Herliana (A1C217036) review kimia dasar pertemuan 4
REVIEW KIMIA DASAR
Pertemuan 4
NAMA : HERLIANA
NIM : A1C217036
DOSEN PENGAMPU : Dr.YUSNELTI,M.Si.
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI
2017
BAB I
PENDAHULUAN
Latar belakang
Di dalam kehidupan kita bahwa terdapat beberapa hal yang berkaitan langsung dengan kita yang ada hubungannya dengan kimia. Seperti batu batrai, disk player, stavol, dll. Beberapa benda yang telah disebutkan di atas merupakan hasil olah dari suatu reaksi kimia.
Oleh karena itu, perlu adanya suatu pengamatan dan pencarian informasi baik secara langsung melihat benda itu maupun mempelajari teori-teorinya untuk memperdalam hazanah ilmu pengetahuan kita. Sehingga diharapkan kita tidak mudah heran dengan suatu reaksi yang tidak pernah kita bayangkan akan seperti yang kita lihat.
Reaksi kimia adalah suatu proses reaksi antar senyawa kimia yang melibatkan perubahan struktur dan melekul. Dalam suatu reaksi terjadi proses ikatan dimana senyawa pereaksi beraksi menghasilkan senyawa baru (produk). Ciri-ciri reaksi kimia yaitu : terbentuknya endapan, terbentunya gas, terjadi perubahan warna, terjadi perubahan suhu/temperature.
Tujuan pendidikan
Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui reaksi kimia dan konsep molekul
2. Untuk mengetahui reaksi kimia dan persamaan reaksi
3. Untuk mengetahui perhitungan berdasarkan persamaan reaksi
4. Untuk mengetahui perhitungan reagen pembatas yang digunakan untuk suatu reaksi
5. Untuk mengetahui hasil teoritis dan hasil persentase
6. Untuk mengetahui reaksi dalam larutan
7. Untuk mengetahui pembuatan larutan dengan cara mengencerkan
8. Untuk mengetahui Stoikiometri reaksi dalam larutan
BAB II
PEMBAHASAN
Reaksi kimia dan konsep molekul
Pada bab terdahulu telah dipelajari bagaimana menggunakan konsep molekul mengenai elemen dan persenyawaan. Telah dipelajari bagai¬ mana mengukur molekul suatu zat menggunakan keseimbangan, dan juga dipelajari bagaimana menentukan rumus molekul senyawa kimia dengan cara mencari perbandingan molekul dari elemen dalam senyawa. Hal ini baru merupakan sebagai aspek dari stoikiometri dimana molekul merupakan unit sentral yang kritis dalam masalah kimia. Dalam bob ini kita akan membahas penggunaan lainnya me¬ ngenai konsep molekul, misalnya kita mempelajari bagaimana hubung¬ an antara sejumlah senyawa kimia yang terlibat dalam suatu reaksi kimia.
Kamu tentu pernah mendengar satuan dosin, gros, rim, atau kodi untuk menyatakan jumlah benda. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah par-tikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Para ahli sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12 yakni 6,02 x 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam bahasa Jerman Bilangan Loschmidt (L).
Jadi, definisi satu mol adalah Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengan-dung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikeldalam 12,0 gram isotop C-12.
A. Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel
Hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:
kuantitas (dalam mol) = jumlah partikel / NA atau jumlah partikel = mol x NA
B. Hubungan Mol dengan Massa Sebelum membahas hubungan mol dengan massa, kalian harus ingat terlebih dahulu tentang Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr).
Massa molar menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat, yang besarnya sama dengan Ar atau Mr.
Untuk unsur:
1 mol unsur = Ar gram, maka dapat dirumuskan:
Massa 1 mol zat = Ar zat dinyatakan dalam gram
atau
Massa molar zat tersebut = besar Ar zat gram/mol
Untuk senyawa:
1 mol senyawa = Mr gram, maka dapat dirumuskan:
Massa 1mol zat = Mr zat dinyatakan dalam gram
atau
Massa molar zat tersebut = besar Mr zat gram/mol
Jadi perbedaan antara massa molar dan massa molekul relatif adalah pada satuannya. Massa molar memiliki satuan gram/mol sedangkan massa molekul relatif tidak memiliki satuan.
Hubungan antara mol dengan massa adalah: Kuantitas (dalam mol) = Massa senyawa atau unsur (gram) / Massa molar senyawa atau unsur (gram/mol)
C.Hubungan Mol dengan Volume
a. Gas pada keadaan standar
Pengukuran kuantitas gas tergantung suhu dan tekanan gas. Jika gas diukur pada keadaan standar, maka volumenya disebut volume molar. Volume molar adalah volume 1 mol gas yang diukur pada keadaan standar. Keadaan standar yaitu keadaan pada suhu 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1 atmosfer (atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkat STP (Standard Temperature and Pressure).
Besarnya volume molar gas dapat ditentukan dengan persamaan gas ideal: PV= nRT
P = tekanan = 1 atm
n = mol = 1 mol gas
T = suhu dalam Kelvin = 273 K
R= tetapan gas = 0,082 liter atm/mol K
Maka:
P V = nRT
V =1 x 0,082 x 273
V = 22,389
V = 22,4 liter
Jadi, volume standar = VSTP = 22,4 Liter/mol.
Dapat dirumuskan: V = n x Vm
n = jumlah mol
Vm = VSTP = volume molar
b. Gas pada keadaan nonstandar
Jika volume gas diukur pada keadaan ATP (Am-bient Temperature and Pressure) atau lebih dikenal keadaan non–STP maka menggunakan rumus:
P V = n R T
P = tekanan, satuan P adalah atmosfer (atm)
V = volume, satuan Vadalah liter
n = mol, satuan nadalah mol
R = tetapan gas = 0,082 liter atm / mol K
T = suhu, satuan T adalah Kelvin (K)
Reaksi Kimia dan Persamaan Reaksi
Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir.
Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim membentuk lintasan metabolisme, di mana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan.
Persamaan reaksi merupakan suatu persamaan yang menggambarkan perubahan kimia dari pereaksi ( zat-zat yang bereaksi ) menjadi produk ( zat baru atau hasil reaksi ).
Pada penulisan persamaan reaksi, antara pereaksi dan produk dipisahkan oleh tanda panah. pereaksi ditulis sebelum tanda panah ( ruas kiri )sedangkan produk ditulis setelah tanda panah ( ruas kanan )
Dalam suatu persamaan reaksi, jumlah atom-atom dari zat yang bereaksi harus sama dengan jumlah atom-atom dari zat hasil reaksi
Aturan menyetarakan persamaan reaksi :
1. Jangan mengganti angka indeks, karena itu berarti mengganti rumus kimianya
2. Jangan menambahkan zat lain yang tidak ada dalam persamaan reaksi.
3. Setarakan jumlah atom dengan mengubah-ubah angka koefisiennya
4. Mulailah menyetarakan jumlah atom dari atom-atom yang memiliki indeks
paling besar dan atom-atom tersebut berada dalam satu zat, baik diruas kiri
maupun ruas kanan.
5. tetapkan koefisien reaksi dari zat dengan indeks terbesar tadi = 1 atau 2.
6. Setarakan jumlah atom yang terdapat lebih dari satu zat, baik diruas kiri maupun
ruas kanan.
Dalam ilmu kimia, persamaan reaksi atau persamaan kimia adalah penulisan simbolis dari sebuah reaksi kimia. Rumus kimia pereaksi ditulis di sebelah kiri persamaan dan rumus kimia produk dituliskan di sebelah kanan. Koefisien yang ditulis di sebelah kiri rumus kimia sebuah zat adalah koefisien stoikiometri, yang menggambarkan jumlah zat tersebut yang terlibat dalam reaksi relatif terhadap zat yang lain. Persamaan reaksi yang pertama kali dibuat oleh ahli iatrokimia Jean Beguin pada 1615.
Representasi grafis dari persamaan reaksi pembakaran metana
Dalam sebuah persamaan reaksi, pereaksi dan produk dihubungkan melalui simbol yang berbeda-beda. Simbol → digunakan untuk reaksi searah, ⇆ untuk reaksi dua arah, dan ⇌ untuk reaksi kesetimbangan. Misalnya, persamaan reaksi pembakaran metana (suatu gas pada gas alam) oleh oksigen dituliskan sebagai berikut
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Seringkali pada suatu persamaan reaksi, wujud zat yang bereaksi dituliskan dalam singkatan di sebelah kanan rumus kimia zat tersebut. Huruf s melambangkan padatan, l melambangkan cairan, g melambangkan gas, dan aq melambangkan larutan dalam air. Misalnya, reaksi padatan kalium (K) dengan air (2H2O) menghasilkan larutan kalium hidroksida (KOH) dan gas hidrogen (H2), dituliskan sebagai berikut
2K (s) + 2H2O (l) → 2KOH (aq) + H2 (g)
Selain itu, di paling kanan dari sebuah persamaan reaksi kadang-kadang juga terdapat suatu besaran atau konstanta, misalnya perubahan entalpi atau konstanta kesetimbangan. Misalnya proses Haber (reaksi sintesis amonia) dengan perubahan entalpi (ΔH) dituliskan sebagai berikut
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ/mol.
Suatu persamaan disebut setara jika jumlah suatu unsur pada sebelah kiri persamaan sama dengan jumlah unsur tersebut di sebelah kanan, dan dalam reaksi ionik, jumlah total muatan harus setara juga.
Langkah-langkah menyetarakan persamaan reaksi kimia:
*Langkah 1:Tulis persamaan reaksi tak seimbang, perhatikan rumus molekulnya yang benar.
*Langkah 2: Persamaan reaksi dibuat seimbang dengan cara menyesuaikan koefisien yang dijumpai pada rumus bangun pereaksi dan hasil reaksi, sehingga diperoleh jumlah setiap macam atom sama pada kedua sisi anak panah.
Contoh soal: Larutan asam klorida (HCl) ditambahkan ke dalam larutan Na2CO3 hsil reaksinya adalah natrium klorida (NaCl), gas karbon dioksida
Langkah 1 : Tuliskan persamaan reaksi yang belum setara dengan cara menuliskan rumus molekul pereaksi dan hasil reaksi yang benar.
Langkah 2 :Tempatkan koefisien di depan rumus molekul agar reaksinya seimbang. Kita mulai dengan Na2CO3. Dalam rumus molekul hanya ada dua atom Na, untuk membuat seimbang kita tempatkan koefisien 2 di depan NaCl. Dengan demikian diperoleh:
Meskipun jumlah Na sudah seimbang, tetapi Cl belum seimbang, hal ini dapat diperbaiki dengan cara menempatkan koefisien 2 di depan HCl. Ternyata penempatan angka ini menyebabkan hidrogen juga menjadi seimbang.Perhatikan bahwa tindakan ini juga menyeimbangkan hidrogen dan perhitungan dengan cepat tiap unsur menunjukkan bahwa persamaan tersebut sekarang telah seimbang.
Perhitungan berdasarkan persamaan reaksi
Perrsamaan reaksi dapat diartikan bermacam-macam. Sebagai contoh dapat kita ambil pembakaran etanol, C2H5OH. alkohol Yang dicampur dengan bensin dalam api yang disebut gasohol.
C2H 5OH + 3 02 à 2 CO2 + 3 H20
Pada tingkat molekul yang submikroskopik itu, kita dapat memandang sebagai reaksi antara molekul-molekul individu.
I molekul C2H5OH + 3 molekul02 à 2 molekul CO2 + 3 molekul H20
Reaksi ini merupakan reaksi dalam Skala kecil, dikerjakan dalam labo¬ratorium yang telah dijelaskan pada Bab sebelumnya. Dalam Bab ini dipelajari bahwa perbandingan antara atom suatu elemen yang diguna¬kan untuk membentuk suatu senyawa sama dengan perbandingan jum¬lah molekul atom yang digunakan. Perbandingan atom dan perban¬dingan molekul adalah sama (identik). Cara ini dapat digunakan juga untuk suatu reaksi kimia. Perbanding-an antara molekul yang bereaksi atau yang terbentuk sama dengan perbandingan antara molekul dari zat tersebut yang bereaksi atau yang terbentuk. Jadi untuk pembakaran etanol, dapat juga ditulis:
1 mol C2H5OH + 3mol 02 à 2mol CO2 + 3mol H20
Reaksi ini tidak selalu dimulai dari 1 mol C2H5OH. Jika dibakar 2 molekul etanol, maka:
2 mol C2H5OH + 6mol 02 à 4mol CO2 + 6mol H20
Asalkan perbandingan koefisiennya tetap yaitu 1:3:2:3. Dengan demikian kita dapat mereaksikan etanol sebanyak yang kita inginkan, tetapi selalu dijumpai bahwa satu molekul C2H5OH membu¬tuhkan tiga kali lebih banyak molekul 02 dan setiap satu molekul C2H5OH yang dipakai terbentuk 2 molekul CO2 dan 3 molekul H20 . Data ini kita peroleh dari persamaan reaksi, sebab:
Koefisien dalam suatu persamaan reaksi adalah suatu perbandingan dimana,molekul satu zat bereaksi dengan molekul zat yang berbeda membentuk suatu zat lain.
Seperti yang sudah pernah dibahas sebelumnya bahwa 1 mol terdiri atas 6,022 x 1023 molekul. Sehingga kita dapat juga menuliskan persamaan reaksi tersebut dalam satuan mol sbb:
1 mol C2H5OH + 3 mol O2 → 2 mol CO2 + 3 mol H2O.
1 mol C2H5OH = 3 mol O2
1 mol C2H5OH = 2 mol O2
1 mol C2H5OH = 3 mol O2
3 mol O2 = 2 mol CO2
3 mol O2 = 3 mol H2O
2 mol CO2 = 3 mol H2O
Contoh soal : Reaksi aluminium dengan oksigen sbb: Berapa jumlah gram O2 yang dibutuhkan untuk dapat bereaksi dengan 0,300 mol Al?
Solusi
Mol O2 = 3/4 mol Al
Mol O2 = 3/2 0,3 mol = 0,225
Massa O2 = mol O2 x Mr O2 = 0,225 x 32 =7,2 gram.
Perhitungan Pereaksi Pembatas
Jika kita mereaksikan, senyawa kinila, biasanya kita tidak memperhati¬ kan berapa jumlah reagen yang tepat supaya tidak terjadi kelebihan reagen-reagen tersebut. Sering terjadi satu atau lebih reagen berlebih dan bila hal ini terjadi, maka suatu reagen sudah habis digunakan sebelum yang lainnya habis. Sebagai contoh, 5 mol H2 dan 1 mol 02 dicampur dan terjadi reaksi dengan persamaan reaksinya.
2H2 + 02 à 2 H20
Koefisien reaksi itu mengatakan bahwa dalam persamaan tersebut 1 mol 02 akan mampu bereaksi seluruhnya karena kita mempunyai lebih dari 2 mol H2 yang diperlukan. Dengan kata lain, terdapat lebih dari cukup H2 untuk bereaksi sempurna dengan semua 02. Memang, karena kita memulai dengan 5 mol H2, dapatlah kita mengharapkan bahwa ketika reaksi selesai, ada 3 mol H2 yang tersisa tanpa bereaksi.
Dalam contoh ini 02 diacu sebagai pereaksi pembatas (limiting reac¬ tant) karena bila habis, tidak ada reaksi lebih lanjut yang dapat terjadi dan tidak ada lagi produk ( H20 ) dapat terbentuk. Bila dikatakan dengan cara lain, dalam campuran khusus 1 mol 02 dan 5 mol H2 , banyaknya 02 inilah yang membatasi banyaknya H20 yang dapat terbentuk.
Dalam memecahkan soal "pereaksi-pembatas", kita harus menge¬ nali mana yang merupakan pereaksi pembatas. Kemudian, kita hitung banyaknya produk yang terbentuk yang didasarkan pada banyaknya pereaksi pembatas yang tersedia.
Contoh soal :Seng dan belerang direaksikan membentuk seng sulfida, suatu zat yang digunakan untuk melapisi permukaan bagian dalam tube monitor TV. Persamaan reaksinya adalah:
Dalam percobaan 12 g Zn dicampur dengan 6,5 g S dan dibiarkan bereaksi: a. reaktan mana yang menjadi pereaksi pembatas? b. Berapa gram ZnS yang terbentuk, berdasarkan pereaksi pembatas yang ada dalam campuran. c. Berapa gram sisa pereaksi yang lain, yang akan tetap tidak bereaksi dalam eksperimen ini?
Solusi
a. mol Zn = 0,183 mol mol S = =0,202 mol
untuk menentukan mana yang menjadi pereaksi pembatas, kita bagi reaktan dengan koefisiennya masing-masing. Harga yang paling kecil akan menjadi pereaksi pembatas. Mol Zn/koefisen = 0,183/1=0,183 Mol S/koefisien = 0,202/1=0,202
Dapat kita simpulkan bahwa Zn yang menjadi pereaksi pembatas.
b. mol Zn S= mol Zn =0,183mol. massa ZnS = 0,183 x 97,5 g = 17,8 g.
c. mol sisa S = 0,202 -0,183 = 0,019mol massa S = 0,019 x 32,1 = 0,61 g
Hasil teoritis, hasil nyata dan persen hasil
Jumlah hasil reaksi yang dihitung dari sejumlah pereaksi yang ada dari awal reaksi dilakukan disebut hasil teoritis suatu reaksi. Jumlah hasil yang secara nyata dihasilkan dalam sebuah reaksi kimia disebut hasil nyata. Persen hasil merupakan perbandingan hasil nyata dengan hasil teoritis. Ada reaksi yang hasilnya hampir sama dengan hasil teoritis dan reaksi tersebut dikatakan bereaksi secara kuantitatif. Pada reaksi – reaksi senyawa organik, kebanyakan hasil reaksi (hasil nyata) lebih kecil dibandingkan hasil teoritis. Hal ini karena reaksi tidak berjalan sempurna, ada reaksi – reaksi saingan yang dapat mengurangi hasil reaksi atau dapat juga terjadi kehilangan zat selama penanganan
Perhitungan stoikiometri untuk menentukan berapa banyak produk yang dihasilkan oleh reaksi , ini dinamakan “hasil secara teori “. Jumlah yang diharapkan akan dihasilkan jika semuanya berjalan tepat pada reaksi tapi “ ilmu pengetahuan” itu seperti “ hidup” dan tidak selalu teapat dan sesuatu bisa terjadi sebagaimana mestinya dan ketika itu terjadi, hasil yang didapatkan bisa berkurang , ini yang dinamakan “ hasil yang sebenarnya.
Jadi apa yang bisa salah dalam reaksi kimia untuk mengurangi hasil ?
• Reaksi tidak selalu komplit keseimbangan dinamis tercapai yang mana membuat reaksi berhenti sebelum semua reaktan terpakai
• Beberapa produk atau reaktan dapat hilang selama penyaringan atau perpindahan dari satu wadah ke yang lain
• Reaktan juga mungkin tidak murni
• Kuantitas pun bisa salah terukur
Kadar hasil yang sebenarnya bisa lebih besar dari pada hasil secara teori. Ini biasanya di karenakan oleh berat reaktan yang tidak tepat atau produk yang tercampur air.
Persentasi hasil = (hasil yang sebenarnya /hasil secara teori )×100%
Untuk menghitung persentase hasil dari sebuah reaksi langkah-langkah berikut harus diikuti :
Langkah 1 : hitung hasil secara teori. Hasil secara teori adalah apa yang diharapkan dari perhitungan stoikiometri menggunakan persamaan reaksi
Langkah 2: temukan hasil yang sebenarnya . ini biasanya akan datang dari melakukan eksperimen dan mengukur jumlah masing-masing produk. Tapi disini yang akan anda dapatkan adalah kuantitas , seperti massa, volume, atau mol.
Langkah 3: persentase hasil =(hasil yang sebenarnya/hasil secara teori )×100%
Reaksi dalam Larutan
Banyak reaksi berlangsung dimana pereaksi larut dalam pelarut menjadi larutan. Misalnya bubuk natriurn klorida, NaCI, dengan kristal bubuk perak nitrat, AgNO3, tidak terlihat adanya sesuatu terjadi. Tetapi jika kedua senyawa ini masing-masing kita larutkan terlebih dahulu dalam air dan kemudian dicampur, suatu reaksi yang cepat akan terjadi, seperti terlihat pada. Alasan terjadinya perbedaan dalam keadaan yang padat dan keadaan cair tidak begitu sukar untuk dipahanii. Jika kristal dicampur. hanya permukaan luarnya saja yang dapat kontak, yang berarti hanya sebagian kecil pereaksi yang mungkin dapat bereaksi. Jika senyawa ini dilarutkan dalam air, masing-masing partikel pereaksi daiam keadaan bebas dan dapat dengan mudah bercampur dengan molekul air. Jika kedua larutan dicampur, partikel kedua senyawa ini bercampur dan meye¬babkan terjadinya reaksi di antara kedua senyawa tersebut lebih cepat.
Persamaan reaksi yang terjadi pada reaksi tersebut adalah
NaCI (aq) + AgNO3(aq) ---) AgCI (s) + NaNO3(aq)
dimana kita menggunakan kata (aq) untuk memperlihatkan NaCI, AgNO3 dan NaNO3(aq) berada dalam keadaan larut dalam pelarut air (aquous solution) dan (s) memperlihatkan AgCI dalam keadaan padat (solid). Cairan yang berbentuk susu kental dari basil reaksi cam-puran yang terlihat disebabkan oleh munculnya zat padat putili AgCl.
Zat padat yang terbentuk dalam larutan sebagai hail suatu reaksi kimia seperti ini disebut endapan (presipitat).
Suatu reaksi kimia dalam larutan tidak selalu dilihat dengan terbentuknya suatu endapan. Dalam beberapa reaksi terbentuk gas, seperti reaksi antara asam klorida dengan natrium karbonat . Kadang-kadang yang terjadi hanya perubahan warna.
Konsentrasi Molar
Sering dibutuhkan penentuan konsentrasi suatu larutan secara kuanti¬tatif dan hal ini dapat dilihat selanjutnya dalam modul ini, bahwa ada beberapa cara untuk memperoleh konsentrasi larutan secara kuantita¬tif. Suatu istilah yang sangat berguna yang berkaitan dengan stoikio-metri suatu reaksi dalam larutan disebut konsentrasi molar atau molaritas, dengan simbol M. Dinyatakan sebagai jumlah mol suatu solut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter.
Molaritas (M) = mol solut : liter larutan
Larutan yang mengandung 1,00 mol NaCI dalam 1,00 L larutan mempunyai molaritas 1,00 mol NaCl/L larutan) atau 1,00 M dan dise¬but 1,00 molar larutan. Cobalah diperhatikan suatu contoh yang mem¬perlihatkan bagaimana menghitung suatu larutan
Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentuk endapan, gas, dan penetralan muatan listrik. Ketiga reaksi tersebut umumnya tergolong reaksi metatesis yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Oleh karena itu, Anda perlu mengetahui lebih jauh tentang ion-ion dalam larutan.
Persamaan Ion dan Molekul
Selama ini, Anda menuliskan reaksi-reaksi kimia di dalam larutan dalam bentuk molekuler. Contoh, reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Persamaan reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)
Persamaan reaksi ini disebut persamaan molekuler sebab zat-zat yang bereaksi ditulis dalam bentuk molekul. Persamaan molekul tidak memberikan petunjuk bahwa reaksi itu melibatkan ion-ion dalam larutan, padahal Ca(OH)2 dan Na2CO3 di dalam air berupa ion-ion. Ion-ion yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah ion Ca2+ dan ion OH– yang berasal dari Ca(OH)2 , serta ion Na+ dan ion CO32– yang berasal dari Na2CO3(aq) . Persamaan reaksi dalam bentuk ion ditulis sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH–(aq) → 2Na+(aq ) + 2OH–(aq) + CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion, yaitu suatu persamaan reaksi yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Petunjuk pengubahan persamaan molekuler menjadi persamaan ion adalah sebagai berikut.
1. Zat-zat ionik, seperti NaCl umumnya ditulis sebagai ion-ion. Ciri-ciri zat ionik dalam persamaan reaksi menggunakan fasa (aq) .
2. Zat-zat yang tidak larut (endapan) ditulis sebagai rumus senyawa. Ciri dalam persamaan reaksi dinyatakan dengan fasa (s).
Dalam persamaan ionik, ion-ion yang muncul di kedua ruas disebut ion spektator (ion penonton), yaitu ion-ion yang tidak turut terlibat dalam reaksi kimia. Ion-ion spektator dapat dihilangkan dari persamaan ion. Contohnya, sebagai berikut.
Sehingga persamaan dapat ditulis menjadi:
Ca2+(aq) + CO32–(aq) → CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion bersih. Dalam hal ini, ion OH– dan ion Na+ tergolong ion-ion spektator.
Contoh Penulisan Persamaan Ion Bersih (1) :
Tuliskan persamaan ion bersih dari persamaan molekuler berikut.
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Pembahasan :
Natrium karbonat dalam air terurai membentuk ion-ion Na+ dan CO32–. HCl juga terurai dalam air menjadi ion H+ dan Cl–. Setelah terjadi reaksi, hanya NaCl yang tetap berada dalam bentuk ion-ion, yaitu Na+ dan Cl–, sedangkan yang lainnya berupa cairan murni dan gas. Karena Na+ dan Cl– tetap sebagai ion, ion-ion ini disebut ion spektator.
Dengan demikian, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
H+(aq) + CO32–(aq) → H2O(l) + CO2(g)
Reaksi Pengendapan
Reaksi dalam larutan tergolong reaksi pengendapan jika salah satu produk reaksi tidak larut di dalam air. Contoh zat yang tidak larut di dalam air, yaitu CaCO3 dan BaCO3. Untuk mengetahui kelarutan suatu zat diperlukan pengetahuan empirik sebagai hasil pengukuran terhadap berbagai zat.
MgCl2 akan mengendap jika Mg(NO3)2 direaksikan dengan HCl.
Perhatikanlah reaksi antara kalsium klorida dan natrium fosfat berikut.
3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl
NaCl akan larut di dalam air, sedangkan Ca3(PO4)2 tidak larut. Senyawa-senyawa fosfat sebagian besar larut dalam air, kecuali senyawa fosfat dari natrium, kalium, dan amonium. Oleh karena itu, persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut.
3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) → Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)
Dengan menghilangkan ion-ion spektator dalam persamaan reaksi itu, perasamaan ion bersih dari reaksi dapat diperoleh.
3Ca2+(aq) + 2PO43–(aq) → Ca3(PO4)2(s)
Contoh Soal Meramalkan Reaksi Pembentukan Endapan (2) :
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ion bersih dari reaksi berikut.
Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Penyelesaian :
Menurut data empirik diketahui aluminium sulfat larut, sedangkan aluminium hidroksida tidak larut. Oleh karena itu, reaksi pengendapan akan terjadi.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)
Untuk memperoleh persamaan ion bersih, tuliskan zat yang larut sebagai ion-ion dan ion-ion spektator diabaikan.
2Al3+(a ) + 3SO42–(aq) + 6Na+(aq) + 6OH–(aq) → 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) +3SO42–(aq)
Jadi, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
Al3+(aq) + 3OH–(aq) → Al(OH)3(s)
Reaksi Pembentukan Gas
Reaksi Mg dengan asam sulfat merupakan reaksi kimia yang menghasilkan gas.
Reaksi kimia dalam larutan, selain dapat membentuk endapan juga ada yang menghasilkan gas. Misalnya, reaksi antara natrium dan asam klorida membentuk gas hidrogen. Persamaan reaksinya:
Na(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2(g)
Beberapa reaksi yang menghasilkan gas disajikan pada tabel berikut.
Tabel 1. Beberapa Contoh Reaksi yang Menghasilkan Gas
Jenis Gas Contoh Reaksi
CO2 Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
H2S Na2S(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2S(g)
SO2 Na2SO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g)
Contoh Soal Reaksi Kimia yang Menghasilkan Gas (3) :
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.
Jawaban :
Reaksi metatesisnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S(g)
Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2 larut. Dengan demikian, persamaan ionnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2S(g)
Untuk mengetahui reaksi kimia yang terjadi dalam larutan, Anda dapat melakukan kegiatan berikut.
Reaksi Penetralan Asam Basa
Apa yang terjadi jika asam direaksikan dengan basa? Untuk mengetahui hal ini, lakukanlah percobaan berikut.
Di dalam air, asam kuat terurai membentuk ion H+ dan ion sisa asam. Keberadaan ion H+ dalam larutan asam ditunjukkan oleh nilai pH yang rendah (pH = –log [H+] < 7).
Dalam larutan basa akan terbentuk ion OH– dan ion sisa basa. Keberadaan ion OH– dalam larutan basa ditunjukkan oleh nilai pH yang tinggi (pH = 14 – pOH > 7).
Jika larutan asam dan basa dicampurkan akan terjadi reaksi penetralan ion H+ dan OH– . Bukti terjadinya reaksi penetralan ini ditunjukkan oleh nilai H mendekati 7 (pH ≈ 7). Nilai pH ≈ 7 menunjukkan tidak ada lagi ion H+ dari asam dan ion OH– dari basa selain ion H+ dan OH– hasil ionisasi air. Dengan demikian, pada dasarnya reaksi asam basa adalah reaksi penetralan ion H+ dan OH– . Persamaan reaksi molekulernya:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Persamaan reaksi ionnya :
H+(aq) + Cl–(aq) + Na+(aq) + OH–(aq) → Na+(aq) + Cl(aq) + H2O(l)
Persamaan ion bersihnya :
H+(aq) + OH–(aq) → H2O(l)
Reaksi asam basa disebut juga reaksi penggaraman sebab dalam reaksi asam basa selalu dihasilkan garam. Pada reaksi HCl dan NaOH dihasilkan garam dapur (NaCl).
Beberapa contoh reaksi penetralan asam basa atau reaksi pembentukan garam sebagai berikut.
a. H2SO4(aq) + Mg(OH)2(aq) → MgSO4(aq) + 2H2O(l)
b. HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2O(l)
c. HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O(l)
Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan
Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan adalah apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut.
1. Tuliskan persamaan reaksi setara.
2. Ubah besaran yang diketahui ke satuan mol.
3. Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan kimia setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol.
4. Ubah satuan mol ke dalam besaran yang ditanyakan.
Pengenceran
Dalam pekerjaan sehari-hari di laboratorium, biasanya kita menggunakan larutan yang lebih rendah konsentrasinya dengan cara menambahkan pelarutnya, misalnya banyak laboratorium kimia membeli larutan senyawa kimia dalam konsentrasi yang pekat. Biasanya senyawa kimia yang dibeli ini demikian pekatnya, sehingga larutan ini harus diencerkan
Proses pengenceran adalah mencampur larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar. Jika suatu larutan senyawa kimia yang pekat diencerkan, kadang-kadang sejumlah panas dilepaskan. Hal ini terutama dapat terjadi pada pengenceran asam sulfat pekat. Agar panas ini dapat dihilangkan dengan aman, asam sulfat pekat yang harus ditambahkan ke dalam air, tidak boleh sebaliknya. Jika air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, panas yang dilepaskan sedemikian besar yang dapat menyebabkan air mendadak mendidih dan menyebabkan asam sulfat memercik. Jika kita berada di dekatnya, percikan asam sulfat ini merusak kulit (Brady, 2000).
Contoh soal
Berapa banyak air yang harus ditambahkan ke dalam 25 ml KOH 0,500 M agar diperoleh konsentrasi 0,350 M?
Solusi
Volume air harus ditambahkan = 35,7 – 25 = 10,7 ml
Apabila konsentrasi larutan dinyatakan dalam skala volumetric, jumlah solute yang terdapat dalam larutan pada volume tertentu akan setara dengan hasil kali volume dan konsentrasi
Jumlah solute = volume x konsentrasi
Jika suatu larutan diencerkan, volume akan meningkat dan konsentrasi akan berkurang nilainya, tetapi jumlah keseluruhan solute akan konstan. Jadi, dua buah larutan yang mempunyai konsentrasi yang berbeda tetapi mengandung jumlah solute yang sama dapat di hubungkan dengan :
Volume1 x konsentrasi 1 = volume2 x konsentrasi2
Dengan V1 dan K1 merupakan Volume dan konsentrasi awal, V2 dan K2 merupakan volume dan konsentrasi setelah pengenceran.
Stoikiometri Reaksi dalam Larutan
Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan. Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi. Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah :
1. Menulis persamaan reaksi
2. Menyetarakan koefisien reaksi
3. Memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol. Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentu larutan, maka mol larutan dapat dinyatakan sebagai:
n = V . M Keterangan: n = jumlah mol , V = volume (liter) , M = molaritas larutan
Stoikiometri dalam larutan sama dengan stoikiometri reaksi pada umumnya,yaitu bahwa perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya.
1.Hitungan Stoikiometri Sederhana
Dapat di selesaikan dengan langkah-langkah:
1.Menuliskan persamaan reaksi
2.Menentukan jumlah zat yang diketahui.
3.Menentukan jumlah mol zat dengan perbandingan koefisien.
4.Menyesuaikan jawaban dengan hal yang ditanyakan.
mol = massa (gram) M = mol
Mr v (liter)
2.Hitungan Stoikiometri dengan Pereaksi Pembatas
Jika zat-zat yang direaksikan tidak ekivalen, maka salah satu dari zat itu akan habis lebih dahulu. Zat yang habis lebih dahulu itu kita sebut pereaksi pembatas.
contoh soal:
Hitunglah massa endapan yang terbentuk dari reaksi 50ml timbel(II) nitrat 0.1M dengan 50ml KI 0.1M(Pb = 207 ; I = 127)
jawab:
Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) PbI2(s)+ 2KNO3(aq)
menentukan pereaksi pembatas
jumlah mol Pb(NO3)2 = 50ml x 0.1M= 5 mmol
jumlah mol KI = 50ml x 0.1M= 5mmol
mol Pb(NO3)2 = 5/1 = 5
koefisien Pb(NO3)2
mol KI = 5/2 = 2.5 koefisien KI
pereaksi pembatas adalah KI karena hasil pembagi KI lebih kecil
Jumlah mol PbI2 (endapan) yang terbentuk dibandingkan dengan jumlah mol pereaksi pembatas.
Mol PbI2 = ½ x mol KI
= ½ x 5 mmol
= 2.5 mmol
massa PbI2 = 2.5 mmol x 461 gr/mol= 1152.5 mg = 1.1525 gram
Hubungan kuantitatif suatu reaksi dalam larutan tepat sama dengan reaksi ini bila terjadi dimana saja. Koefisien dalam persamaan reaksi merupakan perbandingan mol yang dibutuhkan untuk menyelesaikan soal stoikiometrinya.
Contoh Soal:
Alumunium hidroksida, Al(OH)3, salah satu komponen antasida, dapat dibuat dari reaksi alumunium sulfat, Al2(SO4)3 dengan natrium hidroksida, NaOH. Persamaan reaksinya adalah:
Berapa mililiter larutan NaOH 0,200 M dibutuhkan untuk direaksikan dengan 3,50 g Al2(SO4)3?
Solusi
Mr Al2(SO4)3 = 342,2 g/mol
Mol Al2(SO4)3 = 3,5 /342,2 = 1,02 x 10-2 mol
Mol NaOH = 6/1 x mol Al2(SO4)3 =6 x1,02 x 10-2 mol=6,12 x 10-2 mol
V NaOH = mol/Molaritas = 6,12 x 10-2 mol/0,200 M =0,306 l = 306 ml
BABIII
PENUTUP
KESIMPULAN
1. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah par-tikel (atom, molekul, atau ion) . satu mol adalah Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengan-dung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikeldalam 12,0 gram isotop C-12.
2. Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. , persamaan reaksi atau persamaan kimia adalah penulisan simbolis dari sebuah reaksi kimia. Rumus kimia pereaksi ditulis di sebelah kiri persamaan dan rumus kimia produk dituliskan di sebelah kanan.
3. perbandingan antara atom suatu elemen yang diguna¬kan untuk membentuk suatu senyawa sama dengan perbandingan jum¬lah molekul atom yang digunakan. Perbandingan atom dan perban¬dingan molekul adalah sama (identik). Cara ini dapat digunakan juga untuk suatu reaksi kimia. Perbanding¬an antara molekul yang bereaksi atau yang terbentuk sama dengan perbandingan antara molekul dari zat tersebut yang bereaksi atau yang terbentuk
4. Dalam memecahkan soal "pereaksi-pembatas", kita harus menge¬ nali mana yang merupakan pereaksi pembatas. Kemudian, kita hitung banyaknya produk yang terbentuk yang didasarkan pada banyaknya pereaksi pembatas yang tersedia.
5. Jumlah hasil reaksi yang dihitung dari sejumlah pereaksi yang ada dari awal reaksi dilakukan disebut hasil teoritis suatu reaksi.Jumlah hasil yang secara nyata dihasilkan dalam sebuah reaksi kimia disebut hasil nyata. Persen hasil merupakan perbandingan hasil nyata dengan hasil teoritis.
Persentasi hasil = (hasil yang sebenarnya /hasil secara teori )×100%
6. Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentuk endapan, gas, dan penetralan muatan listrik
7. Proses pengenceran adalah mencampur larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar
8. Stoikiometri dalam larutan sama dengan stoikiometri reaksi pada umumnya,yaitu bahwa perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya.
DAFTAR PUSTAKA
• Bakri, mustafal. 2012. Seri Pendalaman Materi Kimia. Jakarta :erlangga
• http://biologi-indonesia.blogspot.co.id/2014/07/penjelasan-tentang-konsep-mol-dan.html
• Elida S tety., dkk.1996. Pengantar Kimia, Diktat Kuliah, edisi pertama. Jakarta : Gunadarmama
• Hedi sasrawan (2013). Hukum perbandingan volume. From http://hedisasrawan.blogspot.com/2013/11/hkum-perbandingan-volume-artikel.html, 17 januari 2015
• https://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_reaksi
• http://konsepmol.tripod.com/
• https://kromumet.wordpress.com/stoikiometri/
• https://mfyeni.wordpress.com/kelas-x/persamaan-reaksi-kimia/
• http://teorikuliah.blogspot.co.id/2009/08/reaksi-kimia-dan-konsep-molekul.html
• http://syakir-berbagiilmu.blogspot.co.id/2012/03/konsep-mol.html
• https://rit95.wordpress.com/2013/06/05/bab6-stoikiometri-reaksi-dan-titrasi-asam-basa/
Pertemuan 4
NAMA : HERLIANA
NIM : A1C217036
DOSEN PENGAMPU : Dr.YUSNELTI,M.Si.
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JAMBI
2017
BAB I
PENDAHULUAN
Latar belakang
Di dalam kehidupan kita bahwa terdapat beberapa hal yang berkaitan langsung dengan kita yang ada hubungannya dengan kimia. Seperti batu batrai, disk player, stavol, dll. Beberapa benda yang telah disebutkan di atas merupakan hasil olah dari suatu reaksi kimia.
Oleh karena itu, perlu adanya suatu pengamatan dan pencarian informasi baik secara langsung melihat benda itu maupun mempelajari teori-teorinya untuk memperdalam hazanah ilmu pengetahuan kita. Sehingga diharapkan kita tidak mudah heran dengan suatu reaksi yang tidak pernah kita bayangkan akan seperti yang kita lihat.
Reaksi kimia adalah suatu proses reaksi antar senyawa kimia yang melibatkan perubahan struktur dan melekul. Dalam suatu reaksi terjadi proses ikatan dimana senyawa pereaksi beraksi menghasilkan senyawa baru (produk). Ciri-ciri reaksi kimia yaitu : terbentuknya endapan, terbentunya gas, terjadi perubahan warna, terjadi perubahan suhu/temperature.
Tujuan pendidikan
Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui reaksi kimia dan konsep molekul
2. Untuk mengetahui reaksi kimia dan persamaan reaksi
3. Untuk mengetahui perhitungan berdasarkan persamaan reaksi
4. Untuk mengetahui perhitungan reagen pembatas yang digunakan untuk suatu reaksi
5. Untuk mengetahui hasil teoritis dan hasil persentase
6. Untuk mengetahui reaksi dalam larutan
7. Untuk mengetahui pembuatan larutan dengan cara mengencerkan
8. Untuk mengetahui Stoikiometri reaksi dalam larutan
BAB II
PEMBAHASAN
Reaksi kimia dan konsep molekul
Pada bab terdahulu telah dipelajari bagaimana menggunakan konsep molekul mengenai elemen dan persenyawaan. Telah dipelajari bagai¬ mana mengukur molekul suatu zat menggunakan keseimbangan, dan juga dipelajari bagaimana menentukan rumus molekul senyawa kimia dengan cara mencari perbandingan molekul dari elemen dalam senyawa. Hal ini baru merupakan sebagai aspek dari stoikiometri dimana molekul merupakan unit sentral yang kritis dalam masalah kimia. Dalam bob ini kita akan membahas penggunaan lainnya me¬ ngenai konsep molekul, misalnya kita mempelajari bagaimana hubung¬ an antara sejumlah senyawa kimia yang terlibat dalam suatu reaksi kimia.
Kamu tentu pernah mendengar satuan dosin, gros, rim, atau kodi untuk menyatakan jumlah benda. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah par-tikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Para ahli sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12 yakni 6,02 x 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam bahasa Jerman Bilangan Loschmidt (L).
Jadi, definisi satu mol adalah Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengan-dung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikeldalam 12,0 gram isotop C-12.
A. Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel
Hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:
kuantitas (dalam mol) = jumlah partikel / NA atau jumlah partikel = mol x NA
B. Hubungan Mol dengan Massa Sebelum membahas hubungan mol dengan massa, kalian harus ingat terlebih dahulu tentang Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr).
Massa molar menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat, yang besarnya sama dengan Ar atau Mr.
Untuk unsur:
1 mol unsur = Ar gram, maka dapat dirumuskan:
Massa 1 mol zat = Ar zat dinyatakan dalam gram
atau
Massa molar zat tersebut = besar Ar zat gram/mol
Untuk senyawa:
1 mol senyawa = Mr gram, maka dapat dirumuskan:
Massa 1mol zat = Mr zat dinyatakan dalam gram
atau
Massa molar zat tersebut = besar Mr zat gram/mol
Jadi perbedaan antara massa molar dan massa molekul relatif adalah pada satuannya. Massa molar memiliki satuan gram/mol sedangkan massa molekul relatif tidak memiliki satuan.
Hubungan antara mol dengan massa adalah: Kuantitas (dalam mol) = Massa senyawa atau unsur (gram) / Massa molar senyawa atau unsur (gram/mol)
C.Hubungan Mol dengan Volume
a. Gas pada keadaan standar
Pengukuran kuantitas gas tergantung suhu dan tekanan gas. Jika gas diukur pada keadaan standar, maka volumenya disebut volume molar. Volume molar adalah volume 1 mol gas yang diukur pada keadaan standar. Keadaan standar yaitu keadaan pada suhu 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1 atmosfer (atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkat STP (Standard Temperature and Pressure).
Besarnya volume molar gas dapat ditentukan dengan persamaan gas ideal: PV= nRT
P = tekanan = 1 atm
n = mol = 1 mol gas
T = suhu dalam Kelvin = 273 K
R= tetapan gas = 0,082 liter atm/mol K
Maka:
P V = nRT
V =1 x 0,082 x 273
V = 22,389
V = 22,4 liter
Jadi, volume standar = VSTP = 22,4 Liter/mol.
Dapat dirumuskan: V = n x Vm
n = jumlah mol
Vm = VSTP = volume molar
b. Gas pada keadaan nonstandar
Jika volume gas diukur pada keadaan ATP (Am-bient Temperature and Pressure) atau lebih dikenal keadaan non–STP maka menggunakan rumus:
P V = n R T
P = tekanan, satuan P adalah atmosfer (atm)
V = volume, satuan Vadalah liter
n = mol, satuan nadalah mol
R = tetapan gas = 0,082 liter atm / mol K
T = suhu, satuan T adalah Kelvin (K)
Reaksi Kimia dan Persamaan Reaksi
Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir.
Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim membentuk lintasan metabolisme, di mana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan.
Persamaan reaksi merupakan suatu persamaan yang menggambarkan perubahan kimia dari pereaksi ( zat-zat yang bereaksi ) menjadi produk ( zat baru atau hasil reaksi ).
Pada penulisan persamaan reaksi, antara pereaksi dan produk dipisahkan oleh tanda panah. pereaksi ditulis sebelum tanda panah ( ruas kiri )sedangkan produk ditulis setelah tanda panah ( ruas kanan )
Dalam suatu persamaan reaksi, jumlah atom-atom dari zat yang bereaksi harus sama dengan jumlah atom-atom dari zat hasil reaksi
Aturan menyetarakan persamaan reaksi :
1. Jangan mengganti angka indeks, karena itu berarti mengganti rumus kimianya
2. Jangan menambahkan zat lain yang tidak ada dalam persamaan reaksi.
3. Setarakan jumlah atom dengan mengubah-ubah angka koefisiennya
4. Mulailah menyetarakan jumlah atom dari atom-atom yang memiliki indeks
paling besar dan atom-atom tersebut berada dalam satu zat, baik diruas kiri
maupun ruas kanan.
5. tetapkan koefisien reaksi dari zat dengan indeks terbesar tadi = 1 atau 2.
6. Setarakan jumlah atom yang terdapat lebih dari satu zat, baik diruas kiri maupun
ruas kanan.
Dalam ilmu kimia, persamaan reaksi atau persamaan kimia adalah penulisan simbolis dari sebuah reaksi kimia. Rumus kimia pereaksi ditulis di sebelah kiri persamaan dan rumus kimia produk dituliskan di sebelah kanan. Koefisien yang ditulis di sebelah kiri rumus kimia sebuah zat adalah koefisien stoikiometri, yang menggambarkan jumlah zat tersebut yang terlibat dalam reaksi relatif terhadap zat yang lain. Persamaan reaksi yang pertama kali dibuat oleh ahli iatrokimia Jean Beguin pada 1615.
Representasi grafis dari persamaan reaksi pembakaran metana
Dalam sebuah persamaan reaksi, pereaksi dan produk dihubungkan melalui simbol yang berbeda-beda. Simbol → digunakan untuk reaksi searah, ⇆ untuk reaksi dua arah, dan ⇌ untuk reaksi kesetimbangan. Misalnya, persamaan reaksi pembakaran metana (suatu gas pada gas alam) oleh oksigen dituliskan sebagai berikut
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Seringkali pada suatu persamaan reaksi, wujud zat yang bereaksi dituliskan dalam singkatan di sebelah kanan rumus kimia zat tersebut. Huruf s melambangkan padatan, l melambangkan cairan, g melambangkan gas, dan aq melambangkan larutan dalam air. Misalnya, reaksi padatan kalium (K) dengan air (2H2O) menghasilkan larutan kalium hidroksida (KOH) dan gas hidrogen (H2), dituliskan sebagai berikut
2K (s) + 2H2O (l) → 2KOH (aq) + H2 (g)
Selain itu, di paling kanan dari sebuah persamaan reaksi kadang-kadang juga terdapat suatu besaran atau konstanta, misalnya perubahan entalpi atau konstanta kesetimbangan. Misalnya proses Haber (reaksi sintesis amonia) dengan perubahan entalpi (ΔH) dituliskan sebagai berikut
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ/mol.
Suatu persamaan disebut setara jika jumlah suatu unsur pada sebelah kiri persamaan sama dengan jumlah unsur tersebut di sebelah kanan, dan dalam reaksi ionik, jumlah total muatan harus setara juga.
Langkah-langkah menyetarakan persamaan reaksi kimia:
*Langkah 1:Tulis persamaan reaksi tak seimbang, perhatikan rumus molekulnya yang benar.
*Langkah 2: Persamaan reaksi dibuat seimbang dengan cara menyesuaikan koefisien yang dijumpai pada rumus bangun pereaksi dan hasil reaksi, sehingga diperoleh jumlah setiap macam atom sama pada kedua sisi anak panah.
Contoh soal: Larutan asam klorida (HCl) ditambahkan ke dalam larutan Na2CO3 hsil reaksinya adalah natrium klorida (NaCl), gas karbon dioksida
Langkah 1 : Tuliskan persamaan reaksi yang belum setara dengan cara menuliskan rumus molekul pereaksi dan hasil reaksi yang benar.
Langkah 2 :Tempatkan koefisien di depan rumus molekul agar reaksinya seimbang. Kita mulai dengan Na2CO3. Dalam rumus molekul hanya ada dua atom Na, untuk membuat seimbang kita tempatkan koefisien 2 di depan NaCl. Dengan demikian diperoleh:
Meskipun jumlah Na sudah seimbang, tetapi Cl belum seimbang, hal ini dapat diperbaiki dengan cara menempatkan koefisien 2 di depan HCl. Ternyata penempatan angka ini menyebabkan hidrogen juga menjadi seimbang.Perhatikan bahwa tindakan ini juga menyeimbangkan hidrogen dan perhitungan dengan cepat tiap unsur menunjukkan bahwa persamaan tersebut sekarang telah seimbang.
Perhitungan berdasarkan persamaan reaksi
Perrsamaan reaksi dapat diartikan bermacam-macam. Sebagai contoh dapat kita ambil pembakaran etanol, C2H5OH. alkohol Yang dicampur dengan bensin dalam api yang disebut gasohol.
C2H 5OH + 3 02 à 2 CO2 + 3 H20
Pada tingkat molekul yang submikroskopik itu, kita dapat memandang sebagai reaksi antara molekul-molekul individu.
I molekul C2H5OH + 3 molekul02 à 2 molekul CO2 + 3 molekul H20
Reaksi ini merupakan reaksi dalam Skala kecil, dikerjakan dalam labo¬ratorium yang telah dijelaskan pada Bab sebelumnya. Dalam Bab ini dipelajari bahwa perbandingan antara atom suatu elemen yang diguna¬kan untuk membentuk suatu senyawa sama dengan perbandingan jum¬lah molekul atom yang digunakan. Perbandingan atom dan perban¬dingan molekul adalah sama (identik). Cara ini dapat digunakan juga untuk suatu reaksi kimia. Perbanding-an antara molekul yang bereaksi atau yang terbentuk sama dengan perbandingan antara molekul dari zat tersebut yang bereaksi atau yang terbentuk. Jadi untuk pembakaran etanol, dapat juga ditulis:
1 mol C2H5OH + 3mol 02 à 2mol CO2 + 3mol H20
Reaksi ini tidak selalu dimulai dari 1 mol C2H5OH. Jika dibakar 2 molekul etanol, maka:
2 mol C2H5OH + 6mol 02 à 4mol CO2 + 6mol H20
Asalkan perbandingan koefisiennya tetap yaitu 1:3:2:3. Dengan demikian kita dapat mereaksikan etanol sebanyak yang kita inginkan, tetapi selalu dijumpai bahwa satu molekul C2H5OH membu¬tuhkan tiga kali lebih banyak molekul 02 dan setiap satu molekul C2H5OH yang dipakai terbentuk 2 molekul CO2 dan 3 molekul H20 . Data ini kita peroleh dari persamaan reaksi, sebab:
Koefisien dalam suatu persamaan reaksi adalah suatu perbandingan dimana,molekul satu zat bereaksi dengan molekul zat yang berbeda membentuk suatu zat lain.
Seperti yang sudah pernah dibahas sebelumnya bahwa 1 mol terdiri atas 6,022 x 1023 molekul. Sehingga kita dapat juga menuliskan persamaan reaksi tersebut dalam satuan mol sbb:
1 mol C2H5OH + 3 mol O2 → 2 mol CO2 + 3 mol H2O.
1 mol C2H5OH = 3 mol O2
1 mol C2H5OH = 2 mol O2
1 mol C2H5OH = 3 mol O2
3 mol O2 = 2 mol CO2
3 mol O2 = 3 mol H2O
2 mol CO2 = 3 mol H2O
Contoh soal : Reaksi aluminium dengan oksigen sbb: Berapa jumlah gram O2 yang dibutuhkan untuk dapat bereaksi dengan 0,300 mol Al?
Solusi
Mol O2 = 3/4 mol Al
Mol O2 = 3/2 0,3 mol = 0,225
Massa O2 = mol O2 x Mr O2 = 0,225 x 32 =7,2 gram.
Perhitungan Pereaksi Pembatas
Jika kita mereaksikan, senyawa kinila, biasanya kita tidak memperhati¬ kan berapa jumlah reagen yang tepat supaya tidak terjadi kelebihan reagen-reagen tersebut. Sering terjadi satu atau lebih reagen berlebih dan bila hal ini terjadi, maka suatu reagen sudah habis digunakan sebelum yang lainnya habis. Sebagai contoh, 5 mol H2 dan 1 mol 02 dicampur dan terjadi reaksi dengan persamaan reaksinya.
2H2 + 02 à 2 H20
Koefisien reaksi itu mengatakan bahwa dalam persamaan tersebut 1 mol 02 akan mampu bereaksi seluruhnya karena kita mempunyai lebih dari 2 mol H2 yang diperlukan. Dengan kata lain, terdapat lebih dari cukup H2 untuk bereaksi sempurna dengan semua 02. Memang, karena kita memulai dengan 5 mol H2, dapatlah kita mengharapkan bahwa ketika reaksi selesai, ada 3 mol H2 yang tersisa tanpa bereaksi.
Dalam contoh ini 02 diacu sebagai pereaksi pembatas (limiting reac¬ tant) karena bila habis, tidak ada reaksi lebih lanjut yang dapat terjadi dan tidak ada lagi produk ( H20 ) dapat terbentuk. Bila dikatakan dengan cara lain, dalam campuran khusus 1 mol 02 dan 5 mol H2 , banyaknya 02 inilah yang membatasi banyaknya H20 yang dapat terbentuk.
Dalam memecahkan soal "pereaksi-pembatas", kita harus menge¬ nali mana yang merupakan pereaksi pembatas. Kemudian, kita hitung banyaknya produk yang terbentuk yang didasarkan pada banyaknya pereaksi pembatas yang tersedia.
Contoh soal :Seng dan belerang direaksikan membentuk seng sulfida, suatu zat yang digunakan untuk melapisi permukaan bagian dalam tube monitor TV. Persamaan reaksinya adalah:
Dalam percobaan 12 g Zn dicampur dengan 6,5 g S dan dibiarkan bereaksi: a. reaktan mana yang menjadi pereaksi pembatas? b. Berapa gram ZnS yang terbentuk, berdasarkan pereaksi pembatas yang ada dalam campuran. c. Berapa gram sisa pereaksi yang lain, yang akan tetap tidak bereaksi dalam eksperimen ini?
Solusi
a. mol Zn = 0,183 mol mol S = =0,202 mol
untuk menentukan mana yang menjadi pereaksi pembatas, kita bagi reaktan dengan koefisiennya masing-masing. Harga yang paling kecil akan menjadi pereaksi pembatas. Mol Zn/koefisen = 0,183/1=0,183 Mol S/koefisien = 0,202/1=0,202
Dapat kita simpulkan bahwa Zn yang menjadi pereaksi pembatas.
b. mol Zn S= mol Zn =0,183mol. massa ZnS = 0,183 x 97,5 g = 17,8 g.
c. mol sisa S = 0,202 -0,183 = 0,019mol massa S = 0,019 x 32,1 = 0,61 g
Hasil teoritis, hasil nyata dan persen hasil
Jumlah hasil reaksi yang dihitung dari sejumlah pereaksi yang ada dari awal reaksi dilakukan disebut hasil teoritis suatu reaksi. Jumlah hasil yang secara nyata dihasilkan dalam sebuah reaksi kimia disebut hasil nyata. Persen hasil merupakan perbandingan hasil nyata dengan hasil teoritis. Ada reaksi yang hasilnya hampir sama dengan hasil teoritis dan reaksi tersebut dikatakan bereaksi secara kuantitatif. Pada reaksi – reaksi senyawa organik, kebanyakan hasil reaksi (hasil nyata) lebih kecil dibandingkan hasil teoritis. Hal ini karena reaksi tidak berjalan sempurna, ada reaksi – reaksi saingan yang dapat mengurangi hasil reaksi atau dapat juga terjadi kehilangan zat selama penanganan
Perhitungan stoikiometri untuk menentukan berapa banyak produk yang dihasilkan oleh reaksi , ini dinamakan “hasil secara teori “. Jumlah yang diharapkan akan dihasilkan jika semuanya berjalan tepat pada reaksi tapi “ ilmu pengetahuan” itu seperti “ hidup” dan tidak selalu teapat dan sesuatu bisa terjadi sebagaimana mestinya dan ketika itu terjadi, hasil yang didapatkan bisa berkurang , ini yang dinamakan “ hasil yang sebenarnya.
Jadi apa yang bisa salah dalam reaksi kimia untuk mengurangi hasil ?
• Reaksi tidak selalu komplit keseimbangan dinamis tercapai yang mana membuat reaksi berhenti sebelum semua reaktan terpakai
• Beberapa produk atau reaktan dapat hilang selama penyaringan atau perpindahan dari satu wadah ke yang lain
• Reaktan juga mungkin tidak murni
• Kuantitas pun bisa salah terukur
Kadar hasil yang sebenarnya bisa lebih besar dari pada hasil secara teori. Ini biasanya di karenakan oleh berat reaktan yang tidak tepat atau produk yang tercampur air.
Persentasi hasil = (hasil yang sebenarnya /hasil secara teori )×100%
Untuk menghitung persentase hasil dari sebuah reaksi langkah-langkah berikut harus diikuti :
Langkah 1 : hitung hasil secara teori. Hasil secara teori adalah apa yang diharapkan dari perhitungan stoikiometri menggunakan persamaan reaksi
Langkah 2: temukan hasil yang sebenarnya . ini biasanya akan datang dari melakukan eksperimen dan mengukur jumlah masing-masing produk. Tapi disini yang akan anda dapatkan adalah kuantitas , seperti massa, volume, atau mol.
Langkah 3: persentase hasil =(hasil yang sebenarnya/hasil secara teori )×100%
Reaksi dalam Larutan
Banyak reaksi berlangsung dimana pereaksi larut dalam pelarut menjadi larutan. Misalnya bubuk natriurn klorida, NaCI, dengan kristal bubuk perak nitrat, AgNO3, tidak terlihat adanya sesuatu terjadi. Tetapi jika kedua senyawa ini masing-masing kita larutkan terlebih dahulu dalam air dan kemudian dicampur, suatu reaksi yang cepat akan terjadi, seperti terlihat pada. Alasan terjadinya perbedaan dalam keadaan yang padat dan keadaan cair tidak begitu sukar untuk dipahanii. Jika kristal dicampur. hanya permukaan luarnya saja yang dapat kontak, yang berarti hanya sebagian kecil pereaksi yang mungkin dapat bereaksi. Jika senyawa ini dilarutkan dalam air, masing-masing partikel pereaksi daiam keadaan bebas dan dapat dengan mudah bercampur dengan molekul air. Jika kedua larutan dicampur, partikel kedua senyawa ini bercampur dan meye¬babkan terjadinya reaksi di antara kedua senyawa tersebut lebih cepat.
Persamaan reaksi yang terjadi pada reaksi tersebut adalah
NaCI (aq) + AgNO3(aq) ---) AgCI (s) + NaNO3(aq)
dimana kita menggunakan kata (aq) untuk memperlihatkan NaCI, AgNO3 dan NaNO3(aq) berada dalam keadaan larut dalam pelarut air (aquous solution) dan (s) memperlihatkan AgCI dalam keadaan padat (solid). Cairan yang berbentuk susu kental dari basil reaksi cam-puran yang terlihat disebabkan oleh munculnya zat padat putili AgCl.
Zat padat yang terbentuk dalam larutan sebagai hail suatu reaksi kimia seperti ini disebut endapan (presipitat).
Suatu reaksi kimia dalam larutan tidak selalu dilihat dengan terbentuknya suatu endapan. Dalam beberapa reaksi terbentuk gas, seperti reaksi antara asam klorida dengan natrium karbonat . Kadang-kadang yang terjadi hanya perubahan warna.
Konsentrasi Molar
Sering dibutuhkan penentuan konsentrasi suatu larutan secara kuanti¬tatif dan hal ini dapat dilihat selanjutnya dalam modul ini, bahwa ada beberapa cara untuk memperoleh konsentrasi larutan secara kuantita¬tif. Suatu istilah yang sangat berguna yang berkaitan dengan stoikio-metri suatu reaksi dalam larutan disebut konsentrasi molar atau molaritas, dengan simbol M. Dinyatakan sebagai jumlah mol suatu solut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter.
Molaritas (M) = mol solut : liter larutan
Larutan yang mengandung 1,00 mol NaCI dalam 1,00 L larutan mempunyai molaritas 1,00 mol NaCl/L larutan) atau 1,00 M dan dise¬but 1,00 molar larutan. Cobalah diperhatikan suatu contoh yang mem¬perlihatkan bagaimana menghitung suatu larutan
Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentuk endapan, gas, dan penetralan muatan listrik. Ketiga reaksi tersebut umumnya tergolong reaksi metatesis yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Oleh karena itu, Anda perlu mengetahui lebih jauh tentang ion-ion dalam larutan.
Persamaan Ion dan Molekul
Selama ini, Anda menuliskan reaksi-reaksi kimia di dalam larutan dalam bentuk molekuler. Contoh, reaksi antara natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Persamaan reaksinya:
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s)
Persamaan reaksi ini disebut persamaan molekuler sebab zat-zat yang bereaksi ditulis dalam bentuk molekul. Persamaan molekul tidak memberikan petunjuk bahwa reaksi itu melibatkan ion-ion dalam larutan, padahal Ca(OH)2 dan Na2CO3 di dalam air berupa ion-ion. Ion-ion yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah ion Ca2+ dan ion OH– yang berasal dari Ca(OH)2 , serta ion Na+ dan ion CO32– yang berasal dari Na2CO3(aq) . Persamaan reaksi dalam bentuk ion ditulis sebagai berikut.
2Na+(aq) + CO32–(aq) + Ca2+(aq) + 2OH–(aq) → 2Na+(aq ) + 2OH–(aq) + CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion, yaitu suatu persamaan reaksi yang melibatkan ion-ion dalam larutan. Petunjuk pengubahan persamaan molekuler menjadi persamaan ion adalah sebagai berikut.
1. Zat-zat ionik, seperti NaCl umumnya ditulis sebagai ion-ion. Ciri-ciri zat ionik dalam persamaan reaksi menggunakan fasa (aq) .
2. Zat-zat yang tidak larut (endapan) ditulis sebagai rumus senyawa. Ciri dalam persamaan reaksi dinyatakan dengan fasa (s).
Dalam persamaan ionik, ion-ion yang muncul di kedua ruas disebut ion spektator (ion penonton), yaitu ion-ion yang tidak turut terlibat dalam reaksi kimia. Ion-ion spektator dapat dihilangkan dari persamaan ion. Contohnya, sebagai berikut.
Sehingga persamaan dapat ditulis menjadi:
Ca2+(aq) + CO32–(aq) → CaCO3(s)
Persamaan ini dinamakan persamaan ion bersih. Dalam hal ini, ion OH– dan ion Na+ tergolong ion-ion spektator.
Contoh Penulisan Persamaan Ion Bersih (1) :
Tuliskan persamaan ion bersih dari persamaan molekuler berikut.
Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Pembahasan :
Natrium karbonat dalam air terurai membentuk ion-ion Na+ dan CO32–. HCl juga terurai dalam air menjadi ion H+ dan Cl–. Setelah terjadi reaksi, hanya NaCl yang tetap berada dalam bentuk ion-ion, yaitu Na+ dan Cl–, sedangkan yang lainnya berupa cairan murni dan gas. Karena Na+ dan Cl– tetap sebagai ion, ion-ion ini disebut ion spektator.
Dengan demikian, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
H+(aq) + CO32–(aq) → H2O(l) + CO2(g)
Reaksi Pengendapan
Reaksi dalam larutan tergolong reaksi pengendapan jika salah satu produk reaksi tidak larut di dalam air. Contoh zat yang tidak larut di dalam air, yaitu CaCO3 dan BaCO3. Untuk mengetahui kelarutan suatu zat diperlukan pengetahuan empirik sebagai hasil pengukuran terhadap berbagai zat.
MgCl2 akan mengendap jika Mg(NO3)2 direaksikan dengan HCl.
Perhatikanlah reaksi antara kalsium klorida dan natrium fosfat berikut.
3CaCl2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl
NaCl akan larut di dalam air, sedangkan Ca3(PO4)2 tidak larut. Senyawa-senyawa fosfat sebagian besar larut dalam air, kecuali senyawa fosfat dari natrium, kalium, dan amonium. Oleh karena itu, persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut.
3CaCl2(aq) + 2Na3PO4(aq) → Ca3(PO4)2(s) + 6NaCl(aq)
Dengan menghilangkan ion-ion spektator dalam persamaan reaksi itu, perasamaan ion bersih dari reaksi dapat diperoleh.
3Ca2+(aq) + 2PO43–(aq) → Ca3(PO4)2(s)
Contoh Soal Meramalkan Reaksi Pembentukan Endapan (2) :
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ion bersih dari reaksi berikut.
Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Penyelesaian :
Menurut data empirik diketahui aluminium sulfat larut, sedangkan aluminium hidroksida tidak larut. Oleh karena itu, reaksi pengendapan akan terjadi.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)
Untuk memperoleh persamaan ion bersih, tuliskan zat yang larut sebagai ion-ion dan ion-ion spektator diabaikan.
2Al3+(a ) + 3SO42–(aq) + 6Na+(aq) + 6OH–(aq) → 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) +3SO42–(aq)
Jadi, persamaan ion bersihnya sebagai berikut.
Al3+(aq) + 3OH–(aq) → Al(OH)3(s)
Reaksi Pembentukan Gas
Reaksi Mg dengan asam sulfat merupakan reaksi kimia yang menghasilkan gas.
Reaksi kimia dalam larutan, selain dapat membentuk endapan juga ada yang menghasilkan gas. Misalnya, reaksi antara natrium dan asam klorida membentuk gas hidrogen. Persamaan reaksinya:
Na(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2(g)
Beberapa reaksi yang menghasilkan gas disajikan pada tabel berikut.
Tabel 1. Beberapa Contoh Reaksi yang Menghasilkan Gas
Jenis Gas Contoh Reaksi
CO2 Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
H2S Na2S(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2S(g)
SO2 Na2SO3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(g)
Contoh Soal Reaksi Kimia yang Menghasilkan Gas (3) :
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.
Jawaban :
Reaksi metatesisnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S(g)
Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2 larut. Dengan demikian, persamaan ionnya sebagai berikut.
ZnS(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2S(g)
Untuk mengetahui reaksi kimia yang terjadi dalam larutan, Anda dapat melakukan kegiatan berikut.
Reaksi Penetralan Asam Basa
Apa yang terjadi jika asam direaksikan dengan basa? Untuk mengetahui hal ini, lakukanlah percobaan berikut.
Di dalam air, asam kuat terurai membentuk ion H+ dan ion sisa asam. Keberadaan ion H+ dalam larutan asam ditunjukkan oleh nilai pH yang rendah (pH = –log [H+] < 7).
Dalam larutan basa akan terbentuk ion OH– dan ion sisa basa. Keberadaan ion OH– dalam larutan basa ditunjukkan oleh nilai pH yang tinggi (pH = 14 – pOH > 7).
Jika larutan asam dan basa dicampurkan akan terjadi reaksi penetralan ion H+ dan OH– . Bukti terjadinya reaksi penetralan ini ditunjukkan oleh nilai H mendekati 7 (pH ≈ 7). Nilai pH ≈ 7 menunjukkan tidak ada lagi ion H+ dari asam dan ion OH– dari basa selain ion H+ dan OH– hasil ionisasi air. Dengan demikian, pada dasarnya reaksi asam basa adalah reaksi penetralan ion H+ dan OH– . Persamaan reaksi molekulernya:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Persamaan reaksi ionnya :
H+(aq) + Cl–(aq) + Na+(aq) + OH–(aq) → Na+(aq) + Cl(aq) + H2O(l)
Persamaan ion bersihnya :
H+(aq) + OH–(aq) → H2O(l)
Reaksi asam basa disebut juga reaksi penggaraman sebab dalam reaksi asam basa selalu dihasilkan garam. Pada reaksi HCl dan NaOH dihasilkan garam dapur (NaCl).
Beberapa contoh reaksi penetralan asam basa atau reaksi pembentukan garam sebagai berikut.
a. H2SO4(aq) + Mg(OH)2(aq) → MgSO4(aq) + 2H2O(l)
b. HNO3(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2O(l)
c. HCl(aq) + NH4OH(aq) → NH4Cl(aq) + H2O(l)
Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan
Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan adalah apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut.
1. Tuliskan persamaan reaksi setara.
2. Ubah besaran yang diketahui ke satuan mol.
3. Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan kimia setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol.
4. Ubah satuan mol ke dalam besaran yang ditanyakan.
Pengenceran
Dalam pekerjaan sehari-hari di laboratorium, biasanya kita menggunakan larutan yang lebih rendah konsentrasinya dengan cara menambahkan pelarutnya, misalnya banyak laboratorium kimia membeli larutan senyawa kimia dalam konsentrasi yang pekat. Biasanya senyawa kimia yang dibeli ini demikian pekatnya, sehingga larutan ini harus diencerkan
Proses pengenceran adalah mencampur larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar. Jika suatu larutan senyawa kimia yang pekat diencerkan, kadang-kadang sejumlah panas dilepaskan. Hal ini terutama dapat terjadi pada pengenceran asam sulfat pekat. Agar panas ini dapat dihilangkan dengan aman, asam sulfat pekat yang harus ditambahkan ke dalam air, tidak boleh sebaliknya. Jika air ditambahkan ke dalam asam sulfat pekat, panas yang dilepaskan sedemikian besar yang dapat menyebabkan air mendadak mendidih dan menyebabkan asam sulfat memercik. Jika kita berada di dekatnya, percikan asam sulfat ini merusak kulit (Brady, 2000).
Contoh soal
Berapa banyak air yang harus ditambahkan ke dalam 25 ml KOH 0,500 M agar diperoleh konsentrasi 0,350 M?
Solusi
Volume air harus ditambahkan = 35,7 – 25 = 10,7 ml
Apabila konsentrasi larutan dinyatakan dalam skala volumetric, jumlah solute yang terdapat dalam larutan pada volume tertentu akan setara dengan hasil kali volume dan konsentrasi
Jumlah solute = volume x konsentrasi
Jika suatu larutan diencerkan, volume akan meningkat dan konsentrasi akan berkurang nilainya, tetapi jumlah keseluruhan solute akan konstan. Jadi, dua buah larutan yang mempunyai konsentrasi yang berbeda tetapi mengandung jumlah solute yang sama dapat di hubungkan dengan :
Volume1 x konsentrasi 1 = volume2 x konsentrasi2
Dengan V1 dan K1 merupakan Volume dan konsentrasi awal, V2 dan K2 merupakan volume dan konsentrasi setelah pengenceran.
Stoikiometri Reaksi dalam Larutan
Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan. Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi. Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah :
1. Menulis persamaan reaksi
2. Menyetarakan koefisien reaksi
3. Memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol. Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentu larutan, maka mol larutan dapat dinyatakan sebagai:
n = V . M Keterangan: n = jumlah mol , V = volume (liter) , M = molaritas larutan
Stoikiometri dalam larutan sama dengan stoikiometri reaksi pada umumnya,yaitu bahwa perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya.
1.Hitungan Stoikiometri Sederhana
Dapat di selesaikan dengan langkah-langkah:
1.Menuliskan persamaan reaksi
2.Menentukan jumlah zat yang diketahui.
3.Menentukan jumlah mol zat dengan perbandingan koefisien.
4.Menyesuaikan jawaban dengan hal yang ditanyakan.
mol = massa (gram) M = mol
Mr v (liter)
2.Hitungan Stoikiometri dengan Pereaksi Pembatas
Jika zat-zat yang direaksikan tidak ekivalen, maka salah satu dari zat itu akan habis lebih dahulu. Zat yang habis lebih dahulu itu kita sebut pereaksi pembatas.
contoh soal:
Hitunglah massa endapan yang terbentuk dari reaksi 50ml timbel(II) nitrat 0.1M dengan 50ml KI 0.1M(Pb = 207 ; I = 127)
jawab:
Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) PbI2(s)+ 2KNO3(aq)
menentukan pereaksi pembatas
jumlah mol Pb(NO3)2 = 50ml x 0.1M= 5 mmol
jumlah mol KI = 50ml x 0.1M= 5mmol
mol Pb(NO3)2 = 5/1 = 5
koefisien Pb(NO3)2
mol KI = 5/2 = 2.5 koefisien KI
pereaksi pembatas adalah KI karena hasil pembagi KI lebih kecil
Jumlah mol PbI2 (endapan) yang terbentuk dibandingkan dengan jumlah mol pereaksi pembatas.
Mol PbI2 = ½ x mol KI
= ½ x 5 mmol
= 2.5 mmol
massa PbI2 = 2.5 mmol x 461 gr/mol= 1152.5 mg = 1.1525 gram
Hubungan kuantitatif suatu reaksi dalam larutan tepat sama dengan reaksi ini bila terjadi dimana saja. Koefisien dalam persamaan reaksi merupakan perbandingan mol yang dibutuhkan untuk menyelesaikan soal stoikiometrinya.
Contoh Soal:
Alumunium hidroksida, Al(OH)3, salah satu komponen antasida, dapat dibuat dari reaksi alumunium sulfat, Al2(SO4)3 dengan natrium hidroksida, NaOH. Persamaan reaksinya adalah:
Berapa mililiter larutan NaOH 0,200 M dibutuhkan untuk direaksikan dengan 3,50 g Al2(SO4)3?
Solusi
Mr Al2(SO4)3 = 342,2 g/mol
Mol Al2(SO4)3 = 3,5 /342,2 = 1,02 x 10-2 mol
Mol NaOH = 6/1 x mol Al2(SO4)3 =6 x1,02 x 10-2 mol=6,12 x 10-2 mol
V NaOH = mol/Molaritas = 6,12 x 10-2 mol/0,200 M =0,306 l = 306 ml
BABIII
PENUTUP
KESIMPULAN
1. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah par-tikel (atom, molekul, atau ion) . satu mol adalah Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengan-dung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikeldalam 12,0 gram isotop C-12.
2. Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. , persamaan reaksi atau persamaan kimia adalah penulisan simbolis dari sebuah reaksi kimia. Rumus kimia pereaksi ditulis di sebelah kiri persamaan dan rumus kimia produk dituliskan di sebelah kanan.
3. perbandingan antara atom suatu elemen yang diguna¬kan untuk membentuk suatu senyawa sama dengan perbandingan jum¬lah molekul atom yang digunakan. Perbandingan atom dan perban¬dingan molekul adalah sama (identik). Cara ini dapat digunakan juga untuk suatu reaksi kimia. Perbanding¬an antara molekul yang bereaksi atau yang terbentuk sama dengan perbandingan antara molekul dari zat tersebut yang bereaksi atau yang terbentuk
4. Dalam memecahkan soal "pereaksi-pembatas", kita harus menge¬ nali mana yang merupakan pereaksi pembatas. Kemudian, kita hitung banyaknya produk yang terbentuk yang didasarkan pada banyaknya pereaksi pembatas yang tersedia.
5. Jumlah hasil reaksi yang dihitung dari sejumlah pereaksi yang ada dari awal reaksi dilakukan disebut hasil teoritis suatu reaksi.Jumlah hasil yang secara nyata dihasilkan dalam sebuah reaksi kimia disebut hasil nyata. Persen hasil merupakan perbandingan hasil nyata dengan hasil teoritis.
Persentasi hasil = (hasil yang sebenarnya /hasil secara teori )×100%
6. Hampir sebagian besar reaksi-reaksi kimia berlangsung dalam larutan. Ada tiga ciri reaksi yang berlangsung dalam larutan, yaitu terbentuk endapan, gas, dan penetralan muatan listrik
7. Proses pengenceran adalah mencampur larutan pekat (konsentrasi tinggi) dengan cara menambahkan pelarut agar diperoleh volume akhir yang lebih besar
8. Stoikiometri dalam larutan sama dengan stoikiometri reaksi pada umumnya,yaitu bahwa perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya.
DAFTAR PUSTAKA
• Bakri, mustafal. 2012. Seri Pendalaman Materi Kimia. Jakarta :erlangga
• http://biologi-indonesia.blogspot.co.id/2014/07/penjelasan-tentang-konsep-mol-dan.html
• Elida S tety., dkk.1996. Pengantar Kimia, Diktat Kuliah, edisi pertama. Jakarta : Gunadarmama
• Hedi sasrawan (2013). Hukum perbandingan volume. From http://hedisasrawan.blogspot.com/2013/11/hkum-perbandingan-volume-artikel.html, 17 januari 2015
• https://id.wikipedia.org/wiki/Persamaan_reaksi
• http://konsepmol.tripod.com/
• https://kromumet.wordpress.com/stoikiometri/
• https://mfyeni.wordpress.com/kelas-x/persamaan-reaksi-kimia/
• http://teorikuliah.blogspot.co.id/2009/08/reaksi-kimia-dan-konsep-molekul.html
• http://syakir-berbagiilmu.blogspot.co.id/2012/03/konsep-mol.html
• https://rit95.wordpress.com/2013/06/05/bab6-stoikiometri-reaksi-dan-titrasi-asam-basa/
Komentar
Posting Komentar