Perhitungan Kimia 1

A. Pendahuluan
Stoikiometri juga menyangkut perbandingan atom antar unsur-unsur dalam suatu rumus kimia, misalnya perbandingan atom H dan atom O dalam molekul H2O. Kata stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu stoicheon yang artinya unsur dan metron yang berarti mengukur. Seorang ahli Kimia Perancis, Jeremias Benjamin Richter (1762-1807) adalah orang yang pertama kali meletakkan prinsip-prinsip dasar stoikiometri. Menurutnya stoikiometri adalah ilmu tentang pengukuran perbandingan kuantitatif atau pengukuran perbandingan antar unsur kimia yang satu dengan yang lain.
B.Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
Pernahkah Anda memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udara terbuka, dan pada suatu waktu kita akan menemukan, bahwa besi itu telah berubah menjadi karat besi. Jika kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan, ternyata massa karat besi lebih besar . Benarkah demikian?
Anda yang sering melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalah sejumlah sisa pembakaran berupa abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, maka massa abu akan lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian?
Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam suatu reaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi.

"Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap".

Contoh:
hidrogen + oksigen ----> hidrogen oksida
(4g)............. (32g) ...............(36g)

C. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa. Dan Anda telah mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih sebagai contoh, air (H2O). Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan Oksigen. Seperti Anda ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Bagaimana kita mengetahui massa unsur hidrogen dan oksigen yang terda, seorang ahli kimia Perancis, yang bernama Joseph Louis Proust (1754-1826), mencoba menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.
Bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8 gram oksigen, menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya air yang terbentuk. Dari percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan, Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi:

"Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa selalu tetap"

Contoh:
Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk?
Jawab:
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8.
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40.
Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yang diperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram.
Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak ( 40 – 32 ) gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gram oksigen? Tentu saja 36 gram.
Ditulis sebagai........................... H2 ..........+...... O2..==>............... H2O
Perbandingan Massa................. 1 gram .......: 8 gram:............. 9 gram
Jika awal reaksi .........................4 gram .........40 gram .......….. gram?
Yang bereaksi.............................. 4 gram......... 32 gram............ 36 gram

Oksigen bersisa = 8 gram.

D.Hukum Avogadro
Avogadro menjelaskan mengenai hipotesisnya bahwa :


Contoh : Reaksi antara gas hidrogen dan gas oksigen yang menghasilkan uap air
.....................2H2(g) + O2(g) ............................---> 2H2O(g)

2 bagian volume H2 : 1 bagian volume O2 : 2 bagian volume H2O
2x molekul H2......... : x bagian molekul O2 : x bagian molekul H2O

Perbandingan volume =perbandingan jumlah molekul
= H2 : O2 : H2O = 2 :1 : 2

E. Hukum Gay Lussac
Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksi dengan gas Oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen dan Oksigen dalam reaksi tersebut adalah tetap, yakni 2 : 1.
Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.
Berdasarkan percobaan Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas Oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen diperlukan 1 volume gas Oksigen, menghasilkan 2 volume uap air.

“ Semua gas yang direaksikan dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan rekanan yang sama atau (T.P) sama.”

Hukum perbandingan volume atau dikenal dengan Hukum Gay Lussac bahwa :

“ Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat “

Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku : V1 / V2 = n1 / n2= koefisien1/koefisien2
Contoh 1.
Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H2) massanya 0.1 g.
Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab:
V1/V2 = n1/n2
10/1 = (x/28) / (0.1/2)
x = 14 gram
Massa dari gas nitrogen (N2) adalah 14 gram
Contoh 2.
14 L gas etana dibakar sempurna dengan gas oksigen, sesuai reaksi:
2C2H6 + 7O2----> 4CO2 + 6H2O
Pada suhu dan tekanan yang sama,tentukan gas O2 yang diperlukan!
Jawab:
Perbandingan koefisien = perbandingan volume

2.Volume O2 =7 x 14
Volume O2 = 49 liter

F.Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)
Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum Perbandingan Berganda yang bunyinya:

"Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana”
Contoh:
Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO,
dan N2O4 dengan komposisi massa terlihat pada tabel berikut.
Perbandingan Nitrogen dan oksigen dalam senyawanya.

Senyawa..........massa N(g)..........massa O(g) ..........Perbandingan N:O
N2O.................28..........................16...........................7:4
NO...................14...........................16...........................7:8
N2O4...............28...........................64..........................7:16

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7 gram, maka perbandingan massa oksigen dalam:
N2O : NO : N2O4 = 4 : 8 : 16 atau
....................................1 : 2 : 4


Tag:
Perhitungan kimia1
Perhitungan Kimia2
Konsep Mol