Kamis, 04 April 2013

STOIKIOMETRI KIMIA




    

    
 


STOIKIOMETRI
STOIKIOMETRI adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reaksinya.
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

                                       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 pada 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 den diturukan 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 . V2 / T2
1 x 112.1 / 273 = 1 x V2 / (273 + 27)   V2 = 12.31 liter

1. Massa Atom Relatif (Ar)
merupakan perbandingan antara massa 1 atom dengan 1/12 massa 1 atom karbon 12

2.
Massa Molekul Relatif (Mr)
merupakan perbandingan antara massa 1 molekul senyawa dengan 1/12 massa 1 atom karbon 12.
Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa merupakan penjumlahan dari massa atom unsur-unsur penyusunnya.

Contoh:
Jika Ar untuk X = 10 dan Y = 50 berapakah Mr senyawa X2Y4 ?

Jawab:
Mr X2Y4 = 2 x Ar . X + 4 x Ar . Y = (2 x 10) + (4 x 50) = 220
Konsep mol
1.mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom-atomnya atau molekul-molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = Mr senyawa itu.

Jika bilangan Avogadro = L maka :
L = 6.023 x 1023
1 mol atom = L buah atom, massanya = Ar atom tersebut.
1 mol molekul = L buah molekul massanya = Mr molekul tersehut.
Massa 1 mol zat disebut sebagai massa molar zat

Contoh:
Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ?

Jawab:
Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40
mol NaOH = massa / Mr = 20 / 40 = 0.5 mol
Banyaknya molekul NaOH = 0.5 L = 0.5 x 6.023 x 1023 = 3.01 x 1023 molekul.
PERSAMAAN REAKSI
PERSAMAAN REAKSI MEMPUNYAI SIFAT
1.
Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama
2.
Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama
3.
Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol (khusus yang berwujud gas perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan volume asalkan suhu den tekanannya sama)

Contoh: Tentukanlah koefisien reaksi dari

HNO3 (aq) + H2S (g)    NO (g) + S (s) + H2O (l)
Cara yang termudah untuk menentukan koefisien reaksinya adalah dengan memisalkan koefisiennya masing-masing a, b, c, d dan e sehingga:

a HNO3 + b H2S  c NO + d S + e H2O
Berdasarkan reaksi di atas maka
atom N : a = c (sebelum dan sesudah reaksi)
atom O : 3a = c + e  3a = a + e  e = 2a
atom H : a + 2b = 2e = 2(2a) = 4a   2b = 3a  b = 3/2 a
atom S : b = d = 3/2 a

Maka agar terselesaikan kita ambil sembarang harga misalnya a = 2 berarti: b = d = 3, dan e = 4 sehingga persamaan reaksinya :

2 HNO3 + 3 H2S  2 NO + 3 S + 4 H2O
Hitungan Kimia
Hitungan kimia adalah cara-cara perhitungan yang berorientasi pada hukum-hukum dasar ilmu kimia.

Dalam hal ini akan diberikan bermacam-macam contoh soal hitungan kimia beserta pembahasanya.

Contoh-contoh soal :
1.
Berapa persen kadar kalsium (Ca) dalam kalsium karbonat ? (Ar: C = 12 ; O= 16 ; Ca=40)
Jawab :
1 mol CaCO, mengandung 1 mol Ca + 1 mol C + 3 mol O
Mr CaCO3 = 40 + 12 + 48 = 100
Jadi kadar kalsium dalam CaCO3 = 40/100 x 100% = 40%

2.
Sebanyak 5.4 gram logam alumunium (Ar = 27) direaksikan dengan asam klorida encer berlebih sesuai reaksi :
2 Al (s) + 6 HCl (aq)  2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)
Berapa gram aluminium klorida dan berapa liter gas hidrogen yang dihasilkan pada kondisi standar ?

Jawab:
Dari persamaan reaksi dapat dinyatakan
2 mol Al x 2 mol AlCl3   3 mol H2
5.4 gram Al = 5.4/27 = 0.2 mol
Jadi:
AlCl3 yang terbentuk = 0.2 x Mr AlCl3 = 0.2 x 133.5 = 26.7 gram
Volume gas H2 yang dihasilkan (0o C, 1 atm) = 3/2 x 0.2 x 22.4 = 6.72 liter

3.
Suatu bijih besi mengandung 80% Fe2O3 (Ar: Fe=56; O=16). Oksida ini direduksi dengan gas CO sehingga dihasilkan besi.
Berapa ton bijih besi diperlukan untuk membuat 224 ton besi ?
Jawab:
1 mol Fe2O3 mengandung 2 mol Fe
maka : massa Fe2O3 = ( Mr Fe2O3/2 Ar Fe ) x massa Fe = (160/112) x 224 = 320 ton
Jadi bijih besi yang diperlukan = (100 / 80) x 320 ton = 400 ton

4.
Untuk menentukan air kristal tembaga sulfat 24.95 gram garam tersebut dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Setelah pemanasan massa garam tersebut menjadi 15.95 gram. Berapa banyak air kristal yang terkandung dalam garam tersebut ?
Jawab :
misalkan rumus garamnya adalah CuSO4 . xH2O
CuSO4 . xH2O    CuSO4 + xH2O
24.95 gram CuSO4 . xH2O = 159.5 + 18x mol
15.95 gram CuSO4 = 159.5 mol = 0.1 mol
menurut persamaan reaksi di atas dapat dinyatakan bahwa:
banyaknya mol CuS04 . xH2O = mol CuSO4; sehingga persamaannya
24.95/ (159.5 + 18x) = 0.1   x = 5
Jadi rumus garamnya adalah CuS04 . 5H2O

Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus empiris adalah rumus yang paling sederhana dari suatu senyawa.
Rumus ini hanya menyatakan perbandingan jumlah atom-atom yang terdapat dalam molekul.
Rumus empiris suatu senyawa dapat ditentukan apabila diketahui salah satu:
- massa dan Ar masing-masing unsurnya
- % massa dan Ar masing-masing unsurnya
- perbandingan massa dan Ar masing-masing unsurnya

Rumus molekul: bila rumus empirisnya sudah diketahui dan Mr juga diketahui maka rumus molekulnya dapat ditentukan.
Contoh:
Suatu senyawa C den H mengandung 6 gram C dan 1 gram H.
Tentukanlah rumus empiris dan rumus molekul senyawa tersebut bila diketahui Mr nya = 28 !
Jawab:
mol C : mol H = 6/12 : 1/1 = 1/2 : 1 = 1 : 2
Jadi rumus empirisnya: (CH2)n
Bila Mr senyawa tersebut = 28 maka: 12n + 2n = 28   14n = 28    n = 2
Jadi rumus molekulnya : (CH2)2 = C2H4
Contoh:
Untuk mengoksidasi 20 ml suatu hidrokarbon (CxHy) dalam keadaan gas diperlukan oksigen sebanyak 100 ml dan dihasilkan CO2 sebanyak 60 ml. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut !
Jawab:
Persamaan reaksi pembakaran hidrokarbon secara umum
CxHy (g) + (x + 1/4 y) O2 (g) x CO2 (g) + 1/2 y H2O (l)
Koefisien reaksi menunjukkan perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi.
Menurut Gay Lussac gas-gas pada p, t yang sama, jumlah mol berbanding lurus dengan volumenya
Maka:
mol CxHy
: mol O2
: mol CO2
= 1
: (x + 1/4y)
: x
20
: 100
: 60
= 1
: (x + 1/4y)
: x
1
: 5
: 3
= 1
: (x + 1/4y)
: x
atau:
1 : 3 = 1 : x x = 3
1 : 5 = 1 : (x + 1/4y) y = 8
Jadi rumus hidrokarbon tersebut adalah : C3H8

Reaksi Eksoteron Dan Endoteron

a. Reaksi Eksoterm

Pada reaksi eksoterm terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau pada reaksi tersebut dikeluarkan panas.
Pada reaksi eksoterm harga H = ( - )

Contoh : C(s) + O2(g)    CO2(g) + 393.5 kJ ; H = -393.5 kJ

b. Reaksi Endoterm

Pada reaksi endoterm terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau pada reaksi tersebut dibutuhkan panas.
Pada reaksi endoterm harga H = ( + )

Contoh : CaCO3(s)   CaO(s) + CO2(g) - 178.5 kJ ; H = +178.5 kJ
Perubahan Entalpi
Entalpi = H = Kalor reaksi pada tekanan tetap = Qp
Perubahan entalpi adalah perubahan energi yang menyertai peristiwa perubahan kimia pada tekanan tetap.
a.
Pemutusan ikatan membutuhkan energi (= endoterm)
Contoh: H2    2H - a kJ ; H= +akJ
b.
Pembentukan ikatan memberikan energi (= eksoterm)
Contoh: 2H    H2 + a kJ ; H = -a kJ
Istilah yang digunakan pada perubahan entalpi :
1.
Entalpi Pembentakan Standar ( Hf ):
H untak membentuk 1 mol persenyawaan langsung dari unsur-unsurnya yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.
Contoh: H2(g) + 1/2 O2(g)    H20 (l) ; Hf = -285.85 kJ
2.
Entalpi Penguraian:
H dari penguraian 1 mol persenyawaan langsung menjadi unsur-unsurnya (= Kebalikan dari H pembentukan).
Contoh: H2O (l)    H2(g) + 1/2 O2(g) ; H = +285.85 kJ
3.
Entalpi Pembakaran Standar ( Hc ):
H untuk membakar 1 mol persenyawaan dengan O2 dari udara yang diukur pada 298 K dan tekanan 1 atm.
Contoh: CH4(g) + 2O2(g)    CO2(g) + 2H2O(l) ; Hc = -802 kJ
4.
Entalpi Reaksi:
H dari suatu persamaan reaksi di mana zat-zat yang terdapat dalam persamaan reaksi dinyatakan dalam satuan mol dan koefisien-koefisien persamaan reaksi bulat sederhana.
Contoh: 2Al + 3H2SO4    Al2(SO4)3 + 3H2 ; H = -1468 kJ
5.
Entalpi Netralisasi:
H yang dihasilkan (selalu eksoterm) pada reaksi penetralan asam atau basa.
Contoh: NaOH(aq) + HCl(aq)    NaCl(aq) + H2O(l) ; H = -890.4 kJ/mol
6.
Hukum Lavoisier-Laplace
"Jumlah kalor yang dilepaskan pada pembentukan 1 mol zat dari unsur-unsurya = jumlah kalor yang diperlukan untuk menguraikan zat tersebut menjadi unsur-unsur pembentuknya."
Artinya : Apabila reaksi dibalik maka tanda kalor yang terbentuk juga dibalik dari positif menjadi negatif atau sebaliknya
Contoh:
N2(g) + 3H2(g)    2NH3(g) ; H = - 112 kJ
2NH3(g)    N2(g) + 3H2(g) ; H = + 112 kJ
PENENTUAN PERUBAHAN ENTALPI DAN HUKUM HESS
Untuk menentukan perubahan entalpi pada suatu reaksi kimia biasanya digunakan alat seperti kalorimeter, termometer dan sebagainya yang mungkin lebih sensitif.
Perhitungan : H reaksi =  Hfo produk -  Hfo reaktan

HUKUM HESS
"Jumlah panas yang dibutuhkan atau dilepaskan pada suatu reaksi kimia tidak tergantung pada jalannya reaksi tetapi ditentukan oleh keadaan awal dan akhir."
Contoh:
C(s) + O2(g)
   CO2(g)
; H = x kJ
   1 tahap
C(s) + 1/2 02(g)
   CO(g)
; H = y kJ
   2 tahap
CO(g) + 1/2 O2(g)
   CO2(g)
; H = z kJ
------------------------------------------------------------ +
C(s) + O2(g)
   CO2(g)
; H = y + z kJ

Menurut Hukum Hess : x = y + z
 ENERGI DAN IKATAN KIMIA
 Reaksi kimia merupakan proses pemutusan dan pembentukan ikatan. Proses ini selalu disertai perubahan energi. Energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan kimia, sehingga membentuk radikal-radikal bebas disebut energi ikatan. Untuk molekul kompleks, energi yang dibutuhkan untuk memecah molekul itu sehingga membentuk atom-atom bebas disebut energi atomisasi.
Harga energi atomisasi ini merupakan jumlah energi ikatan atom-atom dalam molekul tersebut. Untuk molekul kovalen yang terdiri dari dua atom seperti H2, 02, N2 atau HI yang mempunyai satu ikatan maka energi atomisasi sama dengan energi ikatan Energi atomisasi suatu senyawa dapat ditentukan dengan cara pertolongan entalpi pembentukan senyawa tersebut. Secara matematis hal tersebut dapat dijabarkan dengan persamaan :
H reaksi
=  energi pemutusan ikatan
-  energi pembentukan ikatan

=  energi ikatan di kiri
-  energi ikatan di kanan
Contoh:
Diketahui : 
energi ikatan
C - H = 414,5 kJ/Mol
C = C = 612,4 kJ/mol
C - C = 346,9 kJ/mol
H - H = 436,8 kJ/mol

Ditanya: 
H reaksi = C2H4(g) + H2(g)    C2H6(g)

H reaksi 
= Jumlah energi pemutusan ikatan - Jumlah energi pembentukan ikatan
= (4(C-H) + (C=C) + (H-H)) - (6(C-H) + (C-C))
= ((C=C) + (H-H)) - (2(C-H) + (C-C))
= (612.4 + 436.8) - (2 x 414.5 + 346.9)
= - 126,7 kJ
SITEM DISPERS DAN SISTEM KOLOID
SISTEM DISPERS
A.
Dispersi kasar
(suspensi)
: partikel zat yang didispersikan berukuran lebih besar dari 100 nm.
B.
Dispersi koloid
: partikel zat yang didispersikan berukuran antara 1 nm - 100 nm.
C.
Dispersi molekuler
(larutan sejati)
: partikel zat yang didispersikan berukuran lebih kecil dari 1 nm.
Sistem koloid pada hakekatnya terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dan medium pendispersi.
Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi.

JENIS KOLOID

Sistem koloid digolongkan berdasarkan pada jenis fase terdispersi dan medium pendispersinya.

- koloid yang mengandung fase terdispersi padat disebut sol.
- koloid yang mengandung fase terdispersi cair disebut emulsi.
- koloid yang mengandung fase terdispersi gas disebut buih.
 SUIPAT SIPAT KOLOID
Sifat-sifat khas koloid meliputi :
a.
Efek Tyndall
Efek Tyndall adalah efek penghamburan cahaya oleh partikel koloid.
b.
Gerak Brown
Gerak Brown adalah gerak acak, gerak tidak beraturan dari partikel koloid.

Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+


Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-

c.
Adsorbsi
Beberapa partikel koloid mempunyai sifat adsorbsi (penyerapan) terhadap partikel atau ion atau senyawa yang lain.
Penyerapan pada permukaan ini disebut adsorbsi (harus dibedakan dari absorbsi yang artinya penyerapan sampai ke bawah permukaan).
Contoh :
(i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+.
(ii) Koloid As2S3 bermuatan negatit karena permukaannya menyerap ion S2.
d.
Koagulasi
Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid.
Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.
e.
Koloid Liofil dan Koloid Liofob
Koloid ini terjadi pada sol yaitu fase terdispersinya padatan dan medium pendispersinya cairan.
Koloid Liofil:
sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya besar terhadap medium pendispersinya.
Contoh: sol kanji, agar-agar, lem, cat
Koloid Liofob:
sistem koloid yang affinitas fase terdispersinya kecil terhadap medium pendispersinya.
Contoh: sol belerang, sol emas.









DAFTAR ISI
1.     STOIKIOMETRI KIMIA…………………………………………………………..…
2.     HUKUM HUKUM GAS………………………………………………………………. 
3.     MASA ATOM DAN MOLEKUL……………………………………………………..
4.     KONSEP MOL…………………………………………………………………………
5.     PERSAMAAN REAKSI………………………………………………………………
6.     HITUNGAN KIMIA…………………………………………………………………..
7.     RUMUS EMPIRIS DAN RUMUS MOLEKUL……………………………………..
8.     REAKSI EKSOTERON DAN REAKSI ENDOTERON……………………………
9.     PERUBAHAN ENTALPI……………………………………………………………...
10.                        HUKUM HESS…………………………………………………………………………
11.                        ENERGI DAN IKATAN KIMIA……………………………………………………..
12.                        SISTEM DIPERT DAN SISTEM KOLOID………………………………………….















KATA PENGANTAR
            Puji Syukur Kehadirat allah SWT yang telah melimpahkan rahmat nya kepada saya.Sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan se baik baik nya,dan saya Berharap makalah ini Bisa Dimanpaatkan dan di gunakan di kemudian hari amin ya robal alamin






















PENUTUP
  Alhamdulilah Berkat rahmat Allah SWT Saya telah menyelesaikan makalah kimia dengan baik,harapan saya semoga makalah ini dapat di gunakan dengan baik di kemudian hari dan berguna bagi semua,
  Kurang dan lebih nya saya mintamaap apa bila ada salah penulisan dan sebagainya, itu sebagai kelemahan saya karena masih dalam tahap pembelajaran.
  Kritik dan saran saya harap kan dari saudara saudara supaya menjadi bahan koreksi buat saya pribadi,sehingga saya bisa memperbaiki nya di kemudian hari,Wassalam.























0 komentar: