Archive for the Dasar-dasar Ilmu Kimia Category

Metoda Ilmiah (Ringkasan)

Posted in Dasar-dasar Ilmu Kimia on November 29, 2013 by isepmalik

Metode ilmiah adalah pendekatan sistematis untuk riset; dimulai dengan pengumpulan informasi melalui observasi dan pengukuran. Dalam prosesnya, tercipta hipotesis, hukum, teori dan kemudian langkah selanjutnya dilakukan pengujian.

 

Kimiawan mempelajari susunan materi dan zat. Berdasarkan prinsipnya, semua zat berada dalam tiga keadaan (wujud): padat, cair, dan gas. Perubahan di antara tiga keadaan tersebut dapat dipengaruhi oleh perubahan suhu.

 

Zat paling sederhana dalam kimia adalah unsur. Suatu senyawa terbentuk dari penggabungan atom dari unsur berbeda. Zat memiliki sifat fisika yang terobservasi tanpa perubahan identitas zat tersebut dan sifat kimia yang mengalami perubahan identitas zatnya.

 

Satuan SI digunakan untuk menyatakan besaran fisika, termasuk kimia. Bilangannya dinyatakan dalam notasi ilmiah dengan bentuk N ´ 10n, di mana N antara 1 dan 10 dan n adalah integer positif atau negatif. Notasi ilmiah membantu mengatasi kuantitas yang sangat besar atau sangat kecil. Sebagian besar kuantitas adalah tidak eksak dalam derajat tertentu. Jumlah angka signifikan menunjukkan keeksakan pengukuran.

 

Dalam metode analisis-dimensi tentang penyelesaian masalah satuan dikalikan bersama-sama dan dibagi satu sama lain, atau saling menghilangkan seperti besaran aljabar. Dengan memperoleh satuan yang benar dapat memastikan bahwa jawaban akhir hasil perhitungan sudah dilakukan dengan benar.

Contoh Soal dan Jawaban: Dasar-dasar Ilmu Kimia

Posted in Soal dan Jawab with tags , , , , , on April 22, 2012 by isepmalik

Contoh menghitung komposisi larutan

Suatu campuran serbaneka terdiri dari 3,00 gram garam dapur dan 7,00 gram gula pasir. Berapa persen berat gram dan gula dalam campuran itu?

Penyelesaian:

Berat seluruh campuran = 3,00 g + 7,00 g = 10,00 g

Persen berat garam dapur

 

Persen berat gula pasir

 

 

Kaporit dalam air ledeng berfungsi sebagai desinfektan. Jika dalam 10,00 liter air ledengn ditemukan kaporit sebanyak 20,0 mg, berapa kadar kaporit dalam ppm?

Penyelesaian:

Besaran yang menghubungkan massa dan volum adalah massa jenis. Dengan anggapan massa jenis air adalah 1,00 g/mL, maka berat air dapat dihitung.

Massa air         = massa jenis air x volum air.

= 1,00 g/mL x 10.000 mL = 10.000 g.

Massa kaporit = 20,0 mg atau 0,02 g

Kadar kaporit  =

 

Contoh Hukum Konservasi Massa

Pada pembakaran magnesium dengan oksigen, 1,52 g magnesium tepat bereaksi dengan 1,00 g oksigen. Berapa gram oksigen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 12,2 g magnesium?

Penyelesaian:

Magnesium + oksigen → magnesium oksida

1,52 g magnesium memerlukan 1,00 g oksigen. Maka untuk 12,2 g magnesium diperlukan oksigen sebanyak:

 

 

Contoh Hukum Proust

Berapa gram amonia dapat dibuat dari 12,0 g nitrogen dan 12,0 g hidrogen? Diketahui amonia tersusun atas 82% nitrogen dan 18% hidrogen.

Penyelesaian:

Nitrogen + hidrogen → amonia

82%            18%             100%

Persentase tersebut dapat diartikan sebagai perbandingan massa unsur-unsur yang bersenyawa, sehingga dapat dikatakan bahwa 82,0 g nitrogen tepat bereaksi dengan 18,0 g hidrogen membentuk senyawa amonia.

Jika tersedia 12,0 g nitrogen, hidrogen yang diperlukan sebanyak:

 

12,00 g nitrogen + 2,60 g hidrogen → 14,60 g

Jadi, banyaknya amonia yang dihasilkan dari 12,0 g nitrogen dan 12,0 g hidrogen adalah 14,60 gram. Hal ini sejalan dengan hukum Proust, berapapun jumlah hidrogen yang ditambahkan dalam campuran itu, yang bereaksi tetap 2,60 g atau sebanyak 18%.

 

Contoh Hukum Perbandingan Berganda

Unsur hidrogen dan oksigen dapat bereaksi membentuk air dalam keadaan normal, tetapi kedua unsur tersebut dapat juga membentuk hidrogen peroksida pada keadaan energi listrik tinggi. Dalam air terdapat 11,2% hidrogen dan 88,8% oksigen; dalam hidrogen peroksida terdapat 5,93% hidrogen dan 94,07% oksigen. Tunjukkan bahwa data ini sesuai dengan hukum perbandingan berganda.

Penyelesaian:

Dalam air,

11,2 g hidrogen bergabung dengan 88,8 g oksigen, atau untuk 1,0 g hidrogen bergabung dengan (88,8/11,2)  atau 7,93 g oksigen.

Dalam hidrogen peroksida,

5,93 g hidrogen bergabung dengan 94,07 g oksigen atau untuk 1,0 g hidrogen bergabung dengan (94,07/5,93) atau 15,9 g oksigen.

Dalam hidrogen peroksida, berat oksigen per satuan berat hidrogen adalah 15,9 atau dua kali lipat berat oksigen per satuan hidrogen dalam air. Dengan kata lain, untuk berat hidrogen yang sama, berat oksigen dalam hidrogen peroksida dua kali berat oksigen dalam air. Jika rumus molekul air adalah H2O, maka rumus molekul hidrogen peroksida adalah H2O2.

 

Contoh Hukum Perbandingan Volum

Ke dalam tabung Eudiometer dimasukkan campuran gas yang terdiri dari 26,0 mL gas hidrogen dan 24,0 mL gas oksigen, dan dilewatkan bunga api listrik. Berapa volum gas sisa (dalam mL) dan gas apa?

Penyelesaian:

Hidrogen   +    oksigen    →    air

2 volum     :     1 volum    :      2 volum

26 mL        :     13 mL       :      26 mL

Gas yang tersisa adalah oksigen sebanyak 11 mL.

 

Berapa volum gas belerang trioksida (SO3) yang terbentuk bila 2 L gas belerang dioksida (SO2) bereaksi sempurna dengan gas oksigen? Diketahui perbandingan volum gas yang bereaksi: 2:1:2.

Penyelesaian:

2SO2       +      O2         →       2SO3

2 volum   :       1 volum    :      2 volum

2 L           :       1 L            :      2 L

Jadi volum belerang trioksida sebanyak 2 liter.

 

Contoh Hipotesis Avogadro

Pada suhu dan tekanan tertentu, gas H2 bereaksi dengan gas N2 membentuk gas NH3 dengan perbandingan volum 3:1:2. Jika gas hidrogen yang bereaksi sebanyak 7,525 x 1022 molekul, berapakah jumlah molekul amonia yang terbentuk?

Penyelesaian:

Menurut hipotesis Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul sama.

 

Gas hidrogen     +       gas nitrogen      →       gas amonia

3 volum H2         :        1 volum N2        :         2 volum NH3

Maka:

; Jumlah molekul amonia yang terbentuk adalah x = 5,02 x 1022 molekul.

 

Contoh Penggolongan Reaksi Kimia

Golongkan reaksi berikut menurut jenisnya:

(a)     2KNO3(aq) → 2KNO2(aq) + O2(g)

(b)    2H2S(g) + 3O2(g) → 2H2O(g) + 2O2(g)

(c)     HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l)

(d)    8Fe(s) + S8(s) → 8FeS(s)

(e)     2NaI(aq) + Cl2(g) → 2NaCl(aq) + I2(aq)

Penyelesaian:

(a)     Reaksinya tergolong reaksi penguraian. Satu senyawa terurai menjadi dua senyawa lain.

(b)    Reaksinya termasuk reaksi pembakaran. Gas hidrogen sulfida dibakar dengan oksigen menghasilkan uap air dan belerang dioksida.

(c)     Reaksi ini adalah reaksi metatesis. Ini dapat dilihat lebih mudah dengan menuliskan rumus air sebagai HOH.

HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + HOH(l)

Terjadi pertukaran dari bagian-bagian reaksi.

(d)    Reaksi ini tergolong reaksi pembakaran. Besi bereaksi dengan belerang membentuk besi(II) sulfida.

(e)     Reaksi ini adalah reaksi pertukaran. Atom iod dalam NaI digantikan oleh atom Cl dari gas klor yang terlarut dalam larutannya.

 

Contoh penulisan persamaan ion bersih

Tuliskan persamaan ion bersih untuk persamaan molekuler berikut:

2HclO4(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(ClO4)2(aq) + 2H2O

Penyelesaian:

Asam perklorat, HClO4 adalah asam kuat, sehingga dalam larutan terurai membentuk ion-ionnya. Karena itu, dalam persamaan ditulis sebagai ion-ion dalam bentuk H+(aq) dan ClO4-(aq). Kalsium hidroksida, Ca(OH)2 dan kalsium perklorat, Ca(ClO4)2 juga terlarut dalam air sebagai zat ionik. Air adalah elektrolit lemah sehingga ditulis sebagai bentuk molekulnya. Setelah ion-ion spectator diabaikan, kita peroleh persamaan ion bersih sebagai berikut:

H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)

 

Contoh meramalkan reaksi pembentukan endapan

Untuk setiap reaksi berikut, tentukan apakah reaksi pengendapan akan terjadi. Jika terjadi, tuliskan persamaan kesetaraan molekulernya. Kemudian tuliskan persamaan ion bersihnya. Jika tidak terjadi reaksi tandai dengan RT (reaksi tidak terjadi).

(a)     NaCl + Fe(NO3)2

(b)    Al2(SO4)3 + NaOH →

Penyelesaian:

(a)     Untuk memperoleh reaksi metatesis, kita tuliskan pereaksi dan pertukaran ion-ion untuk mendapatkan produk reaksi. (Ingat penulisan rumus kimia yang benar untuk produk senyawa setelah melakukan pertukaran ion-ion).

NaCl + Fe(NO3)2 → NaNO3 + FeCl2 (belum setara)

Dengan merujuk kepada tabel 1.5, kita lihat bahwa semua senyawa pada persamaan di atas larut dalam air. Dengan demikian, tidak terjadi reaksi.

NaCl(aq) + Fe(NO3)2(aq) → RT

(b)    Untuk memperoleh persamaan metatesis, kita tuliskan pereaksi dan pertukaran anion untuk mendapatkan produk reaksi.

Al2(SO4)3 + NaOH → Al(OH)3 + Na2SO4 (belum setara)

Dari tabel 1.5, kita ketahui bahwa sulfat larut sedangkan hidroksida tidak larut. Jadi, Al2(SO4)3 larut dalam air, sedangkan Al(OH)3 tidak larut, karena itu dapat diramalkan bahwa reaksi pengendapan akan berlangsung.

Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)

Periksa apakah penulisan rumus senyawa ionik di atas telah benar seperti yang dituliskan. Untuk memperoleh persamaan ion bersih, kita tuliskan senyawa yang larut sebagai ion-ion dalam larutan dan ion-ion spectator diabaikan.

2Al3+(aq) + 3SO42-(aq) + 6Na+(aq) + OH-(aq) → 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) + 3SO42-(aq)

Persamaan ion bersihnya:

Al3+(aq) + 3OH-(aq) → Al(OH)3(s)

 

Contoh penulisan persamaan reaksi netralisasi

Tuliskan persamaan molekuler kemudian persamaan ion bersihnya untuk netralisasi asam nitrit, HNO2 oleh natrium hidroksida, NaOH dalam larutan air.

Penyelesaian:

Persamaan molekuler untuk reaksi netralisasi adalah

HNO2(aq) + NaOH(aq) → NaNO2(aq) + H2O(l)

Untuk memperoleh persamaan ionik, kita perlu mengenal dulu kekuatan asam dan basa yang terlihat dalam reaksi itu. Kita ketahui bahwa asam nitrit adalah asam lemah; sedangkan natrium hidroksida adalah basa kuat. Di samping itu, produk yang dihasilkan adalah NaNO2, yaitu suatu garam yang bersifat elektrolit kuat, sehingga di dalam larutan terionisasi sempurna. Dengan demikian, persamaan ionik untuk reaksi tersebut adalah

HNO2(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) → Na+(aq) + NO2-(aq) + H2O(l)

Persamaan ion bersihnya adalah

HNO2(aq) + OH-(aq) → H2O(l) + NO2-(aq)

 

Contoh penulisan persamaan kimia yang menghasilkan gas

Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.

Penyelesaian:

Reaksi metatesisnya adalah:

ZnS(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S(g)

Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2 larut. Dengan demikian persamaan ioniknya adalah:

ZnS(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2S(g)

Soal: Dasar-dasar Ilmu Kimia

Posted in Bank Soal with tags , , , , , on April 22, 2012 by isepmalik

Latihan  1.1

  1. Apakah ilmu kimia itu? Apa yang dipelajari dalam ilmu kimia? Bagaimana ilmu kimia dikembangkan?
  2. Pengetahuan apa yang diperoleh dari kajian ilmu kimia terhadap struktur materi dan komposisi materi?
  3. Perubahan materi biasanya disertai perubahan energi. Dalam bentuk apa energi dikeluarkan atau diserap?
  4. Sebutkan beberapa contoh perubahan materi yang disertai penglepasan energi dalam bentuk kalor?
  5. Terangkan langkah-langkah yang dipakai oleh para pakar dalam menyelesaikan masalah yang ditemukan di alam, sampai dirumuskan teori.
  6. Apakah teori-teori yang dikembangkan dalam ilmu oleh para pakar memiliki kebenaran yang bersifat mutlak atau bersifat sementara? Jelaskan !
  7. Bagaimana hubungan antara hipotesis dan teori? Hukum dan fakta?
  8. Ilmu kimia dikembangkan berdasarkan kajian empiris dan kajian teoritis. Apa yang dimaksud dengan kajian empiris dan teoritis itu? Jelaskan
  9. Sebutkan beberapa pakar kimia yang berjaya pada masa alkemia.
  10. Titik awal perkembangan kimia modern ditandai dengan kajian kimia berdasarkan percobaan pembakaran materi. Apa bedanya dengan era alkemia.

 

Latihan 1.2

  1. Bagaimana perbandingan volum gas N2 yang tepat bereaksi dengan gas oksigen membentuk gas NO2 pada suhu dan tekanan tertentu?
  2. Sebanyak 10,0 L N2 direaksikan dengan 35.0 L O2 membentuk gas 10,0 L NH3. Gas mana yang bersisa dan berapa jumlahnya?
  3. Dalam suatu tabung yang volumnya 2 L terdapat gas oksigen sebanyak 2×107 molekul diukur pada 250C dan 1 atm. Berapa jumlah molekul metana yang terdapat dalam tabung yang volumenya 2 L bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama dengan gas oksigen?
  4. Menurut teori Avogadro, apakah ungkapan reaksi berikut tidak bertentangan? H4 + Cl4  ® 2 H2Cl2 , jelaskan pendapat anda!
  5. Sebanyak 1,00 g logam M bereaksi dengan 0,272 g oksigen membentuk oksida dengan rumus MO. Hitung perbandingan massa atom M terhadap O?
  6. Data berikut hasil reaksi antara hidrogen dan belerang membentuk hidrogen sulfida.
 

Awal/g

Akhir/g

Massa hidrogen

Massa belerang

Massa hidrogen sulfida

1,00

2,50

0,00

0,84

0,00

2,66

(a) Berapa gram hidrogen bereaksi dengan 20,0 g belerang?

(b) Berapa gram sulfur dapat bereaksi dengan 1,0 g hidrogen?

(c)  Berapa persen belerang dalam hidrogen sulfida?

 

Latihan 1.3

  1. Tuliskan lambang unsur atau ion-ion berikut: (a) natrium; (b) belerang; (c) besi; (d) ion besi(II); (e) ion perak; (f) ion litium.
  2. Sebutkan nama senyawa berikut: (a) HNO3; (b) FeCl3; (c) CuSO4.5H2O; (d) PbCl2; (e) KSCN; (f) (NH4)Fe(SO4)2; (g) FeSO4.
  3. Tuliskan rumus kimia untuk senyawa berikut: (a) natrium florida; (b) seng oksida; (c) natrium peroksida; (d) hidrogen iodida; (e) tembaga(I)klorida; (f) kalsium phosfida; (g) besi(II)oksida.
  4. Penguraian dinitrogen monoksida adalah:

2NO2(g)  2N2(g) + O2(g)

(a)     Apa nama pereaksi dan nama produk

(b)     Apa yang dimaksud dengan tanda “Δ”

5. Setarakan persamaan kimia berikut:

(a)     Cl2O7(g) + H2O(l) → HClO4(aq)

(b)     Br2(l) + H2O(l) → HBr(aq) + HBrO(aq)

(c)     Fe2O3(s) + H2(g) → Fe(s) + H2O(l)

 

Latihan 1.4

  1. Klasifikasikan setiap persamaan berikut sebagai reaksi penggabungan, reaksi penguraian, reaksi pergantian, atau reaksi pertukaran ion.

(a)     Cl2O7(g) + H2O(l) → 2HClO4(aq)

(b)     Br2(s) + H2O(l) → HBr(aq) + HBrO(aq)

(c)     2K(s) + 2H2O(l) → 2KOH(aq) + H2(g)

(d)    CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

(e)     2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)

2. Tuliskan persamaan ion bersih untuk setiap reaksi berikut:

(a)     BrCl(aq) + H2O(l) → HCl(aq) +HBrO(aq)

(b)     PCl5(g) + 4H2O(l) → H3PO4(aq) + 5HCl(aq)

(c)     2Na2S2O3(aq) + I2(s) → Na2S4O6(aq) +  2NaI(aq)

(d)    Na2S(aq) + H2O(l) → NaHS(aq) + NaOH(aq)

(e)    NH4NO3(aq) + Na2CO3(aq) → NH3((g) + NaHCO3(aq) + NaNO3(aq)

(Sumber: Yayan Sunarya. (2000). Kimia Dasar (Prinsip-prinsip Kimia Terkini) Jilid 1. Bandung: Alkemi Grafisindo Press. Hal: 7-43).

Dasar-dasar Ilmu Kimia

Posted in Dasar-dasar Ilmu Kimia with tags , , , , , on April 20, 2012 by isepmalik

  • Ilmu kimia adalah cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari sifat-sifat dan gejala alam, khususnya mengenai struktur materi, komposisi materi, sifat dan perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan.
  • Awal perkembangan ilmu kimia bersumber dari keterampilan tradisional masa lampau, juga pengaruh dari filsafat Yunani kuno. Karena itu perkembangan ilmu kimia bersifat teoritis dan praktis. Ilmu kimia modern mempelajari bagaimana proses-proses kimia dapat dikembangkan tanpa merusak lingkungan hidup.
  • Perubahan fisis adalah suatu perubahan materi yang tidak disertai pembentukan materi yang jenisnya baru. Perubahan kimia adalah suatu perubahan materi yang disertai pembentukan materi yang jenisnya dan sifatnya berbeda dari materi semula.
  • Materi di alam mengalami perubahan secara berkesinambungan melalui perubahan fisis atau perubahan kimia atau keduanya. Dalam industri, perubahan fisis dan perubahan kimia dimanfaatkan untuk memproduksi bahan baru yang berguna bagi kesejahteraan manusia.
  • Perubahan materi tidak disertai perubahan massa. Ini dikenal dengan hukum konservasi massa yang dicetuskan oleh Lavoisier. Materi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.
  • Unsur adalah bahan dasar penyusun materi yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana dengan cara reaksi kimia biasa. Senyawa adalah zat tunggal penyusun materi yang masih dapat diuraikan menjadi zat lain yang lebih sederhana dengan cara reaksi biasa.
  • Perbandingan unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap. Pernyataan ini dikenal dengan hukum komposisi tetap atau hukum perbandingan tetap yang dicetuskan oleh Proust.
  • Campuran tersusun dari dua atau lebih zat yang masih memiliki sifat-sifat zat asalnya, dan komposisinya tidak tetap. Campuran dapat digolongkan ke dalam campuran serbaneka dan campuran serbasama. Campuran serbaneka adalah campuran yang masih dapat dibedakan komponen penyusunnya, serta sifat dari masing-masing zat asal masih ada. Campuran serbasama adalah campuran yang tidak dapat dibedakan komponen-komponen penyusunnya, tapi sifat masing-masing zat asal masih ada. Campuran dapat dipisahkan dengan kromatografi.
  • Larutan adalah campuran serbasama dari dua macam zat atau lebih. Istilah pelarut digunakan untuk menyatakan zat terbanyak dalam larutan itu dan berperan sebagai media pelarutan. Istilah terlarut digunakan untuk menyatakan zat yang dilarutkan dalam media pelarut dan jumlahnya kecil dibandingkan pelarut. Untuk menyatakan kadar suatu zat dalam larutan digunakan istilah persen berat, persen volum, dan ppm.
  • Partikel terkecil penyusun materi dapat berupa atom, molekul, atau ion. Atom adalah partikel terkecil suatu unsur yang masih memiliki sifat-sifat unsur itu. Molekul adalah gabungan dua atau lebih atom yang berasal dari unsur yang sama atau berbeda, yang dapat menunjukkan satuan masing-masing dan mempunyai sifat tersendiri. Ion adalah atom atau kelompok atom yang bermuatan listrik. Jika muatan negatif dinamakan anion, jika muatan positif dinamakan kation.
  • Untuk memudahkan penulisan dan pemanggilan nama unsur-unsur, maka unsur-unsur tersebut diberi lambang. Lambang unsur diturunkan dari nama unsur bersangkutan berdasarkan aturan yang ditetapkan oleh IUPAC. Penamaan tiap unsur atau senyawa diatur oleh IUPAC dengan aturan yang telah disepakati. Aturan penamaan tersebut dinamakan tatanama, yaitu suatu cara penulisan nama rumus kimia melalui metoda sistematika.
  • Rumus kimia menyatakan jumlah relatif atom-atom tiap unsur yang terdapat dalam suatu senyawa. Persamaan kimia adalah ungkapan keadaan suatu reaksi yang dinyatakan dengan lambang dari suatu reaksi kimia. Dalam hal ini, lambang dan rumus merupakan pengganti dari nama zat yang terlibat.
  • Menyetarakan persamaan berarti membubuhkan suatu bilangan tertentu, yang disebut koefisien reaksi, di depan lambang atau rumus dalam suatu persamaan kimia. Dengan cara ini jumlah atom-atom pada setiap jenis atom dalam kedua ruas persamaan menjadi sama.

(Sumber: Yayan Sunarya. (2000). Kimia Dasar: Prinsip-prinsip Kimia Terkini. Bandung: Alkemi Grafisindo Press. Hal: 44.

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 1.498 pengikut lainnya.