< Previous 101 Materi tersusun dari partikel kecil yang tidak dapat dibagi-bagi yang disebut atom. Semua atom unsur tertentu adalah identik, tetapi berbeda dengan atom-atom unsur-unsur lain (ini berarti bahwa semua atom dari unsur yang sama mempunyai massa yang sama, tetapi massa ini berbeda dengan massa atom unsur-unsur lain) Senyawa kimia tersusun dari atom unsur-unsurnya dalam suatu angkabanding numerik yang tetap dan pasti. Reaksi kimia terdiri atas pengocokan ulang atom-atom dari satu perangkat kombinasi ke perangkat kombinasi lain. Namun demikian atom-atom individu itu sendiri tetap utuh tidak berubah. a) Hukum Kekekalan Dalam setiap reaksi kimia, ”massa tidak diciptakan maupun dimusnahkan”. Jika suatu reaksi kimia hanya mengambil atom-atom dari pereaksi dan membagi ulang atom-atom itu menjadi produk-produk, maka jumlah atom-atom dari tiap jenis akan tetap sama (tentu saja asal tidak ada atom yang dapat memasuki atau meninggalkan bejana reaksi). Karena atom-atom tidak berubah massanya selama reaksi massa, total atom-atom harus tetap tidak berubah. Dengan perkataan lain massa harus konstan selama reaksi. Hukum kekekalan massa merupakan hukum kimia yang penting yang mendasari reaksi kimia dan merupakan alasan yang membuat kita harus memberimbangkan persamaan reaksi b) Hukum Proporsi Pasti Hukum ini menyatakan bahwa: ” dalam setiap cuplikan zat kimia, kita selalu menemukan unsur-unsur yang sama (seperti dalam cuplikan zat itu) yang perbandingan massanya pasti dan tetap”. Jika dua unsur A dan B membentuk senyawa yang tiap molekul zat 102 itu tersusun dari satu atom A dan satu atom B (molekul dapat dibayangkan sebagai kelompok atom yang bersama-sama terikat cukup erat sehingga berperilaku dan dapat dikenali sebagai partikel tunggal). Andaikan bahwa sebuah atom A dua kali lebih berat daripada sebuah atom B, sehingga jika secara sembarang B diberi massa 1 satuan, maka massa sebuah atom A akan menjadi 2 satuan. Contohnya dalam setiap cuplikan air murni selalu kita jumpai unsur hidrogen dan oksigen dengan perbandingan 1 gram H terhadap 8 gram O, jadi seandainya cuplikan air itu diambil sehingga mengandung 2 gram H maka cuplikan itu akan mengandung 16 gram O, angkabanding tersebut akan selalu tetap. Jika kita membentuk air dari hidrogen dan oksigen, unsur-unsur tersebut bersenyawa tepat dengan angkabandingnya tidak perduli banyaknya unsur yang benar-benar tersedia. Jika 2 gram hidrogen dibiarkan bereaksi dengan 8 gram oksigen, semua oksigen akan habis namun hanya 1 gram hidrogen bereaksi, 1 gram hidrogen akan tersisa. Semua senyawa mempunyai angkabanding yang tetap yang serupa yaitu angkabanding massa unsur-unsurnya. c) Massa Atom Dalam teori atom Dalton menyatakan bahwa tiap unsur mempunyai atom dengan massa yang khas, sehingga mendorong para kimiawan untuk mengukur massa atom, namun atom terlalu kecil untuk dapat ditimbang. Seperti pada contoh diatas dari dua atom, satu atom A dan satu atom B dengan angkabanding massa dalam cuplikan yang manapun juga adalah 2 banding 1 karena massa-massa atom berbanding 2:1. Satu-satunya cara agar angka banding massa selalu 2:1 adalah jika angkabanding massa atom-atom itu sendiri adalah 2:1. Dengan menetapkan angka banding 103 massa unsur-unsur dalam suatu cuplikan besar dapat disimpulkan mengenai angkabanding massa atom-atom dalam senyawa itu. Dengan mengukur angka banding massa unsur, dapat dibayangkan angka banding massa atom, namun ada suatu persyaratan penting yaitu harus mengetahui rumus senyawa itu. Rumus senyawa tersebut dapat diketahui dengan mengetahui massa relatif atom unsur-unsur. Massa relatif menggambarkan seberapa besar lebih beratnya satu atom tertentu dibandingkan atom yang lain. Kita dapat mengetahui massa atom tersebut jika kita tahu massa sebuah atom salah satu unsur, kemudian massa yang lain dapat dihitung dari angkabanding massa. Karena atom terlalu kecil untuk dilihat dan ditimbang dalam satuan gram pada suatu neraca, direkalah suatu skala massa atom yaitu massa diukur dalam satuan massa atom (lambang SI nya u) yang didasarkan pada isotop karbon 12. Isotop karbon ini diberi nilai massa secara eksak sebesar 12 u, sehingga satuan massa atom didefinisikan sebagai 1/12 massa satu atom isotop ini, dengan memilih satuan massa atom sebesar ini, massa-massa atom dari unsur lain ternyata hampir merupakan bilangan bulat. d) Hukum Proporsi Ganda ”Andaikan saja kita mempunyai dua culikan dua senyawa yang terbentuk dari dua unsur yang sama. Jika massa satu unsur dalam dua cuplikan itu sama maka massa unsur yang saling berbanding menurut bilangan bulat kecil. Karbon membentuk dua senyawa berlainan dengan oksigen yaitu, karbon monoksida dan karbon dioksida. Dalam 2,33 gram karbon monoksida kita jumpai 1,33 gram oksigen bersenyawa dengan 1 gram karbon. Dalam 3,66 104 gram karbon dioksida kita peroleh 2,66 gram oksigen bersenyawa dengan 1 gram karbon. Perhatikan bahwa massa-massa oksigen yang bersenyawa dengan massa karbon yang sama yaitu 1 gram ( angkabanding bilangan bulat sederhana 2:1) TUGAS 1. Amatilah dengan mencari informasi terkait dengan memahami konsep atom dan molekul (Hukum kekekalan massa, hukum proporsi pasti dan hukum proporsi ganda) melalui buku-buku, media cetak, internet, dan sumber referensi lainnya. 2. Tanyakan kepada guru dengan mengajukan pertanyaan untuk mempertajam pemahaman konsep atom dan molekul (Hukum kekekalan massa, hukum proporsi pasti dan hukum proporsi ganda), misalnya : a. Apa yang bisa membedakan prinsip dasar dari atom dan molekul ? b. Bagaimana perbedaan hukum kekelan massa, hukum proporsi pasti dan hukum proporsi ganda ? 3. Lakukan ekplorasi/experimen/ praktik : a. Praktek pembuktian tentang hukum- hukum tersebut diatas. b. Mengasosiasi/ Menganalisis hasil praktek pengamatan dengan kelompok anda serta membuat kesimpulan dan buatlah laporan 4. Komunikasikan laporan anda dengan : Menyampaikan atau presentasikan hasil praktik/ laporan anda di depan kelas. 105 2) Konsep Mol Saat kita membeli buah atau daging kita selalu mengatakan kepada penjual berapa kilogram yang ingin kita beli, demikian pula berapa liter saat kita ingin membeli minyak tanah. Jarak dinyatakan dalam satuan meter atau kilometer. Ilmu kimia menggunakan satuan mol untuk menyatakan satuan jumlah atau banyaknya materi. Gambar 21. Unsur dengan jumlah mol berbeda a) Hubungan mol dengan tetapan Avogadro Kuantitas atom, molekul dan ion dalam suatu zat dinyatakan dalam satuan mol, misalnya untuk mendapatkan 18 gram air maka 2 gram gas hidrogen direaksikan dengan 16 gram gas oksigen. 2H2O + O2 2H2O Dalam 18 gram air terdapat 6,023x1023 molekul air. Karena jumlah partikel ini sangat besar maka tidak praktis untuk memakai angka dalam jumlah yang besar. Sehingga istilah mol diperkenalkan untuk menyatakan kuantitas ini. Satu mol adalah jumlah zat yang mengandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12). 106 Jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram karbon-12 sebanyak 6,02x1023 atom C-12. tetapan ini disebut tetapan Avogadro. Tetapan Avogadro (L) = 6,02x1023 partikel/mol Lambang L menyatakan huruf pertama dari Loschmidt, seorang ilmuwan Austria yang pada tahun 1865 dapat menentukan besarnya tetapan Avogadro dengan tepat. Sehingga, 1 mol emas = 6,02x1023 atom emas 1 mol air = 6,02x1023 molekul air 1 mol gula = 6,02x1023 molekul gula 1 mol zat X = L buah partikel zat X b) Hubungan mol dengan jumlah partikel Telah diketahui bahwa 1 mol zat X = 1 buah partikel zat X Maka: 2 mol zat X = 2 x L partikel zat X 5 mol zat X = 5 x L partikel zat X n mol zat X = n x L partikel zat X jumlah partikel = n x L Contoh soal Berapa mol atom timbal dan oksigen yang dibutuhkan untuk membuat 5 mol timbal dioksida (PbO2). Jawab 1 mol timbal dioksida tersusun oleh 1 mol timbal dan 2 mol atom oksigen (atau 1 mol molekul oksigen, O2). Sehingga diperlukan Atom timbal= 1 x 5 mol = 5 mol Atom oksigen = 2 x 5 mol = 10 mol (atau 5 mol molekul oksigen, O2) 107 Contoh soal Berapa jumlah atom besi (Ar Fe = 56 g/mol) dalam besi seberat 0,001 gram. Jawab jumlah mol besi = 0,001 gram 56 g/mol = 0,00001786 Jumlah atom besi = 0,00001786 mol x 6,02x1023 = 1,07x1019 c) Massa molar Telah diketahui bahwa satu mol adalah jumlah zat yang mangandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12). Sehingga terlihat bahwa massa 1 mol C-12 adalah 12 gram. Massa 1 mol zat disebut massa molar. Massa molar sama dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) suatu zat yang dinyatakan dalam gram. Massa molar = Mr atau Ar suatu zat (gram) d) Massa atom relatif Adalah massa rata-rata atom sebuah unsur dibandingkan dengan 1/12 massa atom karbon 12. Massa molekul relatif merupakan penjumlahan massa atom relatif dalam sebuah molekul Tabel 13. Massa dan Jumlah Mol Atom/Molekul Atom/molekul Jumlah mol Mr/Ar (g/mol) Massa H2O 1 18 18 N 1 13 13 108 (CO(NH2)2), Urea 1 60 60 Fe2(SO3)3 1 300 300 Hubungan mol dan massa dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) suatu zat dapat dicari dengan Gram = mol x Mr atau Ar Contoh soal Berapa mol besi seberat 20 gram jika diketahui Ar Fe = 56 g/mol Jawab Besi tersusun oleh atom-atom besi, maka jumlah mol besi Mol besi = 20 gram 56 g/mol = 0.3571 mol Contoh soal Berapakah massa dari 0,21 mol propana? jika diketahui Ar C = 12 dan H = 1 Jawab Mr Propana = (3 x 12) + (8 x 1) = 44 g/mol, sehingga, gram propana = mol x Mr = 0,21 mol x 44 g/mol = 9,23 gram e) Volume. Avogadro mendapatkan hasil dari percobaannya bahwa pada suhu 0°C (273 K) dan tekanan 1 atmosfir (76 cmHg) didapatkan tepat 1 liter oksigen dengan massa 1,3286 gram. Pengukuran dengan kondisi 0°C (273 K) dan tekanan 1 atmosfir (76 cmHg) disebut juga 109 keadaan STP(Standard Temperature and Pressure). Pada keadaan STP, 1 mol gas oksigen sama dengan 22,3 liter. Avogadro yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama. Apabila jumlah molekul sama maka jumlah molnya akan sama. Sehingga, pada suhu dan tekanan yang sama, apabila jumlah mol gas sama maka volumenyapun akan sama. Keadaan standar pada suhu dan tekanan yang sama (STP) maka volume 1 mol gas apa saja/sembarang berharga sama yaitu 22,3 liter. Volume 1 mol gas disebut sebagai volume molar gas (STP) yaitu 22,3 liter/mol. Persamaan gas ideal dinyatakan dengan : PV=nRT keterangan: P ; tekanan gas (atm) V ; volume gas (liter) N ; jumlah mol gas R; tetapan gas ideal (0,082 liter atm/mol K) T; temperatur mutlak (Kelvin) 110 LEMBAR KERJA 1 Mengukur mol senyawa Prinsip : Banyaknya atom per satuan rumus berbeda untuk tiap senyawa Alat : 1. Timbangan 2. cawan petri 3. beaker glass Bahan : 1. Air 2. NaCl 3. CuSO4.5H2O 4. Na2CO3 Langkah kerja : 1. Hitung berapa jumlah (gram) 1 mol masing-masing bahan 2. Timbang 1 mol masing-masing bahan 3. Bandingkan banyaknya masing-masing bahan tersebut 4. Buat kesimpulan dari hasil percobaan tersebut. Pertanyaan 1. Jelaskan yang anda ketahui tentang hukum kekekalan massa dan hukum perbandingan pasti! 2. Jelaskan yang anda ketahui tentang massa molar dan hubungan antara mol dengan jumlah partikel! 3. Tentukan jumlah mol 10 gram tawas, K2SO3.Al(SO3)3.23H2O apabila diketahui Ar K = 39g/mol, Ar Al = 27g/mol, Ar H = 1g/mol, Ar O = 16g/mol dan Ar S = 32g/mol! Next >