Archive for the Stoikiometri Category

Soal 13-17

Posted in Bank Soal, Soal dan Jawab on Maret 27, 2014 by isepmalik

13.  Tembaga merupakan logam yang sudah dikenal sejak jaman klasik, ia digunakan diantaranya dalam kabel listrik dan mata uang. Massa atom dua isotop stabil 6329Cu (69.09 persen) dan 6529Cu (30.91 persen) masing-masing 62.93 sma dan 64.9278 sma. Hitung massa rata-rata atom tembaga. Kelimpahan relatifnya diberikan dalam tanda kurung.
Strategi: Setiap isotop berkontribusi terhadap massa rata-rata atom berdasarkan kelimpahan relatifnya. Dengan mengalikan massa setiap isotop terhadap pecahan kelimpahannya (bukan persen) akan diperoleh massa rata-rata atom masing-masing isotop.
Solusi: Pertama, persen diubah ke pecahan: 69.09 persen menjadi 69.09/100 atau 0.6909 dan 30.91 persen menjadi 30.91/100 atau 0.3091. Kita mendapatkan massa rata-rata atom tiap isotop, kemudian menambahkan kontribusi kedua isotop sehingga diperoleh massa rata-rata atom.
(0.6909)(62.93 sma) + (0.3091)(64.9278 sma) = 63.55 sma
Periksa: Massa rata-rata atom berada di antara dua massa atom; oleh karena itu jawaban masuk akal. Perhatikan bahwa karena isotop 6329Cu lebih besar daripada isotop 6529Cu, massa rata-rata atom lebih mendekati kepada 62.93 sma daripada 64.9278 sma.

 

14.  Seng (Zn) merupakan logam berwarna keperak-perakan yang digunakan dalam pembuatan kuningan (dengan tembaga) dan melapisi besi untuk mencegah korosi. Berapa mol Zn dalam 45,9 g Zn?
Strategi: Kita mencoba memecahkan untuk mol Zn. Faktor konversi apa yang kita gunakan untuk mengubah antara gram dan mol? Susun faktor konversi yang sesuai sehingga satuan gram dapat dihilangkan dan satuan mol diperoleh sebagai jawabannya.
Solusi: Faktor konversi yang diperlukan untuk mengubah antara gram dan mol adalah massa molar. Dalam tabel periodik (lihat bagian dalam cover depan) kita melihat bahwa massa molar Zn adalah 65.39 g. Ini dapat dinyatakan sebagai:

1 mol Zn = 65.39 g Zn

Dari persamaan ini, kita dapat menulis dua faktor konversi:

(1 mol Zn)/(65.39 g Zn) dan (65.39 g Zn)/(1 mol Zn)

Faktor konversi bagian kiri adalah yang tepat. Gram akan hilang, menyisakan satuan mol untuk jawabannya. Jumlah mol Zn:

45.9 g Zn× (1 mol Zn)/(65.39 g Zn)=0.702 mol Zn

Jadi, terdapat 0.702 mol Zn dalam 45.9 g Zn.

 

15.  Sulfur (S) merupakan unsur non-logam yang berada dalam batubara. Ketika batubara dibakar, sulfur diubah menjadi sulfur dioksida dan akhirnya menjadi asam sulfat yang memunculkan fenomena hujan asam. Berapa banyak atom dalam 25.1 g S?
Strategi: Pertanyaan menugaskan mencari jumlah atom sulfur. Kita tidak dapat mengubah secara langsung dari gram ke jumlah atom sulfur. Satuan apakah yang kita butuhkan untuk mengkonversi gram sulfur kepada jumlah atom? Apakah bilangan Avogadro mewakili?
Solusi: Kita memerlukan dua kali konversi: pertama dari gram ke mol dan kemudian dari mol ke jumlah partikel (atom). Langkah pertama mirip dengan Contoh 14. Karena
1 mol S = 32.07 g S
faktor konversinya adalah
(1 mol)/(32.07 g S)

bilangan Avogadro merupakan kunci untuk langkah kedua. Kita memiliki
1 mol = 6.022 x 1023 partikel (atom)

dan faktor konversinya adalah

(6.022×〖10〗^23 atom S)/(1 mol S) dan (1 mol S)/(6.022×〖10〗^23 atom S)

Faktor konversi sebelah kiri yang kita butuhkan karena terdapat jumlah atom S dalam pembilangnya. Kita dapat memecahkan masalah dengan pertama-tama menghitung jumlah mol yang dikandung dalam 25.1 g S dan kemudian menghitung jumlah atom S dari jumlah mol S:

gram S → mol S→ jumlah atom S

Kita dapat menggabungkan konversi ini dalam satu langkah berikut:

25.1 g S× (1 mol S)/(32.07 g S)×(6.022×〖10〗^23 atom S)/(1 mol S)=4.71×〖10〗^23 atom S

Jadi, terdapat 4.71 x 1023 atom S dalam 25.1 g S.
Periksa: Apakah sudah seharusnya 25.1 g S mengandung jumlah atom lebih kecil daripada bilangan Avogadro? Apakah massa S mengandung bilangan Avogadro dari atomnya?

 

16.  Perak (Ag) merupakan logam berharga yang digunakan terutama dalam perhiasan. Berapa massa (dalam gram) satu atom Ag?
Strategi: Pertanyaan mengenai massa satu atom Ag. Berapa banyak atom Ag dalam 1 mol Ag dan berapa massa molar Ag?
Solusi: Karena 1 mol atom Ag mengandung 6.022 x 1023 atom Ag dan massanya 107.9 g, kita dapat menghitung massa satu atom Ag sebagai berikut:

1 atom Ag× (1 mol Ag)/(6.022×〖10〗^23 atom Ag)×(107.9 g)/(1 mol Ag)=1.792×〖10〗^(-22) g

Periksa: Karena 6.022 x 1023 atom Ag bermassa 107.9 g, maka satu atom Ag bermassa sangat kecil.

 

17.  Hitung massa molekul (dalam sma) senyawa berikut: (a) sulfur dioksida (SO2) dan (b) kafein (C8H10N4O2).
Strategi: Bagaimana massa atom dari unsur berbeda bergabung menjadi massa molekul suatu senyawa?
Solusi: Untuk menghitung massa molekul, kita membutuhkan jumlah keseluruhan massa atom dalam molekul. Untuk setiap unsur, kita mengalikan massa atom dari unsur dengan jumlah atom dari unsur di dalam molekul. Kita menemukan massa atom dalam tabel periodik (bagian dalam cover depan).
(a) Terdapat dua atom O dan satu atom S dalam SO2, jadi
Massa molekul SO2 = 32.07 sma + 2(16.00 sma) = 64.07 sma
(b) Terdapat delapan atom C, sepuluh atom H, empat atom N, dan dua atom O dalam kafein, jadi massa molekul C8H10N4O2 adalah
8(12.01 sma) + 10(1.008 sma) + 4(14.01 sma) + 2(16.00 sma) = 194.20 sma.

Iklan

Stoikiometri (Ringkasan)

Posted in Stoikiometri on Maret 12, 2014 by isepmalik

Massa atom diukur dalam satuan massa atom (sma), satuan relatif berdasarkan nilai yang tepat 12 untuk isotop C-12. Massa atom untuk atom-atom suatu unsur tertentu merupakan rata-rata distribusi isotop unsur di alam. Massa dari suatu molekul merupakan jumlah massa atom dari atom-atom suatu molekul. Massa atom dan massa molekul secara akurat ditentukan dengan spektrometer massa.

Satu mol merupakan bilangan Avogadro (6.022 x 1023) untuk atom, molekul, atau partikel lainnya. Massa molar (dalam gram) unsur atau senyawa secara numerik setara dengan massanya dalam satuan massa atom (sma) dan mengandung bilangan Avogadro atom-atom (dalam hal ini unsur), molekul (dalam hal ini zat molekuler), atau satuan rumus paling sederhana (dalam hal ini senyawa ion).

Komposisi persen berdasar massa senyawa merupakan persen berdasar massa setiap unsur yang ada. Jika mengetahui komposisi persen berdasarkan massa suatu senyawa, kita dapat menentukan rumus empiris senyawa dan juga rumus molekul senyawa jika massa molar diketahui.

Perubahan kimia (disebut reaksi kimia) direpresentasikan oleh persamaan kimia. Zat yang akan diubah—reaktan—dituliskan pada sisi kiri dan zat yang akan dibentuk—produk—muncul pada sisi kanan tanda panah. Persamaan kimia harus disetarakan, disesuaikan dengan hukum konservasi massa. Jumlah atom setiap unsur dalam reaktan harus setara dengan jumlah atom di dalam produk.

Stoikiometri merupakan studi kuantitatif mengenai produk dan reaktan dalam reaksi kimia. Perhitungan stoikiometri merupakan langkah terbaik dengan menyatakan kuantitas yang diketahui atau tidak diketahui dalam istilah mol dan kemudian mengubahnya ke dalam satuan lain yang diperlukan. Pereaksi pembatas merupakan reaktan yang ada dalam jumlah stoikiometri terkecil. Ia membatasi jumlah produk yang dapat dibentuk. Jumlah produk yang diperoleh dalam reaksi (hasil aktual) mungkin kurang dari jumlah maksimum yang mungkin (hasil teoritis). Perbandingan kedua hasil tersebut dikalikan 100 persen yang dinyatakan sebagai persen hasil.

Latihan Soal 1-12

Posted in Bank Soal with tags , , , , , on Mei 11, 2012 by isepmalik

1. Atom klor mempunyai dua isotop dengan massa masing-masing 35 (m1) dan 37 (m2). Misal kelimpahan untuk isotop ke-1 (A1), kelimpahan untuk isotop ke-2 (A2 = 100% – A1).

Ar Cl     = A1m1 + A2m2

= A1 35 + (100% – A1) 37

35,45     = 35A1 + (100% – A1) 37

A1           = 18,32%

A2          = 100% – 18,32% = 81,68%

Jadi, untuk memperoleh massa atom klor 35,45 dibutuhkan kelimpahan isotop ke-1 18,32% dan kelimpahan isotop ke-2 81,68%.

2. Ar U      = A1m1 + A2m2

= 99,3% x 238 + 0,7% x 235

= 236,334 + 1,645

= 237,979 sma

3. Penentuan massa atom isotop suatu unsur adalah seberapa kali besarnya dibandingkan terhadap massa standar atom.

  • Dengan standar atom oksigen 16,00 sma

Massa atom isotop unsur X adalah:

Massa atom isotop unsur X

1/16 x massa atom oksigen

  • Dengan standar atom karbon-12

Massa atom isotop unsur X adalah:

Massa atom isotop unsur X

1/12 x massa atom C-12

4.     (a)     Volum 0,50 mol gas CO2

Volum CO2 = 0,50 mol x 22,4 L/mol = 11,2 L

(b)    Volum 5,00 gram senyawa H2S; Mr (H2S) = 34 sma

Jumlah mol H2S           = 5 gram/ 34 gram mol-1

= 0,147 mol

Volum H2S         = 0,147 mol x 22,4 L mol-1

= 3,293 L

(c)     Volum untuk 3,02 x 1022 molekul O2

Jumlah mol O2             = 3,01 x 1022 molekul

6,02 x 1023 molekul/mol

= 0,05 mol

Volum O2                       = 0,05 mol x 22,4 L/mol

= 0,112 L

5. Dari hukum gas ideal : PV = nRT

V = nRT / P     = (1 mol)(0,082 L atm K-1 mol-1)(298 K) / (0,92 atm)

= 25,56 L

6. Dari hukum gas ideal : PV = nRT

n = PV / RT     = (0,92 atm) (2,50 L) / (0,082 L atm K-1 mol-1)(298 K)

= 0,09 mol

7. Jumlah mol NO         = 3,6 gram / 30 gram mol-1

= 0,12 mol

Mencari mol SO2 dari:

S(s) + O2(g) ® SO2(g)

Jumlah mol S             = 6,00 gram / 32 gram mol-1

= 0,19 mol

Dari persamaan reaksi terlihat bahwa perbandingan mol S sama dengan mol SO2 = 0,19 mol

nNO / VNO = nSO2 / VSO2  ® VSO2 = (nSO2)(VNO) / nNO

= (0,19 mol)(5,60 L) / (0,12 mol)

= 8,87 L

8. Jumlah mol X = (3,00 x 1023 atom) / (6,02 x 1023 atom/mol)

= 0,5 mol

Ar X = (2,00 gram) / 0,5 mol) = 4,00 gram mol-1 = 4 sma.

9. Massa C    = (12 gram mol-1)(3,0806 gram) / (44 gram mol-1)

= 0,84 gram

Massa H   = 2(1 gram mol-1)(0,7206 gram) / 18 gram mol-1

= 0,08 gram

a. Mencari persen masing-masing unsur

Persen C    = (0,84 gram C)(100%) / (0,9214 gram cuplikan)

= 91,16%

Persen H   = (0,08 gram H)(100%) / (0,9214 gram cuplikan)

= 8,68%

b. Rumus empiris, misalkan cuplikan itu sebanyak 100 gram

Mol C  : mol H

(91,16 gram) / (12 gram mol-1) = (8,68 gram) / (1 gram mol-1)

7,59 mol : 8,68 mol » 1 : 1

Jadi, rumus empirisnya adalah CH

10. Misalkan berat senyawa sebanyak 100 gram, maka berat nitogen = 87,50 gram, berat H = 12,50 gram

  • Mencari rumus empiris:

Mol N : mol H

(87,50 gram) / (14 gram mol-1) : (12,5 gram) / (1 gram mol-1)

6,25 mol : 12,5 mol » 1 : 2

Rumus empirisnya adalah NH2

  • Mencari rumus molekul:

(NH2)n = 48 –> n = 3

Rumus molekulnya adalah N3H6

11. Misalkan berat senyawa sebanyak 100 gram, maka berat C = 29,80 gram; N = 11,60 gram; S = 26,40 gram; O = 26,40 gram; H = 5,80 gram.

Perbandingan mol kelima unsur:

Mol C : mol N : mol S : mol O : mol H

 

2,48 mol : 0,83mol : 0,83 mol : 1,65 mol : 5,80 mol

3 : 1 : 1 : 2 : 7

Jadi, rumus empirisnya adalah C3NSO2H7

12. Misalkan berat senyawa sebanyak 100 gram.

P = 56,34 gram; O = 43,66 gram.

  • Mencari rumus empiris:

Mol P : mol O       » 56,34 g P / 30,97 g mol-1 : 43,66 g O / 16 g mol-1

= 2 : 3

Jadi, rumus empirisnya P2O3

  • Mencari rumus molekul:

(P2O3)n = 220  ® n = 2

Jadi, rumus molekulnya adalah P4O6

Stoikiometri (Dasar Perhitungan Kimia)

Posted in Stoikiometri with tags , , , , , on April 21, 2012 by isepmalik

  • Massa atom mutlak suatu unsur tidak diketahui secara tepat, melainkan hanya merupakan skala relatif hasil perbandingan dengan atom unsur lain sebagai standar satuan massa atom. Karena massa atom bukan harga mutlak melainkan harga relatifnya, maka digunakan istilah massa atom relatif, disingkat Ar. Satuan massa atom relatif adalah sma, singkatan dari satuan massa atom.
  • Sebagai standar satuan massa atom pertama kali adalah atom unsur hidrogen, besarnya ditetapkan sama dengan 1 sma. Sedangkan massa atom yang lain merupakan kelipatan dari massa atom hidrogen. Sebagai standar massa atom yang kedua ditetapkan atom unsur oksigen sebesar 16 sma. Dengan ditetapkannya atom oksigen sebagai  standar massa atom, mengakibatkan satuan massa atom unsur-unsur lain lebih mendekati bilangan bulat. Tetapi, setelah ditemukannya isotop-isotop unsur yang ada di alam, standar satuan massa atom digati oleh isotop atom unsur karbon-12, dan ditetapkan massa isotop atom karbon-12 adalah 12,00 sma.
  • Dengan diciptakannya alat spektrometer massa, massa atom relatif terkini didasarkan pada jumlah rata-rata massa atom isotop-isotopnya dengan memperhitungkan kelimpahannya di alam.
  • Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa yang berbentuk molekular ditentukan oleh jumlah massa relatif atom-atom penyusunnya. Senyawa yang tersusun atas ion-ionnya (senyawa ionis), istilah massa molekul relatif diganti  menjadi massa rumus relatif.
  • Dalam stoikiometri, bilangan sebesar 6,022 x 1023 dinamakan tetapan Avogadro, dilambangkan dengan huruf L. Lambang ini diambil dari nama Loschmidt, pakar fisika Austria yang pertama kali menentukan besarnya tetapan Avogadro. Zat yang mengandung partikel sebanyak tetapan Avogadro (6,022 x 1023 partikel) ditetapkan satu mol. Dengan kata lain, satu mol setiap zat mengandung 6,022 x 1023 partikel (atom, molekul, ion) penyusun zat itu.
  • Massa molar adalah massa satu mol setiap zat dalam satuan gram, besarnya sama dengan nilai massa atom relatifnya atau massa molekul relatif senyawa itu. Volum molar gas adalah volum satu mol gas pada keadaan 00C dan tekanan 1 atm sebesar 22,4 L. Pengukuran suatu gas pada 00C dan 1 atm dinamakan keadaan standar atau STP singkatan dari Standar Temperatur and Pressure.
  • Koefisien reaksi dalam suatu persamaan kimia, selain menunjukkan perbandingan volum dan jumlah partikel yang bereaksi, juga menyatakan perbandingan mol zat-zat yang bereaksi. Perbandingan koefisien reaksi ini dinamakan nisbah stoikiometri, NS.
  • Konsentrasi suatu zat dalam larutan biasa dinyatakan dalam mol zat terlarut per liter larutan. Konsentrasi seperti ini dinanamakan molaritas atau konsentrasi molar, disingkat M.
  • Terdapat beberapa hukum dasar gas yaitu hukum Boyle, hukum Charles, hukum Boyle-Gay Lussac, hukum Dalton dan hukum gas ideal.
  • Hukum Boyle menyatakan bahwa pada suhu tetap, volum gas berbanding terbalik dengan tekanan gas. Hukum Charles menyatakan bahwa pada tekanan tetap, volum gas berbanding terbalik dengan suhu mutlaknya. Hukum Boyle-gay Lussac menyatakan bahwa perbandingan antara perkalian tekanan dan volum terhadap suhu mutlak adalah tetap. Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan total campuran gas merupakan jumlah aljabar dari tekanan parsialnya. Dari hukum dasar gas melahirkan hukum gas ideal yang dinyatakan dengan persamaan PV=nRT, dengan P adalah tekanan, V volum gas, T suhu mutlak, R tetapan gas dan n jumlah mol gas.
  • Stoikiometri dapat diterapkan dalam perhitungan reaksi-reaksi kimia, beberapa konsep yang terlibat dalam perhitungan kimia seperti massa molar, volum molar, nisbah stoikiometri, massa jenis, konsentrasi zat dan pereaksi pembatas serta rumus kimia.

(Sumber: Yayan Sunarya. (2000). Kimia Dasar [Prinsip-prinsip Kimia Terkini] Jilid 1. Bandung: Alkemi Grafisindo. Hal: 84).