A.
Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa
Molekul Relatif (Mr)
1. Massa Atom Relatif (Ar)
Atom merupakan partikel yang sangat kecil
sehingga tidak mungkin dilakukan dengan menimbang sebuah atom untuk mengetahui
massanya. Massa atom ditentukan dengan
alat Spektograf massa. Dengan alat ini ternyata massa atom yang paling
ringan adalah massa atom hidrogen yaitu 1,67 x 10-27 kg. Untuk mempermudah perhitungan, maka massa
atom hidrogen tersebut ditetapkan sebagai 1 sma (satuan massa atom). Sebagai standar massa atom ditetapkan massa 1
atom karbon-12 (massa atom karbon = 12 sma).
IUPAC menetapkan definisi massa satu atom relatif adalah perbandingan
massa atom unsur tersebut dengan 1/12 kali massa satu atom karbon-12. Rumus:
Contoh:
Bila massa 1 atom X = 6 x 10-26 kg
dan massa 1 atom karbon-12 adalah 2 x 10-26 kg. Berapakah massa atom relatif X?
Jawab:
Jadi, Ar X = 3
Jika di atom terdapat beberapa isotop suatu
atom, maka Ar atom tersebut merupakan masaa rata-rata dari isotop-isotop
tersebut.
Contoh:
Atom Cu mempunyai dua isotop yaitu Cu-63
sebanyak 75% dan sisanya Cu-65, maka massa atom relatif Cu adalah …
Jawab:
Ar Cu = 
Jadi, Ar Cu = 63,5
2. Massa Molekul Relatif (Mr)
Bagi unsur atom senyawa yang partikelnya berupa
molekul, massa molekul relatifnya dapat pula dibandingkan dengan
karbon-12. Jadi, massa molekul relatif
adalah perbandingan massa satu molekul unsur atau senyawa terhadap 1/12 kali
massa satu aton karbon-12. Harga Mr
merupakan jumlah Ar dari atom-atom penyusunnya.
Contoh:
Jika diketahui massa atom relatif Ar N = 14, S =
32, H = 1, O = 16, maka massa molekul relatif (NH4)2SO4?
Jawab:
Mr (NH4)2SO4 =
2 Ar N + 6 Ar H + Ar S + 4 Ar O = 2 x 14 + 6 x 1 + 32 + 4 x 16 = 132
|
3. Massa Unsur dalam Senyawa
Jika massa sejumlah senyawa diketahui, maka kita
dapat menghitung massa masing-masing unsur penyusunnya. Massa unsur dalam senyawa dapat dihitung
dengan rumus:
Contoh:
Berapa
gram oksigen yang terkandung dalam 40 gram CaCO3? (Ar Ca = 40, C = 12, O = 16)
Jawab:
Massa
O = 
Selain
menghitung massa unsur dalam senyawa, kita juga dapat menghitung persentase
massa unsur dalam senyawa dengan rumus:
%
massa dalam senyawa = 
Contoh:
Berapakah persentase nitrogen yang terkandung dalam urea
CO(NH2)2? (Ar C = 12, O = 16, N = 14, H = 1)
Jawab:
%
massa N = 
B. Konsep Mol
Dalam
ilmu kimia, para ahli telah sepakat menggunakan satuan yang mudah digunakan
oleh IUPAC yang disebut dengan satuan mol.
Satu mol suatu zat adalah sejumlah partikel yang terkandung dalam suatu
zat yang jumlahnya sama banyaknya atom yang terdapat dalam 12 gram C-12. Dari percobaan yang telah dilakukan oleh John
Lochsmid yang dibenarkan oleh Avogadro melalui percobaan kemudian
disimpulkan dalam 12 gram C-12 mengandung 6,02 x 1023 atom
karbon. Bilangan ini kemudian dikenal
dengan bilangan Avogadro yang diberi lambang L.
Jadi, 1 mol zat = 6,02 x 1023 partikel.
1. Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel
Dari pengertian mol, dapat kita pahami bahwa 1
mol apa saja mengandung 6,02 x 1023 partikel.
1 mol Cu mengandung 6,02 x 1023 atom
Cu
2 mol Cu mengandung 2 x 6,02 x 1023
atom Cu
n mol Cu mengandung n x 6,02 x 1023
atom Cu
Secara umum dapat dirumuskan:
Jumlah
partikel = mol x L atau Mol = 
Contoh:
Dalam 0,2 mol H2SO4, hitunglah
Dalam 0,2 mol H2SO4, hitunglah
a)
Jumlah molekul H2SO4
b)
Jumlah atom H yang terkandung dalam H2SO4
Jawab:
a)
Jumlah molekul = 0,2 x 6,02 x 1023 =
1,204 x 1023 molekul
b)
Jumlah atom H = mol x L x 2 = 0,2 x 6,02 x 1023
x 2 = 2,408 x 1023 atom H
2. Hubungan Mol dengan Massa, Ar, dan Mr
Massa molar adalah massa dari 1 mol suatu zat
dalam gram 6,02 x 1023 atom C massanya 12 gram (6,02 x 1023
= 1 mol), jadi:
1 mol C massanya = 12 gram
2 mol C massanya = 2 x 12 gram (Ar C = 12)
n mol C massanya = n x 12 gram, sehingga
diperoleh hubungan:
Massa = mol
x Ar atau Mr Mol = 
Ar atau Mr = 
Ar atau Mr =
|
Contoh:
Hitunglah massa dari:
a)
0,5 mol gas CO2 (Ar C = 12, O = 16)
b)
1,204 x 1024 molekul CO2
Jawab:
a)
Mr CO2 = 12 + 2 x 16 = 44
Massa
= mol x Mr = 0,5 x 44 = 22 gram
b)
Mol = 
Massa
= mol x Mr = 2 x 44 = 88 gram
3.
Penentuan
Rumus Empiris dan Rumus Molekul
Rumus empiris menunjukkan perbandingan jumlah
atom-atom yang menyusun suatu senyawa.
Oleh karena perbandingan mol = perbandingan jumlah atom maka kita dapat
menentukan rumus empiris melalui perbandingan mol.
Contoh:
Sebanyak 20 gram suatu senyawa organik tersusun
dari 9 gram karbon, 1,32 gram hidrogen dan sisanya oksigen (Ar C =12, H = 1, O
= 16). Tentukan:
a)
Rumus
empiris senyawa
b)
Rumus
molekul senyawa bila Mr senyawa = 90
Jawab:
Massa O = massa senyawa – (massa H + massa C) =
20 – 9,32 = 10,68 gram
a)
Perbandingan
mol = perbandingan jumlah atom
Mol C : mol H : mol O = 
= 0,66 : 1,32 : 0,66
= 1 : 2 : 1
Jadi,
rumus empiris senyawa adalah CH2O
b)
Rumus
molekul
Mr (CH2O)n = 90
30n =
90
n =
3
Jadi,
rumus molekul (CH2O)3 = C3H6O3.
4. Penentuan ari Kristal
Air Kristal merupakan air yang terjebak dalam
suatu kristal. Tidak semua kristal
mengandung air kristal dan jumlah air kristal untuk setiap zat tidak sama.
Contoh:
Terusi = CuSO4.5H2O
Garam inggris = MgSO4.7H2O
Untuk menentukan jumlah air kristal dapat
dilakukan dengan cara memanaskan kristal hingga semua airnya menguap. Dengan demikian dapat diperoleh data massa
kristal sebelum dipanaskan dan massa kristal setelah dipanaskan, sehingga massa
air kristal diperoleh dari hasil pengurangan massa kristal sebelum dipanaskan
dan setelah dipanaskan. Selanjutnya
dihitung perbandingan molnya.
Contoh:
Kristal Zn(NO3)2.xH2O
sebanyak 10 gram dipanaskan hingga semua airnya menguap, ternyata beratnya
tinggal 6,346 gram. Tentukan harga x dan
rumus kristal!
Jawab:
Massa kristal = 10 gram
Massa kristal anhidrat = 6,346 gram
Massa air = massa kristal – massa kristal
anhidrat = 10 gram – 6,346 gram = 3,654 gram
Perbandingan mol Zn(NO3)2
: H2O
= 
= 0,034 : 0,203
= 1 : 4
Jadi, harga x = 6 dan rumus kristal Zn(NO3)2.6H2O
|
C. Volume Molar
(Volume pada STP)
Volume molar adalah volume dari 1 mol suatu gas
pada keadaan standar. Keadaan standar
adalah pada suhu 00C dan tekanan 1 atm yang terkenal dengan STP
(standar temperature and pressure). Pada
keadaan standar, 1 mol gas apa saja volumenya 22, 4 liter.
Hubungan Mol dengan Volume Gas
Volume 1 mol gas apa saja pada 0oC
dan tekanan 1 atm adalah sebesar 22,4 liter.
Jadi, pada STP, volume 1 m gas = 22,4 liter, volume 2 m gas = 2 x 22,4
liter dan volume n m gas = n x 22,4 liter.
Secara umum dapat dirumuskan sebagai berikut:
Volume = nol x 22,4 atau Mol = 
Contoh:
Berapa liter volume dari 4 gram gas metana CH4
(Ar C = 12, H = 1) jika diukur pada keadaan standar?
Jawab:
Mol = 
Volume = mol x 22,4 = 0,25 x 22,4 = 5,6 liter
D. Volume Gas
pada Keadaan Tidak Standar
Berdasarkan hukum-hukum tentang gas yang berlaku
pada gas ideal yaitu Hukum Boyle (P ~ 
Hukum Amonton
(P ~ T), Hukum Charles (V ~ T), dan hipotesa Avogadro (V ~ n). Dapat disimpulkan bahwa
gas pada gas ideal berlaku:
Hukum Amonton
(P ~ T), Hukum Charles (V ~ T), dan hipotesa Avogadro (V ~ n). Dapat disimpulkan bahwa
gas pada gas ideal berlaku:
P.V = n.R.T
Keterangan:
P
= tekanan (atm), 1 atm = 76 CmHg
V
= volume (liter)
n
= jumlah zat (mol)
R
= tetapan gas = 0,082 liter.atm/mol.K
T
= suhu mutlak (oK), (oC
+ 273)oK
Contoh:
Berapa
liter volume dari 22 gram gas CO2 jika diukur pada:
a)
Suhu 0oC dan tekanan 76 CmHg?
b)
Suhu 27oC dan tekanan 76 CmHg? (Ar C
= 12, O = 16)
Jawab:
a)
Keadaan standar; Volume = mol x 22,4 = 0,5 x
22,4 = 11,2 liter
b)
Keadaan tidak standar: P.V = n.R.T
1 . V = 0,5 . 0,082 . 300
V =
12,3 liter
E. Volume Gas
Diukur pada Keadaan yang Sama dengan Gas Lain
Volume dari 1 mol apa saja jika diukur pada suhu
0oC dan tekanan 1 atm adalah 22,4 liter. Hal ini berarti pada suhu dan tekanan yang
sama gas-gas yang jumlah molnya sama akan memiliki volume yang sama. Secara umum diperoleh hubungan:
Contoh:
Berapa liter volume dari 12,8 gram gas SO2
jika diukur pada:
a)
Suhu 0oC dan tekanan 1 atm
b)
Suhu 27oC dan tekanan 76 CmHg
c)
Saat 15 gram gas NO volumenya 10 liter (Ar N =
14, H = 1, O = 16)
Jawab:
|
a)
Volume pada keadaan standar: Volume = mol x 22,4
= 4,48 liter
b)
Volume pada keadaan tidak standar;
c)
Mol NO = 
F. Hitungan
Kimia pada Persamaan Reaksi
Satuan mol dapat digunakan untuk mempermudah
perhitungan kimia dalam persamaan reaksi karena perbandingan jumlah mol zat
yang bereaksi = perbandingan koefisien reaksi.
Langkah-langkah dalam perhitungan kimia pada persamaan reaksi:
1)
Menuliskan persamaan reaksi
2)
Menghitung mol zat yang diketahui
3)
Menghitung mol zat yang ditanyakan dengan rumus
4)
Mengubah satuan mol sesuai satuan yang
dikehendaki pada pertanyaan.
Contoh:
1.
Sebanyak 3,25 gram logam seng (Ar Zn = 65)
direaksikan dengan larutan HCl. Berapa
liter gas hidrogen yang dihasilkan jika diukur pada suhu 0oC dan
tekanan 1 atm?
Jawab:
Zn(s)+ 2HCl(aq) ® ZnCl2(aq) + H2(g)
Jika zat-zat yang direaksikan dengan jumlah mol
tertentu yang tidak sesuai dengan perbandingan koefisiennya, maka akan ada zat
yang habis bereaksi dan zat yang tersisa.
Zat yang habis bereaksi sehingga membatasi suatu reaksi disebut pereaksi
pembatas.
Contoh:
2.
Sebanyak 4,8 gram logam Mg direaksikan dengan
larutan HCl yang mengandung 0,2 mol HCl murni.
Tentukan:
a)
Pereaksi pembatas
b)
Zat yang tersisa dan massanya
c)
Volume gas hidrogen yang dihasilkan pada STP (Ar
Mg = 24)
Jawab:
Mg(s) + 2HCl(aq) ® MgCl2(aq) + H2(g)
Mula-mula :
0,2 0,2
Bereaksi :
0,1 0,2 0,1 0,1
Akhir reaksi :
0,1 - 0,1 0,1
a)
Pereaksi
pembatas HCl (habis bereaksi)
b)
Zat
yang tersisa = Mg
c)
Volume
H2 = mol x 22,4 = 0,1 x 22,4 = 2,24 liter
|
G.
Hukum
Gay Lussac dan Hukum Avogadro
1.
Hukum
Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)
Pada tahun 1808, Joseph
Gay Lussac (1778 – 1850) dari Prancis melakukan serangkaian eksperimen
terhadap sejumlah gas.
Gas hidrogen + Gas klor → Gas
hidrogen klorida
1 volume 1 volume 2
volume
Jadi perbandingannya adalah 1 : 1
: 2
Reaksi lain:
Gas Nitrogen + Gas hidrogen → Gas
amonia
1 volume 3 volume
2 volume
Jadi perbandingannya adalah 1 : 3
: 2
Berdasarkan data percobaan Gay
Lussac merumuskan apa yang disebut hukum perbandingan volume. Pada tekanan dan suhu yang sama volume
gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai
bilangan bulat dan sederhana. Bilangan
bulat dan sederhana disebut Gay Lussac tidak lain adalah
koefisien masing-masing gas dalam persamaan reaksi. Percobaan-percobaan Gay Lussac dapat kita
nyatakan melalui persamaan reaksi sebagai berikut:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
1 liter 1 liter
2 liter
3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)
3 liter 1 liter 2
liter
Dari hukum perbandingan volume
dapat disimpulkan bahwa: perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien
masing-masing gas.
Contoh:
Pada reaksi pembuatan gas amonia
menurut reaksi berikut: N2(g) + 3H3(g) → 2NH3(g), untuk memperoleh 40 liter gas NH3, berapa liter masing-masing gas nitrogen dan
gas hidrogen yang diperlukan?
Jawab:
N2(g) + 3H3(g)
→ 2NH3(g)
˜ 
= 20 liter
˜ 
S= 60 liter
2.
Hukum
Avogadro
Berdasarkan hukum perbandingan
volume, pada tahun 1811 Amadeo Avogadro mengajukan hipotesis
sebagai berikut: “Pada temperatur dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama
mengandung jumlah molekul yang sama”.
Hipotesis itu melalui berbagai eksperimen telah memenuhi syarat untuk
disebut hukum Avogadro.
Contoh:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
|
1 molekul 1 molekul 2 molekul
Dengan demikian dapat disimpulkan
bahwa: “Perbandingan volume gas = Perbandingan jumlah molekul = Perbandingan
koefisien”
Contoh:
Pada suhu dan tekanan tertentu 10
liter gas CO2 mengandung 6 x 1023 molekul. Berapa jumlah molekul CH4 yang
terkandung dalam 2,5 liter gas CH4?
Jawab:
Soal Latihan Pilihan Ganda
1.
Jika massa 1 atom unsur x = 6,8 .
10-24 gram dan massa 1 atom C-12 = 2,04 . 1023, maka
massa atom relatif unsur x tersebut adalah …
A.
D. 
D.
B.
E. 
E.
C.
2.
Seng mepunyai dua isotop Zn-65 dan
Zn-66. Jika Ar Zn = 65,4, maka persen
kelimpahan isotop Zn-65 adalah …
A.
10% D.
40%
B.
20% E.
60%
C.
30%
3.
Di alam terdapat 2 isotop tembaga
yaitu Cu-65 dan Cu-63. Jika kelimpahan
Cu-65 sebanyak 20%, maka Ar Cu adalah …
A.
63 D.
64,4
B.
63,4 E. 65
C.
63,5
4.
Senyawa-senyawa
berikut yang Mr-nya paling kecil adalah … (Ar Ca = 40, P = 31,
Na = 23, N = 14,
K = 39, C = 12, O = 16,
H = 1)
A.
Ca3(PO4)2 D.
NaNO
B.
CO(NH2)2 E.
K3PO4
C.
Ca(NO3)2
5.
Suatu senyawa memiliki rumus kimia
L2(SO4)3.
Jika Mr L2(SO4)3 = 342, (Ar O = 16, S =
32), maka Ar L adalah …
A.
59 D.
27
B.
54 E.
17
C.
34
6.
Massa molekul relatif dari CuSO4.5H2O
jika diketahui Ar Cu = 63,5; S =
32; O = 16; H = 1 adalah …
A.
239,5 D. 269,5
B.
249,5 E. 279,5
C.
259,5
|
7.
Satu mol suatu zat adalah setara
dengan jumlah atom yang terkandung dalam …
A.
1 gram karbon-12 D. 6,02 x
1023 gram karbon-12
B.
12 gram karbon-12 E. 
C. 
8.
Dalam 1 gram senyawa berikut yang
mengandung jumlah partikel paling banyak adalah …
A.
NH3 (Mr = 17) D.
CO2 (Mr = 44)
B.
C6H12O6 (Mr = 180) E.
SO3 (Mr = 80)
C.
CO(NH2)2 (Mr = 60)
9.
Massa dari 3,01 x 1024
molekul gas etana C2H6 (Ar C = 12, H = 1) adalah …
A.
7,5 gram D. 75 gram
B.
15 gram 150 gram
C.
60
gram
10.
Pada pembakaran 2,9 gram senyawa
karbon dihasilkan 6,6 gram gas CO2 dan 2,7 gram uap air (Ar C =
12, H = 1, O = 16), rumus empiris senyawa tersebut
adalah …
A.
CH2O D.
C3H6O2
B.
C2H6O E.
C6H12O2
C.
C3H6O
11.
Di antara gas-gas berikut yang
mempunyai volume (STP) terbesar adalah …
A.
7 gram N2 (Mr = 28) D. 32 gram
SO2 (Mr = 64)
B.
7,1 gram Cl2 (Mr = 71) E. 9,5 gram F2
(Mr = 38)
C.
5,2
gram C2H2 (Mr = 26)
12.
Jika Ar N =
14 dan tetapan Avogadro 6,02 x 1023,
maka massa dari 1,505 x 1022 molekul N2 sebesar …
A.
1,5 gram D. 0,8 gram
B.
1,2 gram E. 0,7 gram
C.
0,9
gram
13.
Volume dari
11 gram CO2 yang diukur pada suhu 270C dan tekanan 1
atmosfer adalah … (Mr CO2 = 44, R = 0,082)
A.
22,40 liter D. 5,60 liter
B.
11,20 liter E. 4,20 liter
C.
6,15
liter
14.
Volume dari 4 gram gas H2 (Ar H = 1) yang diukur pada suhu dan tekanan
yang sama dengan volume 2 liter gas O2 massanya 1,28 gram (Ar O = 16) adalah …
A.
5 liter D. 75
liter
B.
25 liter E. 100
liter
C.
50
liter
15.
Diketahui 4,8 gram logam Mg tepat
habis bereaksi dengan asam klorida dengan reaksi: Mg + 2HCl → MgCl2
+ H2. Volume gas yang
dihasilkan pada STP adalah …
A.
2,24 liter D. 22,40 liter
B.
4,48 liter E. 44,80 liter
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar