6. Hukum-hukum Dasar Kimia

BAHAN AJAR

  1. Identitas Mata Pelajaran :

Satuan Pendidikan        : SMA Negeri 1 Payakumbuh

Mata Pelajaran              : KIMIA

Kelas / Semester           : X / 1

Alokasi Waktu               : 2 x 45’

Pertemuan ke-               : 8

  1. Standar Kompetensi :

Mendeskripsikan hukum – hukum dasar dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri).

  1. Kompetensi Dasar :

Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

  1. Indikator :
  • Siswa dapat membuktikan hukum Lavoisier melalui data percobaan.
  • Siswa dapat membuktikan hukum Proust melalui data percobaan.
  • Siswa dapat menganalisis senyawa untuk membuktikan berlakunya hukum kelipatan / perbandingan berganda (Hukum Dalton).
  1. Uraian Materi :

STOIKIOMETRI

Hukum – hukum Dasar Kimia

  1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

“Dalam suatu reaksi kimia, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.”

Contoh soal :

Pada pembakaran 2,4 g magnesium di udara dihasilkan 4 g magnesium oksida. Hitunglah massa oksigen yang dibutuhkan dalam reaksi itu.

Penyelesaian :

2Mg        +              O2            →                2MgO

2,4 g                       ?                                 4 g

Massa O2 = massa MgO  – massa Mg

= 4 g – 2,4 g

=  1,6 gram

Jadi massa oksigen yang dibutuhkan adalah 1,6 gram.

  1. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

“Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap.”

Contoh soal :

Data percobaan pembuatan NaCl :

Percobaan Massa Natrium Massa Klorin

1

0,786 g

1,214 g

2

0,590 g

0,910 g

3

0,983 g

1,517 g

Dari data di atas, tentukanlah perbandingan massa Na dan massa Cl !

Penyelesaian :

Perbandingan massa Na : massa Cl

= 0,786 g : 1,214 g

=       1     :    1,54

  1. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

“Jika dua unsur membentuk dua senyawa atau lebih, jika massa salah satu unsur sama, maka perbandingan massa unsure yang lain pada kedua senyawa berupa bilangan bulat dan sedehana”.

Contoh :

Perbandingan massa hydrogen : massa oksigen pada H2O adalah 1 : 8,

Perbandingan massa hydrogen : massa oksigen pada H2O2 adalah 1 : 16,

Maka perbandingan massa oksigen pada kedua senyawa adalah 1 : 2.

Pertanyaan / Tugas :

  1. Jika 54 g logam aluminium direaksikan dengan 48 g oksigen sehingga menghasilkan senyawa aluminium oksida. Tentukanlah berapa massa senyawa aluminium oksida yang terbentuk !
  2. Asam cuka mempunyai perbandingan massa unsure  C : H : O = 6 : 1 : 8. Tentukan persen massa unsur karbon , hydrogen dan oksigen dalam asam cuka tersebut !
  3. Unsur X dan Y membentuk 2 macam senyawa, senyawa I mengandung 50% unsure X dan senyawa II mengandung 40% unsur X. Tentukan perbandingan massa unsure sesuai dengan hukum perbandingan berganda!

BAHAN AJAR

  1. Identitas Mata Pelajaran :

Satuan Pendidikan        : SMA Negeri 1 Payakumbuh

Mata Pelajaran              : KIMIA

Kelas / Semester           : X / 1

Alokasi Waktu               : 3 x 40’

Pertemuan ke-               : 9

  1. Standar Kompetensi :

Mendeskripsikan hukum – hukum dasar dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri).

  1. Kompetensi Dasar :

Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

  1. Indikator :
  • Siswa dapat menggunakan data percobaan membuktikan berlakunya hukum perbandingan volume (Hukum Gay Lussac).
  • Siswa dapat menggunakan data percobaan membuktikan berlakunya hukum Avogadro.
  1. Uraian Materi :

STOIKIOMETRI

 

Hukum – hukum Dasar Kimia

  1. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac)

Jika diukur pada suhu dan tekananyang sama, volum gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.

Perbandingan volume gas = perbandingan koefisien reaksi

Keterangan :    A = gas yang dicari / ditanya

B = gas yang diketahui

Contoh soal :

Pada suhu dan tekanan yang sama, 5L gas hydrogen direaksikan dengan gas oksigen dan menghasilkan uap air. Tentukan volume gas oksigen dan uap air tersebut !

Penyelesaian :

Persamaan reaksi : 2H2   +   O2                2H2O

Perbandingan koefisien :          2 : 1 : 2

  1. Hukum Avogadro

Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang bervolume sama mempunyai jumlah molekul yang sama.

Perbandingan volume gas = perbandingan jumlah molekul

Keterangan :    A = gas yang dicari / ditanya

B = gas yang diketahui

Contoh soal :

Sebanyak 35L gas karbon dioksida mengandung 4,5×1023 molekul. Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan :

  1. jumlah molekul 7L gas hydrogen
  2. volume gas ammonia yang mengandung 9×1023 molekul

Penyelesaian :

a.

b.

  1. Latihan / soal-soal :

Kerjakanlah soal-soal berikut dengan teliti :

  1. Suatu gas oksida nitrogen (NxOy) sebanyak 200 mL diuraikan dengan sempurna menghasilkan 200 mL gas nitrogen dan 300 mL gas oksigen. Tentukan rumus molekul oksida nitrogen tersebut .
  2. Campuran C2H4 dan C3H8 sebanyak 15 L dibakar sempurna dengan 59 L O2. tentukan volume setiap gas jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama.
  3. Diketahui 5 L gas hydrogen mengandung 3 x 1022 molekul H2. Pada suhu dan tekanan yang sama tentukan :
    1. volume CO2 yang mengandung 6 x 1023 molekul CO2
    2. jumlah molekul 15 L gas oksigen.

BAHAN AJAR

  1. Identitas Mata Pelajaran :

Satuan Pendidikan        : SMA Negeri 1 Payakumbuh

Mata Pelajaran              : KIMIA

Kelas / Semester           : X / 1

Alokasi Waktu               : 3 x 40’

Pertemuan ke-               : 10

  1. Standar Kompetensi :

Mendeskripsikan hukum – hukum dasar dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri).

  1. Kompetensi Dasar :

Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

  1. Indikator :
  • Siswa dapat mengkonversikan jumlah mol dengan jumlah partikel, massa dan volume zat.
  1. Uraian Materi :

STOIKIOMETRI

Perhitungan Kimia

  1. Massa Molekul Relatif (Mr)

Jika atom-atom bergabung membentuk zat kimia (molekul unsure, molekul senyawa, senyawa ion) maka zat kimia tersebut merupakan jumlah massa atom-atom itu.

Massa molekul relative adalah jumlah massa atom relative (Ar) dari atom-atom dalam rumus molekul.

Mr = ∑ Ar x Ai

Mr = massa molekul relative (g/mol)

Ar  = massa atom relative (g/mol)

Ai  = angka indeks = banyaknya atom dalam senyawa

  1. Konsep Mol

Satuan mol menyatakan banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 g C-12.

Mol merupakan jembatan penghubung antara massa, volume dan jumlah partikel.

  • Hubungan mol dengan massa

atau

  • Hubungan mol dengan volume

Ket : pada keadaan standar/STP (0oC, 1 atm)

  • Hubungan mol dengan jumlah partikel

Rangkuman rumus konsep mol :

x Mr/Ar                                      x L

Massa Zat

(gram)

Mol

Jumlah Partikel

: Mr/Ar                                       : L

x 22,4               x 22,4 L/mol

Volume

Contoh Soal :

Diketahui massa atom relative H = 1, C = 12. Hitunglah :

  1. massa dari 5,6 liter gas CH4 (pada STP)
  2. jumlah molekul CH4

Jawab :

  1. massa CH4 = mol x Mr

mol CH4      = volume CH4    = 5,6 liter          = 0,25 mol

22,4         22,4

Mr CH4        = 1.Ar C + 4. Ar H          = 1.12   +   4.1   = 16 g/mol

massa CH4 = mol x Mr

= 0,25 mol x 16 g/mol    =  4 gram

  1. jumlah molekul CH4 =  mol  x 6,02 x 1023

=  0,25 mol x 6,02 x 1023 molekul

=  1,51 x 1023 molekul

Mengubah mol (n) menjadi volume (V)

khusus untuk gas

Pada toC, p atm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

atau

R = 0,082 l atm /            mol K

T = toC + 273 K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pertanyaan / Tugas :

 

  1. Diketahui rumus kimia aluminium sulfat Al2(SO4)3.Berapa mol masing-masing unsure (Al, S dan O) terdapat dalam 1 mol aluminium sulfat?
  2. Hitunglah jumlah atom perak yang terdapat dalam sebuah koin yang massanya 62,5 g dan mengandung 92,5 % perak (Ar Ag = 108) !
  3. Hitunglah jumlah molekul dari 20 liter gas ammonia (NH3) pada STP!
  4. Diketahui Ar C = 12, O = 16. Berapakah volume dari 10 gram karbondioksida (CO2) pada :
    1. keadaan standar (STP) ?
    2. keadaan kamar (RTP) ?
    3. 100oC, 152 mmHg ?
    4. saat 10 liter NO2 massanya 7 gram

BAHAN AJAR

  1. Identitas Mata Pelajaran :

Satuan Pendidikan        : SMA Negeri 1 Payakumbuh

Mata Pelajaran              : KIMIA

Kelas / Semester           : X / 1

Alokasi Waktu               : 3 x 40’

Pertemuan ke-               : 11

  1. Standar Kompetensi :

Mendeskripsikan hukum – hukum dasar dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri).

  1. Kompetensi Dasar :

Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

  1. Indikator :
  • Siswa dapat menentukan kadar zat dalam suatu senyawa.
  • Siswa dapat menentukan rumus empiris dan rumus molekul zat.
  • Siswa dapat menentukan banyak zat pereaksi dan hasil reaksi melalui perhitungan kimia
  1. Uraian Materi :

STOIKIOMETRI

  1. Molaritas (M)

Molaritas / kemolaran menyatakan konsentrasi atau kepekatan larutan.

Kadar Unsur dalam Senyawa

Kadar unsur dalam senyawa dapat ditentukan dari rumus kimia. Rumus kimia menyatakan perbandingan mol atom unsur penyusunnya. Dari perbandingan atom dapat ditentukan perbandingan massa dan kadar (% massa) unsur penyusun senyawa.

  1. Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus Empiris (RE) menyatakan perbandingan terkecil atom-atom / unsure penyusun senyawa.

Rumus Molekul (RE) menyatakan jumlah atom-atom unsur yang menyusun satu molekul senyawa.

  1. Persamaan Reaksi

Suatu persamaan reaksi harus memenuhi Hukum Kekekalan Massa, yang dinyatakan dengan koefisien reaksi.

Koefisien reaksi menyatakan :

–          perbandingan jumlah molekul

–          perbandingan jumlah mol

–          perbandingan jumlah volume (wujud : gas)

Cara menyelesaikan perhitungan kimia :

  • Tulis persamaan reaksi yang setara
  • Hitung jumlah mol zat yang diketahui
  • Tentukan jumlah mol zat yang ditanya berdasarkan perbandingan koefisien reaksi
  • Sesuaikan jawaban dengan pertanyaan

Contoh soal :

  1. Diketahui larutan urea 0,4 M (Mr = 60) volumenya 200 mL. Hitunglah :
    1. massa urea CO(NH2)2
    2. kadar nitrogen (N) dalam urea

Jawab  :

  1. massa urea = mol x Mr

mol urea = V   x    M

= 0,2 L x 0,4 mol/L

= 0,8 mol

massa urea  =  0,8 mol  x  60 g/mol

=  48 gram

  1. Dalam 3 gram suatu senyawa karbon terdapat 1,2 gram karbon; 0,2 gram hydrogen dan sisanya oksigen. Tentukan rumus empiris senyawa tersebut (Ar C = 12, H = 1, O = 16).

Jawab :

Massa O = 3 – (1,2 + 0,2) gram = 1,6 gram

Perbandingan mol C : H : O = 0,1 : 0,2 : 0,1 =  1 : 2 : 1

Rumus empiris senyawa adalah CH2O

  1. Aluminium larut dalam asam sulfat menghasilkan aluminium sulfat dan gas hydrogen menurut reaksi :

2Al       +          3H2SO4                         Al2SO4              +          3H2

Berapa mol gas hydrogen yang dapat dihasilkan jika digunakan 0,5 mol aluminium ?

Jawab :

Perbandingan mol Al : H2 = 2 : 3

Jumlah mol H2 = 2/3 x mol Al

= 0,75 mol

Pertanyaan / Tugas :

 

  1. Tentukanlah kemolaran dari 12 gram urea, CO(NH2)2 dalam 2 liter larutan (H =1, C = 12, N = 14, O = 16)
  2. Berapa gram asam fosfat (H3PO4) yang dapat dibuat dari 6,2 gram fosforus? (Ar P = 31)
  3. Pada pembakaran sempurna 2,3 gram suatu senyawa yang mengandung C, H, dan O dihasilkan 4,4 gram CO2 dan 2,7 gram H2O. Tentukanlah rumus empiris senyawa tersebut ! (H =1, C = 12, O = 16)

BAHAN AJAR

 

  1. Identitas Mata Pelajaran :

Satuan Pendidikan        : SMA Negeri 1 Payakumbuh

Mata Pelajaran              : KIMIA

Kelas / Semester           : X / 2

Pertemuan ke-               : 5

Alokasi Waktu               : 2 x 45’

 

  1. Standar Kompetensi :

Mendeskripsikan hukum – hukum dasar kimia dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri).

  1. Kompetensi Dasar :

Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

  1. Indikator :
  • Siswa dapat menentukan pereaksi pembatas dalam suatu reaksi kimia
  • Siswa dapat menentukan rumus hidrat dan jumlah molekul air kristal

 

  1. Uraian Materi :

 

Stoikiometri (Perhitungan Kimia)

 

  1. Pereaksi Pembatas

 

Dalam suatu reaksi kimia, jika zat-zat reaktan/pereaksi kita campurkan dengan volume sembarang atau dalam jumlah yang tidak ekivalen, artinya tidak sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya, maka salah satu pereaksi/reaktan akan habis terlebih dahulu sedangkan yang lain akan bersisa. Zat reaktan yang habis terlebih dahulu dalam reaksi kimia disebut pereaksi pembatas. Dalam proses industri, pereaksi pembatas umumnya adalah zat yang lebih mahal. Misalnya, perak nitrat (AgNO3) yang digunakan untuk membuat perak klorida (AgCl) dalam film fotografi dengan reaksi sebagai berikut :

AgNO3        +     NaCl                            AgCl      +     NaNO3

Perak nitrat (AgNO3) jauh lebih mahal dibandingkan natrium klorida (NaCl). Jadi dalam reaksi digunakan natrium klorida dalam jumlah berlebih.

 

Cara Menentukan Pereaksi Pembatas :

  1. Tentukan jumlah mol masing-masing reaktan/ pereaksi
  2. Bagilah jumlah mol reaktan dengan koefisiennya masing-masing

–          Hasil bagi yang paling kecil merupakan pereaksi pembatas.

–          Jika hasil baginya sama, maka masing-masing pereaksi sama-sama habis bereaksi.

 

Contoh soal :

Sebanyak 14 gram gas nitrogen direaksikan dengan 5 gram gas hydrogen menghasilkan gas amonia menurut persamaan reaksi :

N2(g)      +          3H2(g)                            2NH3(g)

Jika Ar N = 14, H = 1, tentukanlah :

  1. Pereaksi pembatas
  2. Berapa gram ammonia yang terbentuk ?
  3. Pereaksi yang bersisa dan berapa mol jumlahnya ?

 

Penyelesaian :

Persamaan reaksi  : N2(g)     +          3H2(g)                            2NH3(g)

Mol N2 =

Mol H2 =

Gas nitrogen (N2) akan habis bereaksi terlebih dahulu karena hasil bagi jumlah mol dengan koefisien reaksinya lebih kecil daripada gas hidrogen :

 

  1. Pereaksi pembatas adalah N2, karena hasil bagi mol dengan koefisien lebih kecil.
  2. Jumlah mol amonia yang terbentuk adalah berdasarkan perbandingan mol dengan pereaksi pembatas (N2)

Mol amonia (NH3) =

Massa NH3 = n x Mr = 1,0 mol x 17 g/mol = 17 gram

 

 

  1. Pereaksi yang bersisa adalah gas hidrogen (H2)

Jumlah mol H2 bereaksi =

Jumlah mol H2 bersisa =

=

 

  1. Rumus Hidrat

 

Hidrat adalah zat padat (kristal) yang mengikat beberapa molekul air sebagai bagian dari struktur kristalnya.

Kristal merupakan zat padat yang memiliki bentuk yang teratur, umumnya terbentuk dari suatu zat cair atau larutan yang mengalami proses pemadatan atau penguapan secara perlahan-lahan. Contohnya, larutan garam dapur apabila diuapkan airnya, maka akan terbentuk kristal garam, dalam proses tersebut terjadi kemungkinan adanya molekul air yang terjebak di dalam kristal. Air yang terjebak di dalam kristal itu disebut air kristal.

Pada dasarnya penentuan rumus hidrat adalah penentuan jumlah molekul air kristal (x). Secara umum, rumus hidrat dapat ditulis sebagai berikut:

(Rumus kimia senyawa kristal padat).xH2O

 

 

 

 

Contoh :

  1. CuSO4.5H2O : tembaga (II) sulfat pentahidrat, nama lazim : terusi
  2. CaSO4.2H2O :  kalsium sulfat dihidrat, nama lazim : gypsum
  3. MgSO4.7H2O : magnesium sulfat heptahidrat, nama lazim : garam Inggris
  4. Na2CO3.10H2O : natrium karbonat dekahidrat, nama lazim : soda hablur

 

Jika suatu hidrat dipanaskan, maka sebagian atau seluruh air kristalnya dapat lepas/ menguap.

 

Contoh soal :

Kristal BaCL2.xH2O mengandung 15,4 % air kristal. Tentukanlah rumus hidrat senyawa tersebut ! (Ar Ba = 137, Cl = 35,5, H = 1, O = 16)

 

Penyelesaian :

Jika kadar air kristal dalam senyawa = 15,4 %  massa H2O = 15,4 g

Kadar BaCl2 = (100 – 15,4) % = 84,6 %    massa BaCl2 = 84,6 g.

Untuk menentukan rumus hidrat, harus diketahui perbandingan mol BaCl2 dan mol H2O.

Mol BaCl2   : mol H2 =

=  = 1 :  2

x    =  2

Jadi rumus hidrat senyawa tersebut adalah : BaCl2.2H2O.

 

 

 

 

Latihan / Tugas :

 

  1. Sebanyak 120 liter gas belerang dioksida direaksikan dengan 36 liter gas oksigen membentuk sejumlah gas belerang trioksida menurut persamaan reaksi :

SO2      +          O2                     SO3      (belum setara)

  1. Tentukan mol gas belerang dioksida dan gas oksigen (kondisi RTP)
  2. Tentukan zat yang menjadi pereaksi pembatas
  3. Tentukan volume gas SO3 yang dihasilkan
  4. Tentukan mol pereaksi sisa

(Ar S = 32, O = 16, Vm pada RTP = 24 L/mol)

  1. Sebanyak 15 gram hidrat dari besi (II) sulfat / FeSO4.xH2O, dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Jika massa padatan besi (II) sulfat yang terbentuk adalah 8,2 gram, tentukan rumus hidrat tersebut! (Diket. Ar Fe = 56, S = 32, O = 16, H = 1).
  2. Kadar air kristal dalam suatu hidrat natrium karbonat adalah 14,5 %. Tentukan rumus hidratnya ! (Ar Na = 23, C = 12, O = 16, H = 1)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s