bab 5 stoikhiometri -...

STOIKHIOMETRISTOIKHIOMETRI

StoikhiometriStoikhiometri : :

�� Dari Dari katakata StoicheionStoicheion = = unsurunsur

dandan metronmetron = = mengukurmengukur

�� MembahasMembahas tentangtentang ::

hub hub massamassa antarantar unsurunsur dalamdalam suatusuatu

senyawasenyawa ((stoikhiometristoikhiometri senyawasenyawa) )

dandan antarantar zatzat dalamdalam suatusuatu reaksireaksi

((stoikhiometristoikhiometri reaksireaksi))

RUMUS KIMIARUMUS KIMIA

Lambang yang menyatakan:

� unsur-unsur yang terdapat dalamsebuah senyawa

� jumlah atom relatif dari tiapunsur

RumusRumus kimiakimia untukuntuk suatusuatu

senyawasenyawa::� Rumus molekul

Reaksi kimia yang didasarkan atassebuah molekul yang sebenarnya

Jumlah relatif atom tiap unsur

� Rumus empiris

Perbandingan sederhana dari atom unsur dalamsenyawa

� Rumus bangun/struktur

Menggambarkan bagaimana atom-atom bergabung membentuk molekul

Contoh : Rumus bangun/Struktur C2H6

H H

H C C H

H H

3 atom H berikatan dengan 1 atom C

3 Kemungkinan hubungan yang dipertimbangkan:

1. Rumus molekul dan rumus empiris dapatidentik

contoh: CCl4

2. Rumus molekul bisa merupakan penggan-daan rumus empiris

contoh: H2O2 = rumus molekul

HO = rumus empiris

3. Suatu senyawa dlm keadaan padat dptmemiliki rumus empiris (tidak memilikirumus molekul)

Contoh: NaCl, MgCl, NaNO3

CCl4CCl4Carbon tetraklorida

C4H8CH2Butena

C2H4CH2Etilena

C12H22O11C12H22O11Sukrosa

C6H12O6CH2OGlukosa

CH2OCH2OFormaldehida

C6H6CHBenzena

C2H2CHAsetilen

P4PFosfor

Rumus MolekulRumus EmpirikSenyawa

RUMUS KIMIARUMUS KIMIA

Contoh : pasir => SiO2

batu kapur => CaCO3

Garam dapur?

STUKTUR ZATSTUKTUR ZAT

Komposisi sama struktur/sifat berbeda

Contoh: isomer

intan Vs grafit

SATUAN RUMUSSATUAN RUMUSSebuah molekul

Bisa bukan molekul

� Merupakan kumpulan atom-atom terkecil dimanarumus dapat terbentuk

� Kehadiran unsur-unsur dinyatakan denganlambangnya

� Jumlah atom relatif dinyatakan dengan bilangansubskrip

Contoh : H2O = sebuah molekul CCl4 = molekul

H2O2 = Molekul MgCl2 = bukan molekul

NaCl = bukan molekul tapi satuan rumus

MOLEKUL VS SATUAN RUMUSMOLEKUL VS SATUAN RUMUS

Molekul :gabungan dari atom-atom yang terikaterat merupakan satu kesatuan serta sifat fisikdan kimia khas

Senyawa : zat yang tersusun dari 2 unsur ataukurang sehingga merupakan kombinasi simbol :

rumus kimia

Contoh : NaCl - padatan

- lelehan

� Bukan merupakan molekul NaCl tapisatuan rumus

� Bukan massa molekul relatif tetapimassa rumus relatif

H2O : 2 atom H per satuan rumus

1 atom O per satuan rumus

Contoh:

1.NaCl

Senyawa ion padat

(logam+non logam)

Sebuah satuan rumus

berupa sepasang ion (atom) dari

sekumpulan atom (ion) yang banyak

Na Cl NaNa Cl Cl

Na Cl NaNa Cl Cl

Na Cl NaNa Cl Cl

2. CCl4

Senyawa kovalen

(non logam + non logam)

Sebuah satuan rumus

� berupa molekul

Cl

C

Cl Cl Cl

Cl

C

Cl Cl Cl

HUKUMHUKUM--HUKUM DASAR HUKUM DASAR

KIMIAKIMIA

HukumHukum LavoisierLavoisier

((HukumHukum KekekalanKekekalan

MassaMassa))

““MassaMassa semuasemua zatzat sebelumsebelum reaksireaksi((reaktanreaktan) ) dandan setelahsetelah reaksireaksi ((produkproduk) )

adalahadalah samasama””

HukumHukum ProustProust ((HukumHukum

PerbandinganPerbandingan TetapTetap))

�� PerbandinganPerbandingan massamassa unsurunsur--unsurunsurpenyusunpenyusun suatusuatu senyawasenyawa adalahadalahtertentutertentu dandan tetaptetap

�� ContohContoh: : DalamDalam air (Hair (H22O)O)

hidrogenhidrogen : : oksigenoksigen = 8 : 1= 8 : 1

HukumHukum Dalton (Dalton (HukumHukum

PerbandinganPerbandingan BergandaBerganda))

�� JikaJika duadua jenisjenis unsurunsur dptdpt membentukmembentuk duadua jenisjenisatauatau lebihlebih persenyawaanpersenyawaan dandan jikajika massamassa salahsalahsatusatu unsurunsur dlmdlm senyawasenyawa--senyawasenyawa ituitu samasama, , makamaka perbandinganperbandingan unsurunsur ygyg keduakedua dlmdlmsenyawasenyawa--senyawasenyawa tsbtsb merupakanmerupakan bilanganbilanganbulatbulat dandan sederhanasederhana

�� ContohContoh : : massamassa O O dlmdlm CO : CO : massamassa O O dlmdlm COCO2 2

= 1 : 2= 1 : 2

HukumHukum Gay Gay LussacLussac ((HukumHukum

PerbandinganPerbandingan volumvolum))

�� BilaBila diukurdiukur pd pd suhusuhu dandan tekanantekanan ygygsamasama, , volumvolum gas gas ygyg bereaksibereaksi dandan gas gas hasilhasil reaksireaksi berbandingberbanding sbgsbg bilbil bulatbulat & & sederhanasederhana..

�� ContohContoh: :

HidrogenHidrogen+ + KhlorinKhlorin hidrogenhidrogen khloridakhlorida

RasioRasio volumvolum: 1 : 1 : 2: 1 : 1 : 2

HipotesisHipotesis AvogadroAvogadro

�� PadaPada suhusuhu & & tekanantekanan samasama, , semuasemuagas gas bervolumbervolum samasama & & mengandungmengandungjmljml molekulmolekul ygyg samasama pulapula

�� PerbandinganPerbandingan volumvolum gasgas--gas gas ygygbereaksibereaksi samasama dg dg koefisienkoefisien reaksinyareaksinya

�� ContohContoh:: HH22 + Cl+ Cl22 2HCl2HCl

RasioRasio volumvolum: 1 : 1 : 2: 1 : 1 : 2

KonsepKonsep MolMol

�� SatuSatu mol mol zatzat adalahadalah sekiansekian gram gram zatzatituitu ygyg mengandungmengandung jmljml partikelpartikelsebanyaksebanyak atom atom ygyg terdapatterdapat dlmdlm 12 12 gram Cgram C--12 12

�� DlmDlm 12 gram C12 gram C--12 12 terdapatterdapat L atom CL atom C

�� L = 6,02 x 10L = 6,02 x 102323 ((TetapanTetapan Avogadro)Avogadro)

�� 1 mol 1 mol zatzat terdapatterdapat 6,02 x 106,02 x 102323 partikelpartikel

MassaMassa MolarMolar

�� MassaMassa zatzat per mol per mol zatzat ituitu

�� UntukUntuk unsurunsur ygyg partikelnyapartikelnya berupaberupaatom : atom : MassaMassa molarnyamolarnya : : AArr gram/molgram/mol

UntukUntuk senyawa/unsursenyawa/unsur partikelnyapartikelnyaberupaberupa molekulmolekul : :

MassaMassa molarnyamolarnya : : MMrr gram/molgram/mol

MassaMassa = n x = n x massamassa molarmolar

n = n = jmljml molmol

MASSA MOLEKUL RELATIF

� : Massa rata-rata molekul menurut skalaC – 12

� : Jumlah massa atom relatif dari semuaatom dalam senyawa itu

Massa molekul relatif Massa rumus relatif

Senyawa kovalen Senyawa kovalen Senyawa ion

Volume Molar GasVolume Molar Gas

�� Volume gas per mol gas Volume gas per mol gas tersebuttersebut ((VVmm))

�� PadaPada STP (1 STP (1 atmatm 00ooC): C): VVmm = 22,4 liter= 22,4 liter

�� PadaPada keadaankeadaan suhusuhu (T) (T) dandan tekanantekanan (P) (P)

tertentutertentu secarasecara umumumum::

PVPVmm = RT = RT VVmm = RT/P= RT/P

�� PadaPada T T dandan P P ygyg samasama::

VolumVolum gas A=Vgas A=V1 1 ; ; VolumVolum gas B = Vgas B = V22

n = n = jmljml molmol

=

2

1

2

1

n

n

V

V

KONSENTRASI ZAT KONSENTRASI ZAT

TERLARUTTERLARUT

1. Persen konsentrasi

a) Persen berat (%W/W)

b) Persen volume (%V/V)

c) Persen berat/volume (%W/V)

%100% xberat

terlarutzatberatterlarutzatPersen

larutan=

%100% xvolume

terlarutzatvolumeterlarutvolumePersen

larutan=

%100)/(% xml

terlarutzatgramterlarutzatVW

larutan=

2. Kemolaran (Molaritas) (M)

3. Kenormalan (Normalitas) (N)

ekivalen = n x mol (n = valensi)

%100xliter

terlarutzatmolkemolaran

larutan=

%100xliter

terlarutzatekivalenkemolaran

larutan=

%100xliterxekivalenmassa

terlarutzatgram

larutan=

n

molarmassaekivalenmassa =

4. Molalitas

= jumlah mol zat terlarut

Kg zat pelarut

5. Fraksi mol (X)

komponensemuamoljumlah

AmolXAmolfraksi A =)(

)( pelarutmolterlarutzatmoljumlah

terlarutzatmoljumlahterlarutzatmolfraksi

+=

)( pelarutmolterlarutzatmoljumlah

pelarutzatmoljumlahpelarutzatmolfraksi

+=

610xV

Vvolumeppm

total

i=

ppm massa i = g of i in 106 g total

Contoh :

1 kg sampel tanah dianalisa untuk pelaruttrikoloetilen (TCE). Analisa contoh sampelmengandung 5,0 mg TCE. Berapa konsentrasiTCE dalam ppm

610xm

m

total

i=

[ ]

66

10105

1000

005,0

1

5

xg

TCEgx

g

TCEg

kg

TCEmgTCE

tanah

tanahtanah

−

=

==

[TCE] = 5 ppm massa

Contoh :

Pembuatan 1 m (molalitas) sukrosa (C12H22O11)

1 M (molaritas) sukrosa

•1M sukrosa

Mr = 342 ; 1 mol = 342 g

sukrosa 342 + air s/d tera

Total larutan 1 L

Densitas air = 1 kg/1 L

larutanL

sukrosamol

1

1

•1 m sukrosa

1 kg air + sukrosa 342 g

Total larutan >1 L, misal 1,11 L

Maka

1 m sukrosa =

= 0,901 M

•Pelarut = CCl4

densitas CCl4 =1,59 g/ml

solut = A

ML

sukrosamol

pelarutg

sukrosamol1

11,11000<=

Larutan

1 M larutan A dalam CCl4

1 Mol zat A + CCl4 s/d tera 1 L

1 m larutan A dalam CCl4

1 mol zat A dalam 1000 g CCl4

Jumlah pelarut = 1000 g

Jika volum 1 mol A diabaikan

Total larutan 628,93 ml

Molaritas =

mlg

ml93,628

59,1

1 =

ML

mol6,1

628,0

1 =

KadarKadar UnsurUnsur dalamdalam

SenyawaSenyawa

%100××=r

r

MA

unsur XKadar x

x = jumlah atom unsur X dalam senyawa

= indeks dari unsur X dalam rumus kimia

senyawa

Ar = massa atom unsur X

Mr = massa molekul senyawa

ContohContoh::

� Berapa kadar C dan N dalam urea, CO(NH2)2 (Ar H = 1; C =12; O = 16; N = 14)

Jawab:

Mr Urea= 12+16+2 X 14+ 4 X 1 = 60

Kadar C = (1 X 12)/60 X 100% = 20%

Kadar N = (2 X 14)/60 X 100% = 46,67%

STOIKHIOMETRI REAKSISTOIKHIOMETRI REAKSI

Reaksi kimia : perubahan 1 zat atau lebihyang disebut pereaksi (reaktan) menjadizat baru yang disebut hasil reaksi (produk)

Reaksi kimia berlangsung tanpa terjadiperubahan massa

Hukum Kekekalan Massa

Persamaan Reaksi:

Simbol-simbol yang menyatakan sebagaireaksi kimia

� Koefisien reaksi : menyatakan perbandinganmol zat-zat yg terlibat dalam reaksi

� Menyetarakan persamaan reaksi :

menentukan koefisien reaksi shg memenuhijumlah atom unsur tertentu pada reaktan = jumlah atom unsur tsb pada produk

� Contoh:

N2 (g) + H2 (g) → NH3 (g) (belum setara)

N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g) (sdh setara)

� 1 molekul N2 bereaksi dg 3 molekul H2 menjadi2 molekul NH3

� 1 mol N2 bereaksi dg 3 mol H2 menjadi 2 mol NH3

Klasifikasi REAKSI

1.Reaksi sintesis/penggabungan

Reaksi pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya

Fe (s) + Cl2 (g) FeCl2 (s)

2.Reaksi Metatesis/perpindahan ganda

Reaksi dimana terjadi pertukaran antar senyawa

NaCO3 (aq) + CaCl2 (aq) CaCO3 (s) + 2NaCl (aq)

3.Reaksi asam basa

HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l)

4.Reaksi Oksidasi reduksi

K2SO3 (aq) + ½ O2 K2SO4 (aq)

5. Reaksi Penguraian

zat dipecah menjadi 2 zat atau lebih yang lebihsederhana

CaCO3 (p) CaO (P) + CO2 (g)

Jika pereaksi-pereaksi dicampurkandalam jumlah yang tidak sesuaidgn perbandingan koefisien reaksi

salah satu pereaksi yang habisterlebih dulu disebut

Pereaksi/Reaktan Pembatas

� Contoh:

Alumunium bereaksi dgn oksigen membentukaluminium oksida menurut persamaan:

4Al (s) + 3O2 (g) → 2 Al2O3 (s)

0,07 mol aluminium

Oksigen0,270,40,6

-Ekivalen11,52

1 mol aluminium

Oksigen235

1 mol oksigenAluminium244

-Ekivalen234

O2Al

Jumlah mol reaktan yg

bersisa

ReaktanPembatas

Jumlahmol

produk

Jumlah mol reaktan

TIPS TIPS menentukanmenentukan reaktanreaktan

pembataspembatas

1. Bagilah jumlah mol masing-masingreaktan dgn koefisien reaksinya

2. Reaktan dgn hasil pembagian ygpaling kecil adalah REAKTAN PEMBATAS