< PreviousKimia X SMA91Dari sini Avogadro mengajukan hipotesisnya yang dikenal hipotesis Avogadroyang berbunyi:“Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang samaakan mengandung jumlah molekul yang sama pula.”Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlahmolekul yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain perbandingan volumegas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya (Martin S. Silberberg,2000). Marilah kita lihat bagaimana hipotesis Avogadro dapat menjelaskanhukum perbandingan volume dan sekaligus dapat menentukan rumus molekulberbagai unsur dan senyawa.1.Reaksi antara gas hidrogen dengan gas klorin membentuk gas hidrogen klorida. Menurutpercobaan, perbandingan volume gas hidrogen : klorin : hidrogen klorida adalah 1 : 1 :2. Berarti perbandingan jumlah molekul hidrogen : klorin : hidrogen klorida yang terlibatdalam reaksi adalah 1 : 1 : 2. Jika dimisalkan rumus molekul gas hidrogen adalah Hx,klorin Cly, dan hidrogen klorida HaClb (x,y,a,b harus bilangan bulat), maka persamaanreaksinya dapat ditulis:1Hx(g) + 1Cly(g) ⎯⎯→2HaClb(g)Nilai paling sederhana untuk x dan y yang membuat persamaan tersebut setara adalahx = 2 dan y = 2 (tidak mungkin nilai x = 1 dan y = 1 sebab jika x = 1 dan y = 1, makanilaia dan b merupakan pecahan, yaitu 0,5).Untukx = 2 maka nilai a = 1 dan untuk y = 2 maka nilai b = 1.Jadi, rumus molekul hidrogen adalah H2, klorin adalah Cl2, dan hidrogen klorida adalahHCl.Persamaan reaksi di atas menjadi:H2(g) + Cl2(g)⎯⎯→ 2 HCl(g)2.Reaksi antara gas hidrogen dengan gas oksigen membentuk uap air. Menurut pecobaan,perbandingan volume gas hidrogen : oksigen : uap air adalah 2 : 1 : 2. Berartiperbandingan jumlah molekul gas hidrogen : oksigen : uap air yang terlibat dalamreaksi adalah 2 : 1 : 2. Misalkan rumus gas hidrogen adalah Hx, oksigen Oy, dan airHaOb,maka persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.2Hx(g) + 1Oy(g) ⎯⎯→2HaOb(g)Dengan rumus molekul hidrogen H2 (x = 2) maka nilai a = 2. Nilai paling sederhanauntuky adalah 2, dengan demikian b = 1. Jadi rumus molekul hidrogen adalah H2 danoksigen O2, sehingga rumus molekul air adalah H2O.C o n t o h 3.8Kimia X SMA92Jumlah AtomJumlah Atom∑Ruas Kiri = ∑Ruas Kanan di Ruas Kiridi Ruas Kanan C = 2x C = 42x = 4maka x = 2 H = 2y H = 2 × 2 = 42y = 4maka y = 2Menentukan Rumus Molekul Senyawa Gas1.Dua liter gas nitrogen (N2) tepat bereaksi dengan 3 liter gas oksigen (O2) membentuk2 liter gas NaOb, semuanya diukur pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama. Tentukanrumus molekul gas tersebut!Jawab:Karena perbandingan volume gas merupakan koefisien reaksi, maka persamaanreaksinya dapat ditulis sebagai berikut.2 N2(g) + 3 O2(g) ⎯⎯→2 NaOb(g)Jumlah atom ruas kiri = jumlah atom ruas kananJadi, rumus molekul gas NaOb = N2O3.2.Suatu senyawa hidrokarbon (CxHy) yang berwujud gas terbakar menurut reaksi:CxHy(g) + O2(g)⎯⎯→ CO2(g) + H2O(g) (belum setara)Dari percobaan diketahui bahwa untuk membakar 2 liter gas CxHy (T,P) diperlukan 5liter gas oksigen (T,P) dan dihasilkan 4 liter gas karbon dioksida (T,P). Tentukanrumus molekul hidrokarbon tersebut!Jawab:Karena perbandingan volume merupakan koefisien reaksi, maka persamaan reaksinyamenjadi:2 CxHy(g) + 5 O2(g)⎯⎯→4 CO2(g) + …. H2O(g)(belum setara)Untuk kesetaraan atom oksigen, maka koefisien H2O adalah 2 (10 – 8), dengan demikianpersamaan reaksi setara menjadi:2 CxHy(g) + 5 O2(g)⎯⎯→ 4 CO2(g) + 2 H2O(g)Untuk kesetaraan atom C dan H sebagai berikut.Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C2H2.Jumlah Atom Jumlah Atom∑Ruas Kiri = ∑Ruas Kanan di Ruas Kiridi Ruas KananN = 2 × 2 = 4N = 2a4 = 2a maka a = 2O = 3 × 2 = 6O = 2b6 = 2b maka b = 3C o n t o h 3.9Kimia X SMA931.Satu liter (T,P) gas fosfor (P4) bereaksi dengan 5 liter (T,P) gas oksigen (O2)membentuk 2 liter gas PaOb . Tentukan rumus molekul gas PaOb!2.Dua liter (T,P) gas nitrogen bereaksi dengan 4 liter (T,P) gas oksigen membentuk 4liter gas X. Tentukan rumus molekul gas X tersebut!3.Pada penguraian sempurna 10 liter (T,P) suatu oksida nitrogen (NaOb) yang berupagas dihasilkan 20 liter (T,P) gas nitrogen dioksida dan 5 liter (T,P) gas oksigen.Tentukan rumus molekul NaOb!4.Pada pembakaran sempurna 5 liter (T,P) gas CxHy diperlukan 15 liter (T,P) gasoksigen dan dihasilkan 10 liter (T,P) gas karbon dioksida sesuai persamaan reaksiberikut.CxHy(g) + O2(g)⎯⎯→ CO2(g) + H2O(l)(belum setara)Tentukan rumus molekul CxHy tersebut!1.Menentukan Volume Gas Lain Jika Volume Salah Satu Gas DiketahuiLima liter gas butana (C4H10) dibakar sempurna menurut reaksi:C4H10(g) + O2(g) ⎯⎯→ CO2(g) + H2O(l) (belum setara)Hitunglah volume oksigen yang dibutuhkan dan volume gas karbon dioksida yangterbentuk!Jawab:2 C4H10(g) + 13 O2(g) ⎯⎯→ 8 CO2(g) + 10 H2O(l)Volume oksigen=2410koefisienOkoefisienCH × volume C4H10=132 × 5 liter = 32,5 literVolume karbon dioksida=2410koefisienCOkoefisienCH × volume C4H10=82 × 5 liter = 20 liter2.Volume Gas dalam CampuranPada pembakaran sempurna 5 liter (T,P) campuran CH4 dan C2H6 dihasilkan 7 liter(T,P) karbon dioksida. Tentukan volume masing-masing gas dalam campuran itu!Latihan 3.9C o n t o h 3.10Kimia X SMA94Latihan 3.10Jawab:Persamaan reaksi pembakaran CH4 dan C2H6tersebut adalah:CH4(g) + 2 O2(g)⎯⎯→ CO2(g) + 2 H2O(l)2 C2H6+ 7 O2(g)⎯⎯→ 4 CO2(g) + 6 H2O(l)Misal: volume C2H6=A liter volume CH4= (5 – A) liter(1)CH4(g) + 2 O2(g)⎯⎯→CO2(g)+2 H2O(l)(5 – A) liter(5 – A) liter(2)2 C2H6(g)+7 O2(g)⎯⎯→4 CO2(g) +6 H2O(l)A liter42 × A liter= 2A literDari persamaan (1) dan (2), maka volume CO2 total=CO2(1) + CO2(2) 7=(5 – A) + 2A 7 – 5=A A=2Jadi,volume C2H6=A liter=2 litervolume CH4=5 – A=5 – 2 = 3 liter1.Gas belerang dioksida dibuat dengan reaksi antara gas belerang dan gas oksigen menurutpersamaan reaksi:S(g) + O2(g)⎯⎯→ SO2(g)Berapa volume gas belerang (T,P) dan gas oksigen (T,P) yang diperlukan untukmembuat 50 liter gas belerang dioksida (T,P)?2.Pada pembakaran 5 liter (T,P) alkohol menurut reaksi:C2H5OH(g) + O2(g)⎯⎯→ CO2(g) + H2O(l)tentukan volume oksigen (T,P) dan volume gas karbon dioksida (T,P)!3.Pada pembakaran sempurna 10 liter (T,P) campuran CH4 dan C2H4 sesuai reaksi: CH4(g) + 2 O2(g) ⎯⎯→CO2(g) + 2 H2O(l)C2H4(g) + 3 O2(g) ⎯⎯→2 CO2(g) + 2 H2O(l)tentukan susunan volume dalam campuran tersebut!Kimia X SMA95 1.Untuk membuat 36 gram tembaga sulfida dengan perbandingan massa Fe : S = 7 : 4,tentukan massa besi dan belerang yang dibutuhkan! 2.Perbandingan massa karbon dengan massa oksigen dalam CO2 adalah 3 : 4. Berapa-kah massa masing-masing unsur yang terdapat dalam 28 gram gas karbon dioksida? 3.Pada reaksi:PCl3(g) + Cl2(g) ⎯⎯→ PCl5(g)tentukan perbandingan volume PCl3:Cl2: PCl5! 4.Bila dua unsur, S dan O, dapat membentuk dua senyawa, yaitu SO2 dan SO3,bagaimanakah perbandingan massa unsur S dan O pada senyawa pertama dan senyawakedua? (ArS = 32 dan O = 16). 5.Berikut adalah hasil percobaan reaksi antara tembaga (Cu) dengan belerang (S)menghasilkan tembaga sulfida.Berdasarkan data hasil percobaan tersebut, berapakah perbandingan massa tembagadan belerang dalam senyawa CuS? 6.Dua liter suatu gas hidrokarbon (CxHy) dibakarsempurna memerlukan 6 liter gas ok-sigen dan menghasilkan 4 liter gas karbon dioksida dan uap air. Tuliskan persamaanreaksi dan tentukan rumus kimia gas hidrokarbon tersebut! 7.Pada suhu dan tekanan tertentu, 5 liter gas CO2 mengandung 6,02 × 1023 molekul.Pada suhu dan tekanan yang sama, berapakah volume dari 3,01 × 1024 molekul gasNH3? 8.Delapan liter campuran gas metana (CH4) dan propana (C3H8)yang dibakar me-merlukan 25 liter gas oksigen. Berapakah volume masing-masing gas? 9.Sepuluh liter gas NxOy terurai 10 liter gas NO dan 5 liter O2. Tentukan rumus kimiagas tersebut!10.Diketahui reaksi:C2H4 + 3 O2 ⎯⎯→ 2 CO2 + 2 H2OBila udara mengandung 20% oksigen, berapa liter udara yang diperlukan untukmembakar 2 liter C2H4?11.Berapa liter uap air yang terbentuk dari 4 liter gas H2 dan 2 liter gas O2? Tuliskanpersamaan reaksinya!Latihan 3.11No. Massa Cu (gram) Massa S (gram) Massa CuS (gram) 1.0,240,12 0,36 2.0,300,15 0,45 3.0,400,20 0,60 4.0,500,25 0,75Kimia X SMA9612.Pada suhu dan tekanan tertentu, gas etanol (C2H5OH) dibakar sempurna dengan 60liter udara yang mengandung 20% oksigen, menurut persamaan reaksi:C2H5OH + 3 O2 ⎯⎯→2 CO2 + 3 H2OBila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan:a.volume etanol yang dibakarb.volume gas karbon dioksida yang dihasilkan13.Satu liter campuran gas mengandung 60% gas metana (CH4) dan 40% gas etana(C2H6). Tuliskan persamaan reaksinya dan tentukan volume gas oksigen yangdiperlukan!14.Pada suhu dan tekanan tertentu, 10 mL gas nitrogen mengandung 1,204 × 1021 molekul,bereaksi dengan hidrogen sebagai berikut.N2(g) + 3 H2(g) ⎯⎯→ 2 NH3(g)Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan:a.volume hidrogen dan volume amonia (NH3)b.jumlah molekul hidrogen dan amonia15.Suatu hidrokarbon (CxHy) dibakar sempurna dengan oksigen menghasilkan gas CO2dan uap air dengan volume yang sama. Tentukan perbandingan x dengan y! 1.Bagaimana bunyi hukum Gay Lussac dan hipotesis Avogadro? Sebutkan manfaat darimasing-masing hukum tersebut! 2.Dalam 1 liter gas oksigen (T,P) terdapat 2,3 × 1022 molekul oksigen. Pada suhu dantekanan yang sama, tentukan:a.jumlah molekul 5 liter gas amoniab.jumlah atom dalam 10 liter gas neonc.jumlah molekul dalam 2 liter gas hidrogen 3.Pada suhu dan tekanan tertentu, satu liter gas nitrogen mengandung Q partikel. Padasuhu dan tekanan yang sama, tentukan jumlah partikel 7 liter gas amonia! 4.Satu liter (T,P) gas fosfor (P4) direaksikan dengan 6 liter (T,P) gas klorin (Cl2)membentuk 4 liter gas PxCly. Tentukan rumus molekul gas PxCly tersebut! 5.Suatu bahan bakar gas terdiri dari 80% volume metana (CH4) dan sisanya etana(C2H6). Hitunglah volume oksigen (T,P) yang diperlukan untuk membakar sempurna1 liter (T,P) bahan bakar tersebut! 6.Berapa liter udara (T,P) yang diperlukan untuk membakar sempurna 5 liter C2H6, biladiketahui kadar oksigen di udara adalah 20%? Persamaan reaksinya sebagai berikut. C2H6(g) + O2(g)⎯⎯→CO2(g) + H2O(l)(belum setara)Latihan 3.12Kimia X SMA977.Pada pembakaran sempurna 10 liter (T,P) campuran metana (CH4) dan etana (C2H6)dihasilkan 13 liter karbon dioksida (T,P). Persamaan reaksinya adalah:CH4(g) + 2 O2(g)⎯⎯→ CO2(g) + 2 H2O(l)2 C2H6(g) + 7 O2(g) ⎯⎯→ 4 CO2(g) + 6 H2O(l)Hitunglah:a.komposisi masing-masing gas dalam campuranb.volume oksigen yang dibutuhkan8.Pada pembakaran sempurna 5 liter gas yang merupakan campuran metana (CH4) danasetilena (C2H2) dipElektrolit erlukan 11 liter (T,P) gas oksigen. Persamaan reaksinyaadalah:CH4(g) + 2 O2(g)⎯⎯→CO2(g) + 2 H2O(l)2 C2H2(g) + 5 O2(g)⎯⎯→4 CO2(g) + 2 H2O(l)Hitunglah volume masing-masing gas dalam campuran!3.4Konsep MolDalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan satuan untuk me-nyebutkan bilangan yang besar untuk mempermudah perhitungan. Sebagai contohsatuan lusin digunakan untuk menyebutkanbenda yang jumlahnya 12 buah.1 lusin=12 buah2 lusin=2 × 12= 24 buahSatuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebutmol. Satu mol zat mengandung jumlah partikelyang sama dengan jumlah partikel dalam 12gram C–12, yaitu 6,02 × 1023 partikel. Jumlahpartikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro.Partikel zat dapat berupa atom, molekul, atauion (Martin S. Silberberg, 2000).Contoh:•1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 1023atom besi (partikel unsur besi adalah atom).•1 mol air (H2O) mengandung 6,02 × 1023molekul air (partikel senyawa air adalahmolekul).•1 mol Na+ mengandung 6,02 × 1023 ion Na+(partikel ion Na+ adalah ion).•5 mol CO2 mengandung 5 × 6,02 × 1023 =3,01 × 1024 molekul CO2.•0,2 mol hidrogen mengandung 0,2 × 6,02 ×1023= 1,204 × 1023 atom hidrogen.Gambar 3.7 Garam natrium klorida (NaCl)sebanyak 1 mol. Sumber: Chemistry, “TheMolecules Nature of Matter and Change”,Martin S. Silberberg, USA.Gambar 3.8 Natrium bikromat (Na2CrO4)sebanyak 1 mol. Sumber: Chemistry, “TheMolecules Nature of Matter and Change”,Martin S. Silberberg, USA.Kimia X SMA98A.Hubungan Mol (n) dengan Jumlah Partikel (X)Hubungan antara jumlah mol (n) dengan jumlah partikel (X) dalam zatdapat dinyatakan sebagai berikut.X = n × 6,02 × 1023Jumlah partikel = mol × 6,02 × 1023ataun = 236,02 × 10Xmol = 23jumlahpartikel6,02 × 101.Suatu sampel logam mengandung 5 mol emas murni (Au).b.Apakah jenis partikel unsur emas?c.Berapakah jumlah partikel dalam sampel tersebut?Jawab:a.Emas adalah unsur logam, sehingga jenis partikelnya adalah atom emas.b.Jumlah partikel dalam 5 mol emas murni adalah:X = n × 6,02 × 1023partikel/mol = 5 mol × 6,02 × 1023partikel/mol=3,01 × 1024 atom emas2.Suatu sampel gas O2 mengandung 1,505 × 1023 partikel.a.Apa jenis partikel gas O2?b.Berapa banyaknya mol O2 tersebut?Jawab:a.Gas O2 adalah unsur diatomik dengan partikel berupa molekul unsur.b.Banyaknya mol O2 yang mengandung 1,505 × 1023 partikel adalah:n = 236,02 × 10X = 23231,505 × 106,02 × 10 = 0,25 mol3.Terdapat 10 mol senyawa MgCl2.a. Sebutkan jenis partikel senyawa MgCl2!b. Berapa jumlah partikel senyawa dalam sampel tersebut?Jawab:a.MgCl2adalah senyawa ion dengan partikel berupa ion Mg2+ dan ion Cl–.b.Jumlah partikel berupa ion Mg2+ dan ion Cl– dalam 10 mol MgCl2.1 mol MgCl2 mengandung 1 mol Mg2+ dan 2 mol Cl–, sehingga 10 mol MgCl2mengandung 10 mol Mg2+ dan 20 mol Cl–.Jumlah ion Mg2+= mol × 6,02×1023 partikel/mol= 10 mol × 6,02×1023partikel/mol = 6,02 × 1024partikel(ion)C o n t o h 3.11Kimia X SMA99 Jumlah ion Cl–= mol × 6,02× 1023partikel/mol= 20 mol × 6,02× 1023partikel/mol = 1,204 × 1025 partikel(ion)Jadi, dalam 10 senyawa MgCl2 mengandung 6,02 × 1024 ion Mg2+ dan 1,204 × 1025ion Cl–.1.Dalam 0,1 mol H2SO4, tentukan:a.jumlah partikel H2SO4b.jumlah atom H, S, dan Oc.jumlah ion H+ dan ion SO42–2.Hitunglah jumlah molekul urea yang terkandung dalam 20 mol urea!3.Dalam 0,75 mol NH3, tentukan:a.jumlah molekul NH3b.jumlah atom N dan H4.Hitunglah banyaknya mol besi yang mengandung 4,816 × 1024 atom besi!5.Hitunglah banyaknya mol air yang mengandung 3,01 × 1022 molekul air!6.Hitunglah banyaknya mol aluminium yang mengandung 500.000 atom aluminium!7.Dalam 10 mol senyawa ion Na2CO3, hitunglah banyaknya ion Na+ dan CO32–!8.Dalam 5 mol C6H12O6, hitunglah banyaknya atom C, H, dan O!9.Hitunglah banyaknya mol kapur CaCO3 yang mengandung 3,612 × 1023 molekulCaCO3!10.Hitunglah banyaknya mol CO2 yang mengandung 1,204 × 1018 molekul CO2!B.Massa MolarMassa molar (mm) menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat. Massa1 mol zat sama dengan massa molekul relatif (Mr) zat tersebut dengan satuangram/mol.Untuk unsur yang partikelnya berupa atom, maka massa molar sama denganAr (massa atom relatif) dalam satuan gram/mol.Contoh:•Massa molar kalsium (Ca) = massa dari 1 mol kalsium (Ca) = Ar Ca = 40gram/mol.•Massa molar besi (Fe) = massa dari 1 mol besi (Fe) = Ar Fe = 56 gram/mol.•Massa molar aluminium (Al) = massa dari 1 mol aluminium (Al) = Ar Al= 27 gram/mol.Latihan 3.13Kimia X SMA100Untuk unsur yang partikelnya berupa molekul dan senyawa, maka massamolar sama dengan Mr (massa molekul relatif) dalam satuan gram/mol.Mr = ∑Ardengan:Mr =massa molekul relatif (gram/mol)Ar =massa atom relatif (gram/mol)(James E. Brady, 1990)a.Massa molar H2=massa dari 1 mol H2=Mr H2=2 × Ar H=2 × 1 gram/mol=2 gram/molb.Massa molar O2=massa dari 1 mol O2=Mr O2=2 × Ar O=2 × 16 gram/mol=32 gram/molc.Massa molar CO2=massa dari 1 mol CO2=MrCO2=Ar C + (2 × Ar O)=12 + (2 × 16)=12 + 32 = 44 gram/mold.Massa molar H2O=(2 × Ar H) + Ar O=(2 × 1) + 16=2 + 16=18 gram/mole.Massa molar H2SO4=(2 × Ar H) + Ar S + (4 × Ar O)=(2 × 1) + 32 + (4 × 16)=2 + 32 + 64=98 gram/molf.Massa molar CH3COOH=(2 × Ar C) + (4 × Ar H) + (2 × Ar O)=(2 × 12) + (4 × 1) + (2 × 16)=24 + 4 + 32=60 gram/molg.Massa molar (NH4)2CO3=(2 × Ar N) + (8 × Ar H) + Ar C + (3 × Ar O)=(2 × 14) + (8 × 1) + 12 + (3 × 16)=28 + 8 + 12 + 48=96 gram/molC o n t o h 3.12Next >