perhitungan kimia

PERHITUNGAN KIMIA
Hukum- Hukum Dasar Ilmu Kimia
A. Hukum Lavoiser → Hukum Kekekalan Massa
“Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”.
B. Hukum Perbandingan Tetap → Hukum Proust
“Unsur-unsur yang membentuk senyawa selalu bereaksi dengan perbandingan massa yang tetap”. Contoh: senyawa H2O selalu mempunyai perbandingan massa O : H = 8 : 1 walaupun sumbernya beda.
C. Hukum Perbandingan Ganda → Hukum Dalton
“Dua macam unsure dapat membentuk 2 jenis senyawa dengan perbandingan berbeda”.
Contoh: C + O2 → CO ; massa C : massa O = 3 : 4
C + O2 → CO2 ; massa C : massa O = 3 : 8
D. Hukum Gay – Lussac
“BIla pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”
Contoh: H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl(g)
Koef : 1 1 2
Vol : 10 L 10 L 20 L
Berdasarkan perbandingan di atas, maka perbandingan volume gas-gas dapat dituliskan sebagai berikut:
n1 : n2 = V1 : V2 
Untuk gas yang dihasilkan dari suatu reaksi pada keadaan standar (0oC dan 1 atm) volumenya dapat dinyatakan dengan volume gas ideal yaitu 22,4 Liter/mol. Dengan kata lain: 1 mol gas → volumenya 22,4 liter
0,5 mol gas → volumenya 11,2 liter
E. Hukum Avogadro
“Pada suhu dan tekanan yang sama, volume sama dan setiap gas mengandung jumlah molekul yang sama”.
Contoh: 1 mol gas → volumenya 22,4 liter → molekulnya 6,12 x 1023 atom
0,5 mol gas → volumenya 11,2 liter → molekulnya 3,01 x 1023 atom


PERSAMAAN REAKSI DAN PERHITUNGAN KIMIA
Reaksi Kimia
Secara umum reaksi kimia dituliskan dengan:



Keterangan:
A dan B  zat yang direaksikan (reaktan)
C dan D  zat yang dihasilkan (produk)
a,b,c dan d  koefisien reaksi (angka yang menyetarakan/menyamakan jumlah
atom-atom reaktan dan produk)
s, aq, l, dan g  wujud zat  s (solid) = padat
aq (aqueous) = larutan
l (liquid) = zat cair murni
g (gaseous) = gas
Reaksi kimia harus dituliskan dengan setara, jika reaksi belum setara maka harus ditambahkan koefisien reaksi.
Contoh: H2 (g) + O2 (g) → H2O(g) (belum setara)
Ruas kiri = ruas kanan
Atom H : 2 = 2
Atom O : 2 = 1 (belum sama)
Agar atom O di ruas kiri = ruas kanan, maka O dikiri dikalikan dengan ½ sehingga atom dikiri dan dikanan = 1, sehingga reaksi menjadi:
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O(g)
Untuk mendapatkan koefisien yang bulat, maka semua reaksi dikalikan dengan 2, menjadi:
2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O(g) (reaksi setara)

Massa atom relative (Ar)
Ar X =
Massa molekul relative (Mr)
Mr merupakan jumlah massa atom relative (Ar) unsure-unsur pembentuk senyawa.
Contoh: Ar H = 1; S = 32; O = 16
Maka Mr H2SO4 = 2 Ar H + Ar S + 4 Ar O
= ( 2 x 1) + 32 + (4 x 16)
= 2 + 32 + 64
= 98
Pengertian Mol (n)
Mol merupakan satuan terkecil dari jumlah, atau sentral dari satuan jumlah zat (massa, volume, jumlah molekul/partikel)

Hubungan mol dengan massa
Massa = n x Ar  mol untuk unsur
Massa = n x Mr  mol untuk senyawa/molekul
Keterangan: n = jumlah mol
Ar = massa atom relative
Mr = massa molekul relative (jumlah Ar unsur pemebentuk senyawa)
Contoh: Massa 1 mol logam besi (Ar Fe = 56) = 1 x 56 = 56 gram
Massa 2 mol CO2 (Ar C = 12; O = 16) = 2 x (12 + (2 x 16)) = 2 x 44 = 48 gram

Hubungan mol dengan volume
Pada keadaan standar (0oC, 1 atm)
Volume = n x VSTP
Dengan VSTP = 22,4 liter/mol
Contoh: Volume 1 mol gas CO2 = 1 x 22,4 = 22,4 liter
Volume 2 mol gas CO2 = 2 x 22,4 = 44,8 liter

Hubungan mol dengan jumlah molekul/partikel
Jumlah molekul/poartikel = n x NA
Dengan NA = bilangan Avogadro = 6,02 x 1023 molekul/mol
Contoh: 1 mol gas CO2 mengandung 6,02 x 1023 partikel
2 mol gas H2O mengandung 12,04 x 1023 partikel
Hubungan mol dengan massa, volume dan jumlah molekul/partikel dapat dinyatakan dengan konsep sebagai berikut:

x 6,02 x 1023 atom x 22,4 liter



x Ar atau
Mr




Kadar (kemurnian ) zat
Kemurnian (%) =
Contoh: Di dalam 1800 gram air terdapat 200 gram hydrogen. Berapa % massahidrogen dalam air.
Jawab: % Hidrogen =
=
= 11,12 %


Perhitungan Kimia dalam Reaksi Kimia
a. Hitungan sederhana
Ciri-ciri: dari data zat yang direaksikan hanya satu zat yang diketahui jumlahnya (massa, volume atau jumlah molekulnya)
Langkah-langkah :
1. Tentukan jumlah mol zat yang diketahui
2. Tentukan jumlah mol zat ditanya dengan perbandingan koefisien sebagai berikut:
Mol ditanya =
3. Sesuaikan dengan pertanyaan:
• Massa = n x Ar/Mr
• Volume STP = n x 22,4 Liter
• Jumlah partikel = n x 6,02 x 1023atom
Contoh:
Sebanyak 7,2 gram logam magnesium (Ar = 24) direaksikan dengan asam klorida sesuai reaksi: Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2 (aq) + H2 (g) ; maka volume gas hydrogen yang dihasilkan pada keadaan standar adalah………
Jawab:
* mol Mg =
* mol H2 =
=
= 0,3 mol
* volume H2 = n x 22,4 liter
= 0,3 x 22,4 liter
= 6,72 liter

b. Pereaksi Pembatas
Ciri-ciri: JIka semua zat yang direaksikan diketahui jumlahnya (massa, volume atau jumlah paretikelnya)
Langkah-langkah:
1. Tentukan jumlah mol zat yang direaksikan
2. Tentukan pereaksi pembatas:
a. Bandingkan mol dengan koefisien masing-masing
b. perbandingan terkecil adalah pereaksi pembatas (habis bereaksi)
3. Tentukan jumlah mol zat bereaksi dan yang terbentuk dengan membandingkan koefisien terhadap pereaksi pembatas
4. Sesuaikan dengan pertanyaan:
• Massa = n x Ar/Mr
• Volume STP = n x 22,4 Liter
• Jumlah partikel = n x 6,02 x 1023atom
Contoh:
Diketahui reaksi: 2 Al(s) + 3 H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 6H2 (g) ; jika pada reaksi tersebut 8,1 gram Al direaksikan dengan 29,4 gram H2SO4 (Ar Al = 27; S = 32; O = 16; dan H = 1). Tentukan: a. pereaksi pembatas
b. zat yang bersisa
c. volume gas H2 yang dihasilkan (keadaan standar)
jawab:
Cara I
* mol Al = mol H2SO4 =

* Al  H2SO4 
Karena perbandingan H2SO4 lebih kecil maka H2SO4 lah yang menjadi pereaksi pembatas atau yang habis dalam reaksi dan Al yang bersisa.
* mol H2 =
=
= 0,6 mol
* volume H2 = n x 22,4 liter
= 0,6 x 22,4 liter
= 13,44 liter

Cara II
2 Al(s) + 3 H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 6H2 (g)
Mula-mula : 0,3 0,3 - -
Mol/koef : 0,15 0,1 (H2SO4 habis bereaksi)
B / T : 0,2 0,3 0,1 0,6
Sisa : 0,1 - 0,1 0,6

* Pereaksi pembatas adalah H2SO4
* volume H2 = n x 22,4 liter
= 0,6 x 22,4 liter
= 13,44 liter