Teknologi dan industri syahrial, S. T

Penamaan asam
Asam diberi nama oleh anion mereka terbentuk ketika dilarutkan dalam air. Jika bentuk asam anion bernama ___ide, itu bernama hydro___ic asam. Sebagai contoh, asam klorida membentuk anion klorida. Dengan sulfur Namun, seluruh kata yang disimpan bukan root: yaitu: hydrosulfuric asam. Kedua, anion dengan akhiran-makan terbentuk ketika asam dengan akhiran-ic yang terlarut, misalnya chloric asam (HClO₃) terdisosiasi menjadi chlorate anion untuk membentuk garam seperti natrium chlorate (NaClO₃); anion dengan akhiran-ite terbentuk ketika asam-ous dengan akhiran yang dilarutkan dalam air, misalnya chlorous asam (HClO₂) disassociates ke klorit anion untuk membentuk garam seperti natrium klorit (NaClO₂).

HUKUM DASAR KIMIA

1. HUKUM KEKEKALAN MASSA = HUKUM LAVOISIER

“Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap”.

Contoh:
hidrogen + oksigen → hidrogen oksida

(4g)            (32g)                  (36g)

2. HUKUM PERBANDINGAN TETAP = HUKUM PROUST

“Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap-tiap senyawa adalah tetap”

Contoh:
a. Pada senyawa NH₃ : massa N : massa H

= 1 Ar . N : 3 Ar . H
= 1 (14) : 3 (1) = 14 : 3
b. Pada senyawa SO₃ : massa S : massa 0
= 1 Ar . S : 3 Ar . O
= 1 (32) : 3 (16) = 32 : 48 = 2 : 3

Keuntungan dari hukum Proust:
bila diketahui massa suatu senyawa atau massa salah satu unsur yang membentuk senyawa tersebut make massa unsur lainnya dapat diketahui.

Contoh:
Berapa kadar C dalam 50 gram CaCO₃ ? (Ar: C = 12; 0 = 16; Ca=40)

Massa C = (Ar C / Mr CaCO₃) x massa CaCO₃
= 12/100 x 50 gram = 6 gram
massa C
Kadar C = massa C / massa CaCO₃ x 100%
= 6/50 x 100 % = 12%

3. HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA = HUKUM DALTON

“Bila dua buah unsur dapat membentuk dua atau lebih senyawa untuk massa salah satu unsur yang sama banyaknya maka perbandingan massa unsur kedua akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”.

Contoh:

Bila unsur Nitrogen den oksigen disenyawakan dapat terbentuk,
NO dimana massa N : 0 = 14 : 16 = 7 : 8
NO2 dimana massa N : 0 = 14 : 32 = 7 : 16

Untuk massa Nitrogen yang same banyaknya maka perbandingan massa Oksigen pada senyawa NO : NO2 = 8 :16 = 1 : 2

4. HUKUM-HUKUM GAS

Untuk gas ideal berlaku persamaan : PV = nRT

dimana:
P = tekanan gas (atmosfir)

V = volume gas (liter)
n = mol gas
R = tetapan gas universal = 0.082 lt.atm/mol Kelvin
T = suhu mutlak (Kelvin)

Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:

A. HUKUM BOYLE

Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan
n₁ = n₂ dan T₁ = T₂ ; sehingga diperoleh : P₁ V₁ = P₂ V₂

Contoh:
Berapa tekanan dari 0 5 mol O₂ dengan volume 10 liter jika pada temperatur tersebut 0.5 mol NH₃ mempunyai volume 5 liter den tekanan 2 atmosfir ?

Jawab:
P₁ V₁ = P₂ V₂
2.5 = P2 . 10 /  P2 = 1 atmosfir

B. HUKUM GAY-LUSSAC

“Volume gas-gas yang bereaksi den volume gas-gas hasil reaksi bile diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai bilangan bulat den sederhana”.

Jadi untuk: P₁ = P₂ dan T₁ = T₂ berlaku : V₁ / V₂ = n₁ / n₂

Contoh:
Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N₂ ) jika pd kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H₂ ) massanya 0.1 g.
Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab:

V₁/V₂ = n₁/n₂

10/1 = (x/28) / (0.1/2)

x = 14 gram

Jadi massa gas nitrogen = 14 gram.

C. HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC

Hukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu dan diturunkan dengan keadaan harga n = n2 sehingga diperoleh persamaan:

P₁. V₁ / T₁ = P₂ . V₂ / T₂

D. HUKUM AVOGADRO

“Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0o C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas.

Contoh:
Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH₃) pada suhu 27o C dan tekanan 1 atm ?

(Ar: H = 1 ; N = 14)

Jawab:
85 g amoniak = 17 mol = 0.5 mol

Volume amoniak (STP) = 0.5 x 22.4 = 11.2 liter

Berdasarkan persamaan Boyle-Gay Lussac:

P₁ . V₁ / T₁ = P₂ 2 . V₂ / T₂
1 x 112.1 / 273 = 1 x V₂ / (273 + 27)

V₂ = 12.31 liter

BAB V

KONSEP MOL

Saat kita membeli apel atau daging kita selalu mengatakan kepada penjual berapa kilogram yang ingin kita beli, demikian pula berapa liter saat kita ingin membeli minyak tanah. Jarak dinyatakan dalam satuan meter atau kilometer. Ilmu kimia menggunakan satuan mol untuk menyatakan satuan jumlah atau banyaknya materi.

Unsur dengan jumlah mol berbeda

Hubungan Mol dengan Tetapan Avogadro

Kuantitas atom, molekul dan ion dalam suatu zat  dinyatakan dalam satuan mol. Misalnya, untuk mendapatkan 18 gram air maka 2 gram gas hidrogen direaksikan dengan 16 gram gas oksigen.

2H₂O  +  O₂ → 2H₂O

Dalam 18 gram air terdapat 6,023×10²³ molekul air. Karena jumlah partikel ini sangat besar maka tidak praktis untuk memakai angka dalam jumlah yang besar. Sehingga iistilah mol diperkenalkan untuk menyatakan  kuantitas  ini.  Satu  mol  adalah  jumlah  zat  yang mangandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12). Jumlah  atom  yang  terdapat  dalam 12  gram  karbon-12 sebanyak 6,02×10²³ atom C-12. tetapan ini disebut tetapan Avogadro.

Tetapan Avogadro (L) = 6,02×10²³ partikel/mol

Lambang L menyatakan huruf pertama dari Loschmidt, seorang ilmuwan austria yang pada tahun 1865 dapat menentukan besarnya tetapan Avogadro dengan tepat. Sehingga,

1 mol emas       = 6,02×10²³ atom emas

1 mol air           = 6,02×10²³ atom air

1 mol gula         = 6,02×10²³ molekul gula

1 mol zat X        = L buah partikel zat X

Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel

Telah diketahui bahwa 1mol zat X = l buah partikel zat X, maka

2 mol zat X        = 2 x L partikel zat X

5 mol zat X        = 5 x L partikel zat X

n mol zat X        = n x L partikel zat X

Jumlah partikel = n x L

Contoh soal:

Berapa mol atom timbal dan oksigen yang dibutuhkan untuk membuat 5 mol timbal dioksida (PbO₂).

Jawab :

1 mol timbal dioksida tersusun oleh 1 mol timbal dan 2 mol atom oksigen (atau 1 mol molekul oksigen, O₂). Sehingga terdapat

Atom timbal      = 1 x 5 mol = 5 mol

Atom oksigen    = 2 x 5 mol = 10 mol (atau 5 mol molekul oksigen, O₂)

Contoh soal

Berapa jumlah atom besi (Ar Fe = 56 g/mol) dalam besi seberat 0,001 gram.

Jawab

Massa Molar

Telah diketahui bahwa satu mol adalah jumlah zat yang mengandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12). Sehingga terlihat bahwa massa 1 mol C-12 adalah 12 gram. Massa 1 mol zat disebut massa molar. Massa molar sama dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) suatu zat yang dinyatakan dalam gram.

Massa molar = Mr atau Ar suatu zat (gram)

Contoh:

Massa dan Jumlah Mol Atom/Molekul

Hubungan mol dan massa dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) suatu zat dapat dicari dengan

Gram = mol x Mr atau Ar

Contoh soal:

Berapa mol besi seberat 20 gram jika diketahui Ar Fe = 56 g/mol

Jawab :

Besi tersusun oleh atom-atom besi, maka jumlah mol besi

Contoh soal :

Berapa gram propana C₃H₈ dalam 0,21 mol jika diketahui Ar C = 12 dan H = 1

Jawab:

Mr Propana = (3 x 12) + (8 x 1) = 33 g/mol, sehingga,

gram propana = mol x Mr = 0,21 mol x 33 g/mol = 9,23 gram

Volume Molar

Avogadro mendapatkan hasil dari percobaannya bahwa pada suhu 0°C (273 K) dan tekanan 1 atmosfir (76cmHg) didapatkan tepat 1 liter oksigen dengan massa 1,3286 gram. Maka,

Karena volume gas oksigen (O₂) = 1 liter,

Pengukuran dengan kondisi 0°C (273 K) dan tekanan 1 atmosfir (76cmHg) disebut juga keadaan STP(Standard Temperature and Pressure). Pada keadaan STP, 1 mol gas oksigen sama dengan 22,3 liter.

Avogadro yang menyata-kan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama. Apabila jumlah molekul sama maka jumlah molnya akan sma. Sehingga, pada suhu dan tekanan yang sama, apabila jumlah mol gas sama maka volumenyapun akan sama. Keadaan standar pada  suhu dan tekanan yang sma (STP) maka volume 1 mol gas apasaja/sembarang berharga sama yaitu 22,3 liter. Volume 1 mol gas disebut sebagai volume molar gas (STP) yaitu 22,3 liter/mol.
Penggunaan Mol

Dalam subbab ini kita tekankan hubungan antara mol dengan massa dan volume yang didasarkan pada rumus kimia. Apakah untuk membuat obat-obatan, memperoleh logam-logam dari bijihnya, mempelajari pembakaran bahan bakar roket, mensintesis senyawa-senyawa baru, atau menguji hipotesis, ahli-ahli kimia juga memerlukan pertimbangan mol dan massa yang berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia. Hubungan tersebut diperoleh dari

persamaan kimia.

1. Penggunaan Massa Molar dalam Stoikiometri

Perhatikan reaksi pembakaran metana di udara untuk membentuk karbondioksida dan air, dengan persamaan reaksi berikut.

CH₄ (g) + 2 O ₂ (g) → CO₂ (g) + 2 H₂O (l)

Koefisien reaksi dengan konsep mol merupakan angka banding mol zat yang tepat bereaksi dengan mol zat yang terjadi. Sehingga dalam reaksi pembakaran metana, dapat dinyatakan sebagai:

1 mol CH₄ tepat bereaksi dengan 2 mol O₂

1 mol CO₂ dihasilkan untuk setiap 1 mol CH₄ yang bereaksi

2 mol H₂O dihasilkan untuk setiap 1 mol CO₂ yang dihasilkan.

Selanjutnya, kita dapat mengubah pernyataan tersebut ke dalam factor konversi yang diketahui sebagai faktor-faktor stoikiometri. Faktor stoikiometri berhubungan dengan zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia yang didasarkan pada mol.

Metana merupakan komponen utama dari gas alam

Walaupun mol penting dalam dasar perhitungan persamaan kimia, kita tidak mengukur jumlah molar secara langsung. Kita menghubungkannya dengan jumlah tersebut bila mengukur massa dalam gram atau kilogram, volume dalam mililiter atau liter dan seterusnya. Jika jumlah zat-zat diketahui massanya, kita dapat menggunakan 4 tahap

pendekatan seperti dibawah ini:

Tahap 1. Tulislah persamaan reaksi yang sudah disetarakan

Tahap 2. Ubahlah gram menjadi mol menggunakan massa molarnya

(untuk reaktan dan produk)

Tahap 3. Faktor stoikiometri diperoleh dari persamaan yang telah disetarakan untuk perubahan dari mol zat-zat yang dimaksud

Tahap 4. Gunakan massa molar untuk mengubah mol zat yang diinginkan menjadi massa dari zat tersebut

Kita gambarkan 4 tahap pendekatan di atas dalam diagram berikut.

Hubungan Stoikiometri dari massa reaktan (A) dan produk (B) pada persamaan kimia.

Contoh Soal

Amonia, NH3 umumnya digunakan sebagai pupuk, dibuat dari reaksi antara hidrogen dan nitrogen dengan hati-hati pada temperatur dan

tekanan tinggi. Berapa gram amonia dapat dibuat dari 60 gram hidrogen?

Penyelesaian

Tahap 1. Menulis persamaan reaksi yang setara N₂ + 3 H₂ → 2 NH3

Tahap 2. Mengubah massa yang diketahui dari reaktan (H₂) menjadi mol

Tahap 3. Menggunakan koefisien dari persamaan yang telah setara untuk menentukan faktor stoikiometri yang

berhubungan dengan amonia dan hidrogen

Tahap 4. Mengubah dari mol amonia menjadi massa dari amonia

Dari semua tahap diatas, dapat digabungkan menjadi satu tahapan, sebagai berikut

2. Penggunaan Volume Molar dalam Stoikiometri

Berdasarkan prinsip Avogadro dapat diketahui bahwa pada suhu dan tekanan sama, 1 mol gas apa saja akan mempunyai volume yang sama. Secara eksperimen telah diperoleh bahwa volume rata-rata yang dimiliki

gas pada suhu dan tekanan standar (STP), yaitu suhu 00C dan tekanan 1 atm adalah 22,4 dm3 dengan anggapan gas ini adalah ideal. Volume ini dikenal sebagai volume molar. Namun, untuk volume gas gas nyata

harganya berbeda-beda ..

Tabel Volume Molar dari Berbagai Gas Nyata pada STP Zat Volume Molar (liter)

Suatu eksperimen menunjukkan bahwa pada kondisi yang sama, 1 mol gas ideal (22,4 L), ternyata lebih besar dari volume bola basket seperti dalam gambar di bawah ini. Seperti massa molar, volume molar juga digunakan dalam perhitungan stoikiometri.

Perbandingan volume molar pada STP (hampir sama dengan 22,4 L) dengan bola basket

Contoh Soal

Gas karbon dioksida bereaksi dengan litium hidroksida, dengan reaksi sebagai berikut.

CO₂ (g) + 2 LiOH (s) → Li₂CO₃ (s) + H₂O (g)

Berapa gram litium hidroksida yang diperlukan untuk bereaksi dengan 500 L gas karbon dioksida pada 101 tekanan kPa dan 250C?

Penyelesaian

Untuk menyelesaikan soal ini dilakukan dalam beberapa langkah.

Pertama, volume gas pada 250C dapat dikonversi pada volume STP, untuk

mencari jumlah mol CO₂.

Kedua, menggunakan koefisien dari persamaan yang telah setara untuk menentukan faktor stoikiometri yang berhubungan dengan litium hidroksida dan karbon dioksida

Dari semua tahap diatas, dapat digabungkan menjadi satu tahapan, sebagai berikut