> Konsep Mol

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan satuan untuk menyebutkan bilangan yang besar untuk mempermudah perhitungan. Sebagai contoh satuan lusin digunakan untuk menyebutkan benda yang jumlahnya 12 buah.
1 lusin = 12 buah
2 lusin = 2 × 12 = 24 buah

Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia disebut mol. Satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12 gram C–12, yaitu 6,02 × 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro.
Partikel zat dapat berupa atom, molekul, atau ion (Martin S. Silberberg, 2000).
Contoh:
• 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 1023 atom besi (partikel unsur besi adalah atom).
• 1 mol air (H2O) mengandung 6,02 × 1023 molekul air (partikel senyawa air adalah molekul).
• 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.

A. Hubungan Mol (n) dengan Jumlah Partikel (X)
Hubungan antara jumlah mol (n) dengan jumlah partikel (X) dalam zat dapat dinyatakan sebagai berikut.
X = n × 6,02 × 10²³ Jumlah partikel = mol × 6,02 × 10²³

B. Massa Molar
Massa molar (mm) menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat. Massa 1 mol zat sama dengan massa molekul relatif (Mr) zat tersebut dengan satuan gram/mol.
Untuk unsur yang partikelnya berupa atom, maka massa molar sama dengan Ar (massa atom relatif) dalam satuan gram/mol.
Contoh:
• Massa molar kalsium (Ca) = massa dari 1 mol kalsium (Ca) = Ar Ca = 40 gram/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.

C. Volume Molar Gas
Hipotesis Avogadro menyebutkan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama pula. Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, maka pada suhu dan tekanan yang sama pula, 1 mol setiap gas mempunyai volume yang sama. Volume per mol gas disebut volume molar dan dilambangkan Vm.
V = n × Vm
dengan: V = volume gas (liter)
n = jumlah mol (mol)
Vm = volume molar (liter/mol)
(Martin S. Silberberg, 2000)

Volume molar gas bergantung pada suhu dan tekanan. Beberapa keadaan suhu dan tekanan yang biasa dijadikan acuan penentuan volume gas sebagai berikut.
1. Keadaan Standar
Kondisi dengan suhu 0 °C dan tekanan 1 atm disebut keadaan standar
dan dinyatakan dengan STP (Standard Temperature and Pressure).

2 Keadaan Kamar
Kondisi pengukuran gas pada suhu 25 °C dan tekanan 1 atm disebut
keadaan kamar dan dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure).
PV = nRT
dengan: P = tekanan (atm)
V = volume gas (liter)
n = jumlah mol (mol)
R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K
T = 0 °C = 298 K

3. Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui
Volume gas pada suhu dan tekanan yang diketahui dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan gas yang disebut persamaan gas ideal. Persamaan
gas ideal, yaitu PV = nRT, untuk menentukan volume gas menjadi:
V = nRT
.......P
dengan: P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (liter)
n = jumlah mol gas (mol)
R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K
T = suhu mutlak gas (K = 273 + suhu celcius)
4. Keadaan yang Mengacu pada Keadaan Gas Lain
Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas hanya bergantung pada
jumlah molnya. Misalkan gas pertama dengan jumlah mol n1 dan volume
V1 dan gas kedua dengan jumlah mol n2 dan volume V2.

D. Molaritas Larutan
Molaritas (M) adalah salah satu cara menyatakan konsentrasi atau
kepekatan larutan. Molaritas menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap
liter larutan. Satuan molaritas (M) adalah mol/liter atau mmol/mL.
M =  n
......V
dengan: M = molaritas (mol/liter atau M)
n = jumlah mol zat terlarut (mol)
V = volume larutan (liter)

Read More - > Konsep Mol

> Hukum-hukum Dasar Kimia

A. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 

Perhatikan reaksi pembakaran kertas. Sepintas lalu dapat kita lihat bahwa massa abu hasil pembakaran lebih kecil daripada massa kertas yang dibakar. Apakah pembakaran kertas disertai pengurangan massa? 

Antoine Laurent Lavoisier telah menyelidiki massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi. Lavoisier menimbang zat sebelum bereaksi, kemudian menimbang hasil reaksinya. Ternyata massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. Lavoisier menyimpulkan hasil penemuannya dalam suatu hukum yang disebut hukum kekekalan massa: 

“Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama“.  Perubahan materi yang kita amati dalam kehidupan sehari-hari umumnya berlangsung dalam wadah terbuka. Jika hasil reaksi ada yang berupa gas (seperti pada pembakaran kertas), maka massa zat yang tertinggal menjadi lebih kecil daripada massa semula. 

Sebaliknya, jika reaksi mengikat sesuatu dari lingkungannya (misalnya oksigen), maka hasil reaksi akan lebih besar daripada massa semula. Misalnya, reaksi perkaratan besi (besi mengikat oksigen dari udara) sebagai berikut. Besi yang mempunyai massa tertentu akan bereaksi dengan sejumlah oksigen di udara membentuk senyawa baru besi oksida (Fe2O3(s)) yang massanya sama dengan massa besi dan oksigen mula-mula.  

B. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) 

Pada tahun 1799, Joseph Louis Proust menemukan satu sifat penting dari senyawa, yang disebut hukum perbandingan tetap. Berdasarkan penelitian terhadap berbagai senyawa yang dilakukannya, Proust menyimpulkan bahwa “Perbandingan massa unsur-unsur dalam satu senyawa adalah tertentu dan tetap.“ Senyawa yang sama meskipun berasal dari daerah berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda ternyata mempunyai komposisi yang sama.  

C. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton) 

Hukum Proust dikembangkan lebih lanjut oleh para ilmuwan untuk unsurunsur yang dapat membentuk lebih dari satu jenis senyawa. Salah seorang di antaranya adalah John Dalton (1766 – 1844). Dalton mengamati adanya suatu keteraturan yang terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa.  

Berdasarkan hasil percobaannya, Dalton merumuskan hukum kelipatan perbandingan (hukum Dalton) yang berbunyi: “Jika dua jenis unsur bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika massa-massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut sama, sedangkan massa-massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana. “ 

D. Hukum Perbandingan Volume (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, yaitu 2 : 

1. Pada tahun 1808, Joseph Louis Gay Lussac melakukan percobaan serupa dengan menggunakan berbagai macam gas. Ia menemukan bahwa perbandingan volume gas-gas dalam reaksi selalu merupakan bilangan bulat sederhana. 

2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen → 2 volume uap air 

1 volume gas nitrogen + 3 volume gas hidrogen → 2 volume gas amonia 

1 volume gas hidrogen + 1 volume gas klorin → 2 volume gas hidrogen klorida  

Dari percobaan ini, Gay Lussac merumuskan hukum perbandingan volume (hukum Gay Lussac): “Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gasgas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana.“ Hukum perbandingan volume dari Gay Lussac dapat kita nyatakan sebagai berikut. “Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing gas.”  

E. Hipotesis Avogadro 

Mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana? Banyak ahli termasuk Dalton dan Gay Lussac gagal menjelaskan hukum perbandingan volume yang ditemukan oleh Gay Lussac. Ketidakmampuan Dalton karena ia menganggap partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik). Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac. 

Menurut Avogadro, partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Avogadro menyebutkan partikel tersebut sebagai molekul. Gay Lussac: 

2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen ⎯⎯→ 2 volume uap air Avogadro:
2 molekul gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen ⎯⎯→ 2 molekul uap air

Dari sini Avogadro mengajukan hipotesisnya yang dikenal hipotesis Avogadro yang berbunyi: “Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.” Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi. 

Dengan kata lain perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya (Martin S. Silberberg, 2000). Marilah kita lihat bagaimana hipotesis Avogadro dapat menjelaskan hukum perbandingan volume dan sekaligus dapat menentukan rumus molekul berbagai unsur dan senyawa.

Read More - > Hukum-hukum Dasar Kimia

> Persamaan Reaksi

Persamaan reaksi menggambarkan reaksi kimia, yang terdiri atas rumus kimia zat-zat pereaksi dan zat-zat hasil reaksi disertai koefisien dan fasa masing-masing.  

A. Menulis Persamaan Reaksi 

Reaksi kimia mengubah zat-zat asal (pereaksi) menjadi zat baru (produk). Sebagaimana telah dikemukakan oleh John Dalton, jenis dan jumlah atom yang terlibat dalam reaksi tidak berubah, tetapi ikatan kimia di antaranya berubah. 

Ikatan kimia dalam pereaksi diputuskan dan terbentuk ikatan baru dalam produknya. Atom-atom ditata ulang membentuk produk reaksi. Perubahan yang terjadi dapat dipaparkan dengan menggunakan rumus kimia zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Cara pemaparan ini kita sebut dengan persamaan reaksi.  

Hal-hal yang digambarkan dalam persamaan reaksi adalah rumus kimia zat-zat pereaksi (reaktan) di sebelah kiri anak panah dan zat-zat hasil reaksi (produk) di sebelah kanan anak panah. Anak panah dibaca yang artinya “membentuk” atau “bereaksi menjadi”. 

Wujud atau keadaan zat-zat pereaksi dan hasil reaksi ada empat macam, yaitu gas (g), cairan (liquid atau l), zat padat (solid atau s) dan larutan (aqueous atau aq). Bilangan yang mendahului rumus kimia zat-zat dalam persamaan reaksi disebut koefisien reaksi. Koefisien reaksi diberikan untuk menyetarakan atom-atom sebelum dan sesudah reaksi. 

Selain untuk menyetarakan persamaan reaksi, koefisien reaksi menyatakan perbandingan paling sederhana dari partikel zat yang terlibat dalam reaksi.  Berdasarkan persamaan reaksi di atas, berarti 2 molekul hidrogen bereaksi dengan 1 molekul oksigen membentuk 2 molekul H2O. Oleh karena itu sebaiknya dihindari koefisien pecahan karena dapat memberi pengertian seolaholah partikel materi (atom atau molekul) dapat dipecah. 

Penulisan persamaan reaksi dapat dilakukan dalam dua langkah sebagai berikut. 

1. Menuliskan rumus kimia zat-zat pereaksi dan produk, lengkap dengan keterangan tentang wujudnya. 

2. Penyetaraan, yaitu memberi koefisien yang sesuai, sehingga jumlah atom ruas kiri sama dengan jumlah atom ruas kanan.  

B. Penyetaraan Persamaan Reaksi 

Banyak reaksi dapat disetarakan dengan jalan mencoba/menebak, akan tetapi sebagai permulaan dapat mengikuti langkah berikut.

1. Pilihlah satu rumus kimia yang paling rumit, tetapkan koefisiennya sama dengan 1. 

2. Zat-zat yang lain tetapkan koefisien sementara dengan huruf. 

3. Setarakan dahulu unsur yang terkait langsung dengan zat yang tadi diberi koefisien 1. 

4. Setarakan unsur lainnya. Biasanya akan membantu jika atom O disetarakan paling akhir.

Read More - > Persamaan Reaksi

> Tata Nama Senyawa Terner

Senyawa terner sederhana meliputi asam, basa, dan garam. Asam, basa, dan garam adalah tiga kelompok senyawa yang saling terkait satu dengan yang lain. Reaksi asam dan basa menghasilkan garam.  

1. Tata Nama Asam 

Rumus asam terdiri atas atom hidrogen (di depan, dapat dianggap sebagai ion H+) dan suatu anion yang disebut sisa asam. Akan tetapi, perlu diingat bahwa asam adalah senyawa kovalen, bukan senyawa ion. Nama anion sisa asam sama dengan asam yang bersangkutan tanpa kata asam.  

Rumus molekul dan nama dari beberapa asam yang lazim ditemukan dalam laboratorium dan kehidupan sehari-hari adalah: H2SO4 : asam sulfat (dalam aki) HNO3 : asam nitrat H3PO4 : asam fosfat CH3COOH : asam asetat (asam cuka)  

2. Tata Nama Basa 

Basa adalah zat yang di dalam air dapat menghasilkan ion OH–. Larutan basa bersifat kaustik, artinya jika terkena kulit terasa licin seperti bersabun. Pada umumnya basa adalah senyawa ion yang terdiri dari kation logam dan anion OH–. Nama senyawa basa sama dengan nama kationnya yang diikuti kata hidroksida.  Al(OH)3 : aluminium hidroksida Cu(OH)2 : tembaga(II) hidroksida Ba(OH)2 : barium hidroksida  

3. Tata Nama Garam 

Garam adalah senyawa ion yang terdiri dari kation basa dan anion sisa asam. Rumus dan pemberian nama senyawa garam sama dengan senyawa ion.  

4. Tata Nama Senyawa Organik 

Senyawa organik adalah senyawa-senyawa karbon dengan sifat-sifat tertentu. Pada awalnya, senyawa organik ini tidak dapat dibuat di laboratorium, melainkan hanya dapat diperoleh dari makhluk hidup. Oleh karena itu, senyawa-senyawa karbon tersebut dinamai senyawa organik. Senyawa organik mempunyai tata nama khusus. Selain nama sistematis, banyak senyawa organik mempunyai nama lazim atau nama dagang (nama trivial).

Read More - > Tata Nama Senyawa Terner

> Tata Nama Senyawa Ion

Senyawa ion terdiri atas suatu kation dan suatu anion. Kation umumnya adalah suatu ion logam, sedangkan anion dapat berupa anion nonlogam atau suatu anion poliatom.
1. Rumus Senyawa
Unsur logam ditulis di depan.
Contohnya, rumus kimia natrium klorida ditulis NaCl bukan ClNa.
Rumus senyawa ion:
b X^a+ + a Y^b– ⎯⎯→ X_bY_a
Untuk a dan b sama dengan angka 1 tidak perlu ditulis. Rumus senyawa ion ditentukan oleh perbandingan muatan kation dan anionnya. Jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif.

2. Nama Senyawa Ion
Nama senyawa ion adalah rangkaian nama kation (di depan) dan nama anion (di belakang), angka indeks tidak disebut.
Contoh:
• NaCl = natrium klorida
• CaCl₂ = kalsium klorida
• Na₂ SO₄ = natrium sulfat
• Al(NO₃ )₃ = aluminium nitrat

Jika unsur logam mempunyai lebih dari satu jenis bilangan oksidasi, maka senyawa-senyawanya dibedakan dengan menuliskan bilangan oksidasinya, yang ditulis dalam tanda kurung dengan angka Romawi di belakang nama unsur logam tersebut. Contoh:
• Cu₂O = tembaga(I) oksida
• CuO = tembaga(II) oksida
• FeCl2 = besi(II) klorida
• FeCl3 = besi(III) klorida
• Fe2 S3 = besi(III) sulfida
• SnO = timah(II) oksida
• SnO2 = timah(IV) oksida

Read More - > Tata Nama Senyawa Ion