materi kuliahkimia dasar teknik pertambangan semester I : stoikiometri

1. STOIKIOMETRI

2. Pengantar :
Setiap reaksi kimia melibatkan atom dan molekul
dalam jumlah yang besar. Misalnya akan membuat
senyawa karbon dioksida, CO2. Dapat dilakukan
dengan cara mereaksikan satu atom karbon dengan
dua atom oksigen untuk mendapatkan satu molekul
karbon dioksida. Berapapun jumlah zat yang akan
direaksikan yang terpenting adalah perbandingan
jumlah atom karbon dan oksigen haruslah 1 : 2.
Jadi kita perlu memiliki metode perhitungan yang
tepat agar jumlah yang kita timbang mengandung
atom dalam jumlah yang sesuai dengan
perbandingan di atas.

3. Pengertian
Konsep mol & Stoikiometri
Konsep Mol
Mol = satuan massa
Contoh :
satuan berat (gram)
satuan massa (gram, gmol)
Bilangan Avogadro : 6,02 x
1023
Lambang : ( L )
Stoikiometri
Perhitungan kimia yang
berhubungan dengan
jumlah partikel
Perhitungan kimia yang
melibatkan sejumlah
massa unsur/senyawa
yang bereaksi dengan
perbandingan yang
setimbang.

4. Hubungan mol dengan jumlah partikel
Satu mol zat = banyaknya zat tersebut
mengandung 6x1023
butir partikel
Partikel : atom, molekul, ion
Jumlah partikel = gmol x L

5. Contoh hubungan mol dengan partikel
1. Hitung jumlah atom dalam 5 mol besi (Fe)
2. Hitung jumlah mol dari 1,5 x 1024
molekul gula.
Jawab :
1. Jumlah atom Fe = 5 x 6x1023
= 3 x 1024
atom
2. Mol gula = 1,5x1024
: 6x1023
= 2,5 mol

6. Soal – soal :
Hitunglah :
1)Jumlah molekul dalam 0,25 mol air (H2O)
2)Jumlah atom dalam 3 mol metana (CH4)
3)Jumlah mol dari 4,5 x 1023
atom Mg
4)Jumlah mol dari 6 x 1022
molekul CH4

7. Konsep mol
 Mol adalah salah satu satuan massa (satuan massa
yang sudah biasa digunakan adalah gram, kilo
gram, dsb)
 Semua hitungan kimia dilakukan dalam mol,
karena mol adalah satuan massa yang tidak
dipengaruhi oleh kondisi operasi (T, P, posisi, dsb)
 Jadi didalam fisika dikenal massa (tidak
dipengaruhi oleh kedudukan) dan berat
(dipengaruhi oleh kedudukan) sedangkan dalam
hitungan kimia dikenal dengan mol (tidak
dipengaruhi kondisi operasi).

8. Hubungan mol dg massa (gram)
Massa molar adalah massa satu mol zat yang dinyatakan
dalam gram.
Rumus massa adl
Gram = mol x Ar atau Mr
Ar = Massa atom
Mr = Massa molekul / Berat Molekul (BM)
Massa atom (Ar) Fe = 56
Massa molar Fe = 56 gram
(satu mol Fe mempunyai massa 56 gram)
Massa molekul (Mr) H2O = 18
Massa molar air = 18 gram
(satu mol H2O mempunyai massa 18 gram)

9. Mol = berat zat (gram)/BM zat
BM = jumlah berat atom seluruh penyusun zat
Gram
Mol * BM
Misal : air (H2O)
Terdiri dari 2 atom H , 1 atom O
1H1
dan 6O16
BM = (2 * 1) + (1 * 16) = 18
Berapa molkah 18 gram air? Maka :
Mol air = berat air/BM air =18 gram/18
= 1 mol

10. Contoh hubungan mol dg massa
Berapa gram massa 5 mol glukosa (Mr = 180)?
Berapa Ar kalsium jika 0,2 mol kalsium mpy
massa 8 gram?
Hitung mol dari 16 gram belerang (Ar = 32)!

11. Jawab :
Gram = mol x Mr
Massa glukosa = 5 mol x 180
= 900 gram
Ar kalsium = gram : mol = 8 : 0,2 = 40
Mol belerang = 16 : 32 mol = 0,5 mol

12. Soal – soal :
Hitunglah jumlah atom dalam 0,28
gram besi (Ar Fe = 56, L = 6 x 1023
)
Berapa Mr amonia jika 5 mol amonia
mpy massa 85 gram?
7,525 x 1022
unsur X ternyata
mempunyai massa 5 gram. Hitunglah
berat atom unsur X ?

13. Hubungan mol dg volume gas
Rumus : p. V = n. R. T
p = tekanan gas (atm)
V = volume gas (lt)
n = jumlah mol gas
R = tetapan 0,08205 (lt.atm/mol K)
T = suhu mutlak (K)
Keadaan standard (suhu 0o
C, tekanan 1 atm)
Liter = mol x 22,4
Mol = liter : 22,4

14. Contoh Hubungan mol
dengan volume gas
1. Hitunglah volume dari 23 gram gas NO2 pada
keadaan standard?(BM NO2 = 46)
2. Berapa massa dari 14 liter gas O2 pada 0o
C, 1
atm !
3. Berapa volume dari 9,03 x 1024
molekul gas
pada keadaan standard ?

15. Jawab :
1. 23 gram gas NO2 = 23 : 46 = 0,5 mol
= 0,5 x 22,4 lt = 11,2 lt
2.14 lt gas 02 = 14 : 22,4 =0,625 mol
=0,625 x 32 gram = 20 gram
3. 9,03 x 1024
molekul = 9,03 x 1024
: 6,02 x 1023
= 15 mol x 22,4 lt = 336 lt

16. B. Penentuan Rumus Kimia :
Konsep mol digunakan untuk menentukan rumus
kimia suatu senyawa, baik rumus empiris
(perbandingan terkecil atom dalam senyawa)
maupun rumus molekul (jumlah atom dalam
senyawa)
Rumus empiris dihitung gram atau persen
masing-masing penyusun senyawa dan angka
tersebut dibagi dengan Ar masing-masing
diperoleh perbandingan mol terkecil dari unsur
penyusun senyawa.

17. Lanjutan penentuan rumus kimia :
Rumus molekul dan rumus empiris suatu senyawa ada
kalanya sama, tetapi kebanyakan tidak sama.
Rumus molekul merupakan kelipatan dari rumus
empiris.
Jika senyawa mempunyai rumus empiris CH2O maka
rumus molekul mungkin C2H4O2 dll.
Menentukan rumus molekul senyawa ada dua hal yang
harus terlebih dahulu diketahui yaitu rumus empiris
senyawa dan Mr atau BM senyawa.

18. CONTOH RUMUS EMPIRIS :
1. Suatu senyawa tersusun dari 84% karbon
dan 16 % hidrogen (C = 12, H = 1). Tentukan
rumus empiris senyawa tersebut?
2. Suatu gas mengandung 48 gram karbon, 12
gram hidrogen dan 32 gram oksigen (C = 12,
H = 1, o = 16). Bagaimana rumus empiris gas
tersebut?
3. Suatu senyawa mengandung 32,4% natrium,
22,6% belerang dan sisanya oksigen (Na =
23, S = 32, o = 16). Tentukan rumus empiris
senyawa itu?

19. Jawab :
1. C = 84% , H = 16%
mol C : mol H = 84/12 : 16/1 = 7 : 16
Rumus empiris senyawa adalah : C7H16
2. C=48, H=12, O=32
mol C : mol H : mol O = 48/12 : 12/1 : 32/16
= 4 : 12 : 2 = 2 : 6 : 1
Rumus empiris gas adalah C2H6O
3. Na=32,4%, S=22,6%, O=100- (32,4+22,6) = 45%
mol Na : mol S : mol O = 32,4/23 : 22,6/32 : 45/16
= 1,4 : 0,7 : 2,8 = 2 :1 :4
Rumus empiris senyawa adalah Na2SO4

20. CONTOH RUMUS MOLEKUL :
1. Suatu gas dengan rumus empiris NO2
mempunyai BM = 92 (N = 14, O = 16).
Tentukan rumus molekulnya?
2. Suatu senyawa organik dengan BM = 90
tersusun dari 40% karbon, 6,6%
hidrogen dan sisanya oksigen (C=12,
H=1, O=16). Tentukan rumus molekul
senyawa tersebut?

21. Jawab:
1. (NO2)n = 92
46 n = 92 n = 2
Rumus molekul gas adalah N2O4
2. C = 40%, H = 6,6%, O = 53,4%
Mol C : mol H : mol O = 40/12 : 6,6/1 : 53,4/16
= 3,3 : 6,6 : 3,3 = 1 : 2 : 1
Rumus empirisnya CH2O
(CH2O) n = 90
30 n = 90 n = 3
Rumus molekulnya adalah C3H6O3

22. C. KOEFISIEN REAKSI
Koefisien reaksi : Perbandingan mol seluruh
zat yang ada pada persamaan reaksi, baik
reaksi ruas kiri maupun hasil di ruas kanan.
Jika salah satu zat sudah diketahui molnya, mk
zat lain pada persamaan reaksi dapat dicari
dengan cara membandingkan koefisien.
Mol A = koefisien A x mol B
koefisien B

23. Contoh soal :
Diketahui reaksi : N2 + 3H2 2 NH3 jika H2 yang bereaksi
adl 12 mol, berapa mol N2 yang bereaksi dan berapa mol NH3
yang terbentuk?
Jwb : H2 = 12 mol
N2 = 1/3 x 12 = 4 mol
NH3 = 2/3 x 12 = 8 mol
Berapa gram gas O2 yang diperlukan untuk membakar 260
gram asetilena, C2H2 secara sempurna ?
Jwb : 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O
C2H2 = 260/26 mol = 10 mol
O2 = 5/2 x 10 mol = 25 mol
= 25 x 32 gram = 800 gram

24. Soal - soal :
1. Hitung jumlah molekul yang terkandung dalam
5,6 liter suatu gas, diukur pada keadaan
standard?
2. Mesin kendaraan yang tidak terkontrol dapat
mengeluarkan 0,28 kg gas CO untuk tiap liter
bensin yang dibakar (C = 12, O = 16).
Hitunglah gas CO yang dihasilkan dari
pembakaran 100 liter bensin, diukur pada
tekanan 1 atm, suhu 0o
C?

25. Soal – soal :
3. 40 gram suatu oksida besi (senyawa besi dan
oksigen) ternyata mengandung 28 gram besi
(Fe = 56 dan O = 16). Tentukan rumus oksida
besi tersebut?
4. Kristal CuSO4 mengadung 36% air (Cu = 64, S
= 32, O = 16, H = 1) Tentukan rumus
kristalnya?
5. Sebanyak 17 gram suatu oksida logam dengan
rumus empiris M2O3 mengadung 8 gram
oksigen. Jika Ar oksigen =16, berapa Ar

26. Soal - soal :
6. Sebanyak 11 gram suatu senyawa
organik dibakar sempurna, menghasilkan
22 gram CO2 dan 9 gram H2O. Jika Mr
senyawa = 88 tentukan rumus
molekulnya!
7. 56 liter suatu gas pada suhu 0o
C dan
tekanan 1 atm memiliki massa 175 gram.
Jika rumus empiris senyawa adalah CH2
bagaimana rumus molekulnya?

27. Soal – soal :
8. Sebanyak 32 gram metana CH4 dibakar
dengan 160 gram oksigen. Berapa gram CO2
yang dihasilkan?
9. 6 gram etana C2H6 dibakar dengan oksigen
sesuai dengan reaksi :
2C2H6 + 7 O2 4CO2 + 6H2O
Hitunglah volume gas CO2 yang terbentuk,
diukur pada keadaan standar!

28. Soal-soal :
10. Pada suhu dan tekanan tertentu, 1 lt gas X bermassa
2 gram dan 10 lt gas NO bermassa 7,5 gram.
Hitunglah Ar unsur X !
11. 245 gram KClO3 dipanaskan sehingga terurai menjadi
KCl dan gas O2 menurut reaksi : 2KClO3 2KCl +
3O2 Berapa lt gas O2 yang terbentuk diukur pada
keadaan standar.
12. Untuk memperoleh 5,6 lt gas hidrogen (0o
C,1 atm)
berapa gram logam titan (Ti = 48) yang harus
direaksikan dengan larutan HCl menurut reaksi :
Ti + 4HCl TiCl4 + 2H2