Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm

Di materi Kimia Kelas 10 ini, kita bakal bahas rumus empiris dan rumus molekul. Kita juga akan melihat perbedaan rumus empiris dan rumus molekul. Ayo kita mulai pembahasannya!

Halo! Apa kabarnya elo pada? Kita sekarang kembali membahas materi tentang stoikiometri, dan kali ini, pembahasannya adalah rumus empiris dan molekul. Di kelas 10 ini, elo memang perlu banget untuk mantepin pemahaman dasar kimia. Kalau fondasinya oke, ke depannya gue yakin elo bakal enak untuk ngikutin pelajaran kimia.

Yuk, kita langsung cuss ke topik pembahasan!

Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm
Ilustrasi rumus kimia (Arsip Zenius).

Rumus Empiris

Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm
Apa itu rumus empiris? (Arsip Zenius).

Jadi, setiap molekul kan terdiri dari atom-atom dan nilai yang menyusunnya. Nah, bisa dibilang, rumus empiris adalah rumus kimia buat ngegambarin perbandingan nilai bilangan bulat terkecil dari atom-atom yang menyusun suatu molekul. 

Misalnya, nih, ada beberapa senyawa-senyawa berbeda, tapi punya rumus empiris yang sama. Coba lihat senyawa C2H4 (etena), C3H6 (propena), dan C5H10 (siklopentana), kalau dibandingin pake bilangan bulat paling sederhana antara atom C dan H pada senyawa-senyawa tersebut, bakal jadi 1:2. Jadinya, rumus empiris yang didapat adalah CH2.

Nah, jumlah atom-atom di suatu molekul itu kalau dibandingin, akan selalu setara dengan mol unsur-unsur yang ngebentuk suatu senyawa. Jadinya, bisa dibilang rumus empiris juga nyatain perbandingan bilangan bulat sederhana dari mol unsur-unsur pembentuk senyawa.

Sip, lanjut. Cara nentuin rumus molekul itu bisa dari data analisis yang kita pake:

  1. Macam unsur dalam senyawa (analisis kualitatif)
  2. Persen komposisi unsur (analisis kuantitatif)

Kalau elo mau mulai nentuin rumus empiris, ada tahap-tahapnya, cuy.

  1. Tentuin dulu massa masing-masing unsur dari suatu senyawa, atau bisa juga dari persen massa setiap unsur. Massa relatif unsur, bisa diperoleh dari data ini.
  2. Mencari perbandingan mol setiap unsur atau perbandingan atom, dengan cara membagi massa masing-masing unsur dengan massa atom relatif.
  3. Terakhir, kita ubah perbandingannya jadi bilangan bulat sederhana. Misal, kalau perbandingannya 1,5:1, kaliin aja 2 buat dapetin bilangan bulat 3:2.

Baca Juga: Mengenal Berbagai Bentuk Molekul Kimia

Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm

Rumus Molekul

Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm
Apa itu rumus molekul? (Arsip Zenius).

Kalau dari pembahasan sebelumnya, elo bisa langsung bilang rumus molekul itu kelipatan-kelipatan dari rumus empiris. Jadinya, rumus molekul itu adalah rumus sebenarnya dari suatu senyawa.

Rumus molekul itu bisa dibagi dua, yaitu rumus molekul unsur dan rumus molekul senyawa. Kita bahas satu-satu, yuk!

1. Rumus Molekul Unsur

Rumus molekul unsur ini adalah rumus yang nyatain gabungan atom-atom yang sama, lalu jadi molekul. Kalau dari jumlah atom yang bergabung, molekul unsur ini dibagi jadi dua, yaitu molekul diatomik dan poliatomik.

Simpelnya, molekul diatomik itu adalah molekul yang terbentuk dari dua atom yang sama. Nah, jumlah atomnya itu dinyatain dengan angka indeks. Kalau elo belum tau, indeks itu adalah angka yang ditulis di bawah atom yang bersangkutan. Kalau unsurnya cuma ada satu atom, nggak perlu ditulis indeksnya, ya! Contoh dari molekul diatomik itu, kayak oksigen (O2), nitrogen (N2), dan hidrogen (H2).

Kalau molekul poliatomik itu, sederhananya adalah molekul yang terdiri dari tiga atom atau lebih yang terbentuk jadi molekul. Contohnya: ozon (O3).

2. Rumus Molekul Senyawa

Oke, rumus molekul senyawa itu adalah rumus senyawa yang tersusun dari dua atom atau lebih yang berbeda dan membentuk molekul. Contohnya: karbon dioksida (CO2). Jadi, untuk nentuin rumus molekul, elo butuh rumus empirisnya terlebih dahulu, cuy!

Sip! Di bawah ini, udah ada soal-soal yang bisa langsung elo sikat, buat nambahin pemahaman elo tentang materi ini.

Baca Juga: Tata Nama Senyawa Kimia, Ionik dan Kovalen – Materi Kimia Kelas 10

Sebelum kita lanjut ke contoh soal, gue pingin ngingetin nih. Kalau Sobat Zenius lagi butuh teman setia yang siap nemenin elo belajar, elo bisa berlangganan paket belajar Zenius lho. Klik gambar di bawah ini ya, dijamin belajar elo juga bakal makin seru!

Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm

Contoh Soal

  1. Perbandingan C : H dari senyawa C6H12 adalah…

a. 6 : 12

b. 3 : 6

c. 1 : 2

d. 3 : 4

e. 2 : 3

2. Perbandingan unsur C, H, dan O dalam senyawa C6H5OH berturut-turut adalah…

a. 1 : 2 : 3

b. 3 : 2 : 1

c. 6 : 6 : 1

d. 1 : 6 : 6

e. 6 : 5 : 1

Pembahasan

  1. Jumlah atom pada masing-masing unsur dibandingkan lalu disederhanakan.

C : H

6 : 12 (dibagi dengan 6)

1 : 2 (perbandingan paling sederhana)

Jawaban: c

2. Perhatikan jumlah atom dari masing-masing unsur. C ada 6, H ada 6, dan O ada 1, jadi perbandingan ke angka yang paling sederhana, yaitu:

C : H : O

6 : 6 : 1

Jawaban: c

***

Okay! Kayaknya segitu aja dari gue di artikel ini. Apa sekarang elo udah ngerti tentang rumus empiris dan rumus molekul? Elo bisa cari tahu lebih banyak lagi di Zenius. Bukan cuma Kimia, materi Biologi, Sejarah, Matematika, semuanya udah lengkap dan elo bisa akses video belajar Zenius di sini secara GRATIS pake akun yang udah didaftarin di website atau lewat aplikasi Zenius. Selamat belajar!

Baca Juga: 5 Contoh Model Atom dan Ciri-Cirinya – Materi Kimia Kelas 10

Dalam stoikiometri reaksi, terdapat banyak sekali materi turunan penting, di antaranya adalah reaksi kimia, hukum-hukum dasar kimia, konsep mol, rumus kimia dan perhitungan kimia. Untuk lebih jelasnya perhatikan tabel berikut ini.

Tabel Materi Pokok Stoikiometri


Nah, dalam artikel bagian keempat ini, akan diberikan beberapa contoh soal dan pembahasannya dari masing-masing materi yang terdapat dalam tabel di atas dimulai dari perhitungan rumus kimia. Untuk itu, silahkan kalian pelajari baik-baik dan semoga bisa paham.

Hukum manakah yang berkaitan dengan konsep mol, re, dan rm


Contoh Soal Penentuan Rumus Empiris dan Molekul

1. Tentukan RE senyawa yang mengandung 75% karbon dan 25% atom hidrogen! (Ar C = 12, H = 1)

Penyelesaian:

Perbandingan % C : % H = 75 : 25

Perbandingan massa C : H = 0,75 : 0,25

Maka, perbandingan mol C : mol H adalah sebagai berikut.

Massa C

=

Massa H

=

0,75

:

0,25

=

6,25

=

1

AC

Ar H

12

1

25

4

Jadi perbandingan mol C : mol H = 1 : 4. Dengan demikian, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH4.

2. Sejumlah sampel zat mengandung 11,2 gram Fe dan 4,8 gram O (Ar Fe = 56 dan O = 16). Tentukan rumus empiris senyawa tersebut!

Penyelesaian:

Untuk menentukan rumus empiris zat, kita menghitung perbandingan mol Fe dan O sebagai berikut.

Komponen Penyusun Zat

Massa (gram)

Mol Komponen

Fe

11,2 gram

Mol Fe = massa Fe/Ar Fe = 11,2 g/56 g mol-1 = 0,2 mol

O

4,8 gram

Mol O = massa O/Ar O = 4,8 g/16 g mol-1 = 0,3 mol

Dari perhitungan pada tabel di atas, diperoleh perbandingan Fe : O = 0,2 : 0,3 = 2 : 3. Dengan demikian rumus empiris senyawa adalah Fe2O3.

3. Vanila yang digunakan untuk memberi cita rasa makanan mempunyai komposisi: 63,2% C, 5,2% H, dan 31,6% O (Ar C = 12, H = 1, dan O = 16). Tentukanlah rumus empirisnya.

Penyelesaian:

Untuk menentukan rumus empiris vanila, kita menghitung perbandingan mol C, H, dan O. Misalkan dalam 100 gram sampel vanila.

Komponen Penyusun Zat

Persen Massa

Massa per 100 gram Sampel

Mol Komponen

C

63,2

63,2 gram

Mol C = 63,2 g/12 g mol-1 = 5,27 mol

H

5,2

5,2 gram

Mol H = 5,2 g/1 g mol-1 = 5,2 mol

O

31,6

31,6 gram

Mol C = 31,6 g/16 g mol-1 = 1,98 mol

Dengan demikian, kita peroleh perbandingan C, H dan O sebagai berikut..

C : H : O = 5,27 : 5,2 : 1,98

C : H : O = 2,66 : 2,66 : 1

C : H : O = 8 : 8 : 3

Jadi, rumus empiris vanila adalah C8H8O3.

4. Diketahui RE adalah CH4, tentukan RM bila massa atom relatif senyawa tersebut 16! (Ar C = 12, H = 1)

Penyelesaian:

RE = CH4

Mr = 16

Memasukkan ke dalam persamaan:

(RE)n = Mr

(CH4)n = 16

[(1 × Ar C) + (4 × Ar H)]n = 16

[(1 × 12) + (4 × 1)]n = 16

(12 + 4)n = 16

(16)n = 16

n = 1

Dengan mengalikan RE dengan n akan kita peroleh RM sebagai berikut.

(RE)n = RM

(CH4)1 = RM

RM = CH4

Dalam kasus ini, RE sama dengan RM. Sama atau tidaknya RE dengan RM ditentukan oleh harga n-nya. Bila harga n = 1 maka RE sama dengan RM, akan tetapi bila n > 1 maka RE berbeda dengan RM. Jadi RM senyawa adalah CH4.

5. Suatu senyawa memiliki rumus empiris C4H9 dan massa molekul relatif 114 g/mol. Tentukanlah rumus molekul senyawa tersebut.

Penyelesaian:

RE = C4H9

Mr = 114

Memasukkan ke dalam persamaan:

(C4H9)n = Mr

(C4H9)n = 114

[(4 × Ar C) + (9 × Ar H)]n = 114

[(4 × 12) + (9 × 1)]n = 114

(48 + 9)n = 114

(57)n = 114

n = 2

Dengan mengalikan RE dengan n akan kita peroleh RM sebagai berikut.

(RE)n = RM

(C4H9)2 = RM

RM = C8H18

Jadi, rumus molekulnya adalah C8H18.

6. Suatu senyawa terdiri dari 60% karbon, 5% hidrogen, dan sisanya nitrogen. Mr senyawa itu adalah 80 gram mol-1 (Ar C = 12, H = 1, dan N = 14). Tentukanlah rumus empiris dan molekul senyawa tersebut.

Penyelesaian:

 Menentukan rumus empiris

Persentase nitrogen = 100%  (60% + 5%) = 35%

Misal massa senyawa = 100 g

Maka massa C : H : N = 60 : 5 : 35

Perbandingan mol C : mol H : mol N adalah sebagai berikut.

C : H : N = massa C/AC : massa H/Ar H : massa N/Ar N

C : H : N = 60/12 : 5/1 : 35/14

C : H : N = 5 : 5 : 2,5

C : H : N = 2 : 2 : 1

Maka rumus empiris (RE) = C2H2N

 Menentukan rumus molekul

RE = C2H2N

Mr = 80

Memasukkan ke dalam persamaan:

(RE)n = Mr

(C2H2N)n = 80

[(2 × Ar C) + (2 × Ar H) + (1 × Ar N)]n = 80

[(2 × 12) + (2 × 1) + (1 × 14)]n = 80

(24 + 2 + 14)n = 80

(40)n = 80

n = 2

Dengan mengalikan RE dengan n akan kita peroleh RM sebagai berikut.

(RE)n = RM

(C2H2N)2 = RM

RM = C4H4N2

Jadi, rumus molekul (RM) = C4H4N2.

Contoh Soal Penentuan Rumus Kimia Hidrat

1. Sebanyak 4,92 gram hidrat dari Magnesium Sulfat (MgSO4.xH2O) dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Jika massa padatan yang tersisa adalah 2,4 gram, tentukan rumus kimia senyawa hidrat tersebut! (Ar Mg = 24, S = 32, H = 1, dan O = 16)

Penyelesaian:

Reaksi kimia yang terjadi adalah

MgSO4.xH2 MgSO4 + xH2O

Pertama, cari massa air kristal.

m H2O = m MgSO4.xH2 m MgSO4

m H2O = 4,92  2,4 = 2,52 gram

Tuliskan perbandingan massanya.

m MgSO4 : m H2O = 2,4 : 2,52

Bagi dengan Mr masing-masing untuk mendapatkan perbandingan mol.

Mr MgSO4 = Ar Mg + Ar S + 4 × Ar O

 Mr MgSO4 = (24 + 32 + 4 × 16)

 Mr MgSO4 = 24 + 32 + 64

 Mr MgSO4 = 120

Mr H2O = 18

n MgSO4 : n H2O = 2,4/120 : 2,52/18 = 0,02 : 0,14

Bagi keduanya dengan nilai terkecil, yaitu 0,02 untuk mendapatkan perbandingan paling sederhana.

n MgSO4 : n H2O = 0,02/0,102 : 0,14/0,02 = 1 : 7

Perbandingan mol = perbandingan koefisien, sehingga koefisien H2O pada reaksi di atas adalah 7.

Jadi, rumus kimia senyawa hidrat itu adalah MgSO4.7H2O.

2. Jika 4,88 gram barium klorida berhidrat (BaCl2.xH2O) dipanaskan, maka tersisa 4,16 gram padatan. Bagaimanakah rumus kimia senyawa hidrat tersebut? (Ar Ba = 137, Cl = 35,5, H = 1, dan O = 16)

Penyelesaian:

Reaksi yang terjadi

BaCl2.xH2 BaCl2 + xH2O

massa air = 4,88  4,16 = 0,72 gram

Perbandingan massa

m BaCl2 : m H2O = 4,16 : 0,72

Perbandingan mol BaCl2 dengan H2O

n BaCl2 : n H2O = 4,16/208 : 0.72/18 = 0,02 : 0,04 = 1 : 2

Jadi, rumus kimia senyawa hidrat itu adalah BaCl2.2H2O.

3. Tembaga(II) sulfat berhidrat dipanaskan, ternyata berat padatan yang tersisa 64%. Tentukan rumus kimia senyawa tersebut! (Ar Cu = 63,5, S = 32, H = 1, dan O = 16)

Penyelesaian:

Reaksi yang terjadi

CuSO4.xH2 CuSO4 + xH2O

Misalkan, massa hidrat = 100 gram, sehingga massa CuSO4 = 64 gram.

massa air = 100  64 = 36 gram

Perbandingan massa

m CuSO4 : m H2O = 64 : 36

Perbandingan mol CuSO4 dengan H2O

n CuSO4 : n H2O = 64/159,5 : 36/18 = 0,4 : 2 = 1 : 5

Jadi, rumus kimia senyawa hidrat itu adalah CuSO4.5H2O.