  Nama unsur diambil dari nama satu daerah seperti germanium (Jerman), polonium (Polandia), Fransium (Perancis), europium (Eropa), amerisium (Amerika),kalifornium (Kalifornia), stronsium (Strontia, Scotlandia)  Ilmuan yang berjasa didalam bidang kimia juga digunakan seperti: einstenium (Einstein), curium (Marie dan P Curie), fermium (Enrico Fermi), nobelium (Alfred Nobel).  Nama nama planet juga diabadikan sebagai nama unsur seperti: uranium (Uranus), plutonium (Pluto), dan neptunium (Neptunus).  Untuk beberapa unsur yang baru ditemukan, khususnya untuk unsur dengan nomor 104 keatas mempergunakan akar kata dari bilangan. nil = 0, un = 1, bi = 2, tri = 3 quad =4, pent = 5, hex = 6, sept = 7, okt = 8 dan enn = 9.  contoh untuk unsur dengan nomor 107 yaitu unilseptium, yang berasal dari bilangan 1 : un, bilangan 0 : nil, dan tujuh : sept serta tium, sehingga nama unsur tersebut adalah unilseptium (Uns). 

11

ATURAN PENAMAAN UNSUR

ATURAN LAMBANG UNSUR

Penamaan lambang unsur dengan menggunakan huruf kapital dari nama unsurnya

Pelambangan unsur menggunakan dua huruf dari nama unsur tersebut 12











Pencetus ide lambang unsur adalah Jons Jacob Berzelius pada tahun 1813. Dia mengusulkan pemberian lambang kepada setiap unsur dengan huruf. Pemilihan lambang unsur diambil dari huruf pertama (huruf besar atau kapital). Oksigen dengan huruf O (kapital), carbon dengan C (kapital) dan nitrogen dengan huruf N (kapital) nama unsur yang diawali dengan huruf yang sama misalnya hidrogen dengan hidrargirum, penamaan unsur dilambangkan dengan menggunakan lebih dari satu huruf. Penulisannya menggunakan huruf kapital dari nama unsur sebagai huruf pertama, dilanjutkan dengan huruf kecil dari salah satu huruf yang ada pada unsur tersebut. Contoh: unsur Zinc dengan Zn dan cuprum dengan huruf Cu. Untuk unsur argon dan argentums, kedua unsur ini memiliki huruf pertama dan kedua yang sama, dalam penamaannya huruf keduanya menjadi pembeda. Untuk argon dilambangkan dengan Ar, sedangkan argentum dilambangkan dengan Ag, Kasus lainnya unsur cobalt, dengan huruf Co, jika tidak hati-hati dalam penulisannya, bisa ditulis dengan CO yang berarti gas carbon monoksida. 13

  

Dibedakan menjadi unsur logam dan unsur bukan logam. Unsur logam mudah dikenali dengan ciri-ciri; permukaannya mengkilat, berbentuk padat, kecuali air raksa (Hg) yang berbentuk cair. Unsur logam mudah ditempa dapat menjadi plat atau kawat dan memiliki kemampuan menghantar arus listrik atau konduktor.

14





Unsur bukan logam umumnya di alam terdapat dalam wujud padat atau gas, unsur ini tidak dapat menghantarkan arus listrik dan juga panas (isolator), dalam wujud padat tidak dapat ditempa dan juga tidak mengkilat. 15

16

Zat tunggal berupa senyawa didefinisikan sebagai zat yang dibentuk dari berbagai jenis unsur yang saling terikat secara kimia dan memiliki komposisi yang tetap.  Senyawa terdiri dari beberapa unsur, maka senyawa dapat diuraikan menjadi unsurunsurnya dengan proses tertentu.  Contoh senyawa yang paling mudah kita kenal adalah air. Senyawa air diberi lambang H2O. Senyawa air terbentuk oleh dua jenis unsur yaitu unsur Hidrogen (H) dan unsur Oksigen (O), dengan komposisi 2 unsur H dan satu unsur O 

17







Senyawa organik dibangun oleh atom utamanya karbon, sehingga senyawa ini juga dikenal dengan istilah hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon banyak terdapat di alam dan juga pada makhluk hidup, dimulai dari bahan bakar sampai dengan molekul yang berasal atau ditemukan dalam makhluk hidup Contohnya seperti karbohidrat, protein, lemak, asam amino dan ureum atau urea terdapat pada air seni (urin). Gula pasir atau sakarosa yang banyak terdapat didalam tebu dan alkohol merupakan hasil fermentasi dari lautan gula, dll.

18







Senyawa Anorganik adalah senyawasenyawa yang tidak disusun dari atom karbon, contoh senyawa ini seperti garam dapur (NaCl), alumunium hidroksida yang dijumpai pada obat mag, (Al(OH)3). Contoh lain oksigen dengan lambang O2 dan CO2. Asam juga merupakan salah satu senyawa anorganik yang mudah kita kenal misalnya asam nitrat (HNO3), asam klorida (HCl) dan lainnya

19

Senyawa yang disusun oleh satu unsur disebut dengan molekul unsur,  ditunjukkan oleh senyawa diatomik seperti senyawa H2, dan O2. molekul gas oksigen (O2) terdiri atas dua atom oksigen.  Senyawa yang disusun oleh beberapa unsur, bagian terkecilnya disebut dengan molekul senyawa,  molekul semacam ini ditemui pada senyawa heteroatomik, seperti H2O, dan P2O5, N2O3.  contoh molekul air, setiap satu molekul air tersusun dari satu atom oksigen dan dua atom hydrogen 

20

Komposisi senyawa harus tetap dan tepat.  Serangkaian percobaan antara gas hidrogen dengan gas oksigen. Rasio massa hidrogen dan oksigen 1 : 8 untuk hidrogen dan oksigen dalam membentuk senyawa air.  Kesimpulan bahwa perbandingan massa unsurunsur dalam suatu senyawa adalah tetap.  Pernyataan ini dikenal dengan hukum perbadingan tetap yang diajukakan oleh Proust “Hukum Proust” 

No

1 2 3 4

Massa Zat Sebelum Bereaksi

Massa Zat Sesudah Bereaksi

Hidrogen

Oksigen

Air

Sisa Zat

1 gr 1 gr 2 gr 2 gr

8 gr 16 gr 8 gr 16 gr

9 gr 9 gr 9 gr 18 gr

8 gr O2 1 gr H2

21









Rumus kimia memberikan informasi jenis unsur dan jumlah atau perbandingan atom-atom unsur penyusun zat. Penulisan rumus kimia dengan menyatakan lambang unsur dan angka indeks. Rumus kimia dapat dibagi menjadi dua yaitu rumus molekul dan rumus empiris. Pembagian ini terkait dengan informasi yang dikandungnya.

22

Rumus molekul = rumus kimia yang memberikan informasi secara tepat tentang jenis unsur pembentuk satu molekul senyawa dan jumlah atom masing-masing unsur.  Rumus empiris = rumus kimia yang menyatakan rasio perbandingan terkecil dari atom-atom pembentuk sebuah senyawa.  Ingat, rumus empiris bukan menyatakan sebuah senyawa atau zat. Rumus empiris hanya memberikan informasi rasio paling sederhana dari molekul. 

Nama Senyawa

Rumus Molekul

Rasio Atom Penyusun

Rasio terkecil

Rumus Empiris

Butana

C4H10

C:H= 4:10

C:H=2:5

C2H5

Butena

C4H8

C:H=4:8

C:H=1:2

CH2

Butanoat

C4H8O2

C:H:O=4:8:2

C:H:O=4:8:4

C2H4O

Etanol

C2H6O

C:H:O=2:6:1

C:H:O=2:6:1

C2H6O

Aspirin

C9H8O

C:H:O=9:8:4

C:H:O=4:8:4

C9H8O

Air

H2O

H:O=2:1

H:O=2:1

H2O

Karbondioksida

CO2

C:O=1:2

C:O=1:2

CO2

23





mixtures consist of varying amounts of two or more elements or compounds Homogeneous mixtures or “solutions”- have the same properties throughout the sample  Brass, tap water



Heterogeneous mixturesconsist of two or more phases  Salad dressing, Coca-Cola ™

Sand Pure Element Compound Molecule Heterogeneous Mix

Homogeneous Mix

25

Ice (H2O)

Flour

Table Salt (NaCl)

Campuran a. Campuran tak tertentu tanpa reaksi kimia. b. Perbandingan komponen yang menyusun campuran tidak tentu dan dapat sembarang. c. Komponen-komponen campuran tetap memiliki sifat masing-masing. d. Campuran dapat dipisahkan menjadi komponen-komponennyad engan cara fisis

Senyawa a. Senyawa terbentuk melalui reaksi kimia b. Perbandingan komponen yang menyusun senyawa melalui cara tertentu dan tetap. c. Komponen-komponen senyawa kehilangan sifat semulanya. d. Senyawa tidak dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen dengan cara fisis, tetapi harus melalui cara reaksi kimia

26

 



Chemical change- a process that results in the formation of a new substance Evidence? Formation of a new solid, new liquid, new gas, temperature change, or an unexpected color change Physical change- a process that results in no new substance, but that may change the state of those present, or the proportions

Chemical Magnesium burns when heated in a flame

Magnesium metal tarnishes in air Magnesium metal melts at 922K Grape Kool-aid lightens when water is added

Physical

29

  

Since the early 1980’s, the Scanning Tunneling Microscope (STM) has been used A surface can be scanned for topographical information The image for all matter shows spherical regions of matter-- atoms

30

Dalton

Thompson

Rutherford Bohr









Teori Bohr menyebutkan elektron hanya dapat berpindah orbit dengan melibatkan energi Sehingga disempurnakan dalam teori atom mekanika kuantum terdapat daerah kebolehjadian lintasan elektron (kulit K,L,M…) di sekitar inti. Kulit elektron ini masih memiliki subtingkat energi yang berbeda yang disebut sebagai orbital (s,p,d,f). orbital menentukan konfigurasi elektron setiap atom dan menentukan elektron valensi tiap atom.

A Z 



Sy

An element is a substance whose atoms all contain the identical number of protons, called the atomic number (Z) Isotopes are distinguished by mass number (A):  Atomic number, Z = number of protons  Mass number, A = (number of protons) + (number of

neutrons)  Note that for atoms, A is greater than Z: the symbol is top-heavy 

For charge neutrality, the number of electrons and protons must be equal

Particle

Symbol

electron

proton

neutron

0 1

1 1

e or e

-

p or 11H 

1 0

n or n

0

Mass (u)

Location

Charge

5.48579903(10-4)

orbital

1-

1.007276470

nucleus

1+

1.008664904

nucleus

0

36

D. PERSAMAAN REAKSI PERSAMAAN REAKSI MEMPUNYAI SIFAT 1. Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama 2. Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama 3. Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama) Contoh: Tentukanlah koefisien reaksi dari HNO3 (aq) + H2S (g) NO (g) + S (s) + H2O (l) Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga: a HNO3 + b H2S c NO + d S + e H2O Berdasarkan reaksi di atas maka atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi) atom O : 3a = c + e 3a = a + e e = 2a atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a ; 2b = 3a ; b = 3/2 a atom S : b = d = 3/2 a Maka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya : 2 HNO3 + 3 H2S 2 NO + 3 S + 4 H2O

Note that the number of each type of atom balances and that the coefficient applies to the entire formula

39



BAGIAN I

1. In a sample of an unknown compound, the mass ratio of Cl to C is 47.227g Cl to 4.00 g C. In another sample, there are 0.553 g of Cl. What mass of C would be in this sample?

2. Fill in the blanks: symbol 59Co 80Br

neutrons

protons

electrons



BAGIAN II

CARI MASING-MASING 1 CONTOH REAKSI KOMBINASI, REAKSI PENGURAIAN, REAKSI PERTUKARAN, REAKSI PERTUKARAN GANDA DAN REAKSI NETRALISASI