Kurnia Nur Afifah
Perhitungan Kimia
Perhitungan kimia adalah aplikasi dari hukum-hukum dasar kimia. Melalui perhitungan kimia, kita dapat menghitung jumlah zat-zat yang bereaksi dan hasil reaksi.
1. Penentuan volume gas pereaksi dan hasil reaksi
Berdasarkan hukum Gay Lussac dan hipotesis Avogadro, perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi gas-gas tersebut. Hal ini berarti bahwa, jika volume salah satu gas diketahui, maka volume gas yang lain dapat ditentukan dengan cara membandingan koefisien reaksinya. Perhatikan contoh soal perhitungan kimia berikut:
Gas metana (CH4) terbakar di udara menurut reaksi:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)
Jika gas metana terbakar (pada suhu dan tekanan yang sama) sebanyak 1 liter:
- Berapa liter O2 yang diperlukan?
- Berapa liter uap air dan gas CO2 yang dihasilkan?
Pembahasan:
Persamaan reaksi kimia pembakaran gas metana:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)
Volume CH4 = 1 L
Maka:
Volume O2 = 2 x 1 L = 2 L
Volume H2O = 2 x 1 L = 2 L
Volume CO2 = 1 x 1 L = 1 L
2. Konsep Mol
Satu mol adalah jumlah partikel yang terkandung dalam suatu zat yang jumlahnya sama dengan partikel yang terdapat dalam 12 gram atom C-12 atau setara dengan 6,02.10-23 partikel. Itu artinya:
1 mol = 6,02.10-23 partikel
Untuk lebih mudahnya, perhatikan contoh soal konsep mol berikut ini:
1 mol besi (Fe) mengandung 6,02.10-23 atom. Berapakah jumlah atom besi yang terdapat dalam 2 mol besi?
Pembahasan:
Diketahui:
Jumlah atom dalam 1 mol besi = 6,02.10-23 atom.
Ditanya:
Jumlah atom dalam 2 mol besi?
Jawab:
1 mol besi = 6,02.10-23 atom
2 mol besi = 2 x 6,02.10-23 atom = 12,04.10-23 atom.
3. Massa Molar
Massa molar adalah massa 1 mol zat yang berkaitan dengan Ar atau Mr dari suatu zat. Massa molar untuk partikel yang berupa atom dinyatakan dalam Ar gram/mol. Sedangkan massa molar untuk partikel yang berupa molekul dinyatakan dalam Mr gram/mol. Sehingga massa molar dapat dirumuskan sebagai:
massa molar = massa zat/jumlah mol
4. Persamaan Gas Ideal
Persamaan gas ideal adalah persamaan gas yang kita gunakan untuk mencari volume gas dalam keadaan tidak setandar. Gas ideal dirumuskan sebagai:
PV = nRT
Keterangan:
P = tekanan gas (atm)
n = jumlah mol gas (mol)
V = volume gas (L)
T = suhu mutlak (K)
R = tetapan gas = 0,082 L.atm/mol.K
Perhatikan contoh persamaan gas ideal berikut:
Berapakah volume 14 gram gas nitrogen pada suhu 270C dan tekanan 2 atm? (Ar N=14)
Pembahasan:
Diketahui:
massa gas nitrogen = 14 gr
jumlah mol = gr/Mr = 14/28 gram/mol = 0,5 mol
T = 27 + 273 = 300K
P = 2 atm
Ditanya: V…?
Jawab:
PV = nRT
V = nRT : P
V = 0,5 mol x 0,082 L.atm/mol.K x 300K : 2 atm
V = 6,15 L
5. Rumus empiris dan rumus molekul
Rumus empiris adalah rumus perbandingan paling sederhana dari atom-atom penyusun senyawa. Sedangkan rumus molekul adalah rumus senyawa yang sesuai dengan jumlah atom-atom penyusun senyawa. Contohnya rumus molekul C6H12O6 mempunyai rumus empiris CH2O.
6. Massa dan Kadar unsur dalam senyawa
Massa unsur dalam senyawa dapat kita tentukan dengan rumus:
mX = indeks . ArX . m total/Mr
Sedangkan kadar unsur dalam senyawa dapat kita tentukan dengan rumus:
%X = (indeks . ArX/Mr) . 100%
7. Menentukan kadar air kristal dalam senyawa
Bagaimana cara menentukan massa air kristal dalam perhitungan kimia? Perhatikan contoh berikut!
Kristal NaCl.xH2O dipanaskan hingga semua air kristalnya menguap. Massa kristal kini menjadi 44,9% dari massa semula. Berapakah nilai x dan rumus kimia kristal? Diketahui (Ar Na = 23, Cl = 35,5, H = 1, O = 16).
Pembahasan:
Diketahui:
Rumus kimia = NaCl.xH2O
Massa akhir kristal = 44,9%
Ditanya: Nilai x dan rumus kimia kristal…?
Jawab:
Kita andaikan massa kristal 100 gram. Itu artinya,
Massa kristal = 44,9% x 100 gram = 44,9 gram
Mol kristal = 44,9/58,5 = 0,77 mol
Massa air = (100% – 44,9%) x 100 gram = 55,1 gram
Mol air = 55,1/18 = 3,06 mol
Perbandingan mol NaCl : H2O = 0,77 : 3,06 = 1 : 4
Jadi, nilai x adalah 4 dan rumus kimia kristal adalah NaCl.4H2O
