Nama senyawa kimia dapat membedakan antara senyawa satu dengan senyawa lain. Namun nama senyawa kurang spesifik dalam menunjukkan atom-atom yang menunjukkan komponen penyusun senyawa tersebut. Show Seperti halnya pada perhitungan matematika, senyawa kimia akan lebih mudah dipahami dalam bentuk rumus kimia. Dengan menuliskan atom-atom dan jumlah atau perbandingannya, senyawa kimia ditulis lebih informatif. Rumus kimia dibedakan menjadi dua jenis yaitu rumus empiris dan rumus molekul. Apa sih perbedaan kedua rumus kimia tersebut? Mari simak lebih lanjut penjelasan berikut ini. Pengertian Rumus Empiris dan Rumus MolekulRumus empiris dapat ditentukan dengan menghitung mol komponen penyusun zat dengan menggunakan massa molar. Sedangkan rumus molekul dapat ditentukan jika rumus empiris dan massa molekul relatif (Mr) zat diketahui. Secara garis besar, rumus empiris berupa perbandingan paling sederhana dari atom-atom penyusun suatu senyawa. Sedangkan rumus molekul menyatakan atom-atom penyusun suatu senyawa lengkap dengan jumlahnya dalam satu molekul yang ditulis mengikuti kaidah tertentu, seperti aturan penulisan senyawa organik, senyawa ion, senyawa kompleks, dan lain-lain. Sebagai contoh senyawa etanol, etanol merupakan nama senyawanya. Rumus molekul etanol yaitu C2H5OH sedangkan rumus empirisnya yaitu C2H6O. Contoh lainnya yaitu benzena, memiliki rumus molekul C6H6, sedangkan rumus empirisnya adalah CH. Dari beberapa contoh tersebut dapat diartikan bahwa rumus empiris adalah penyederhanaan rumus molekul. Beberapa contoh lainnya dapat dilihat pada tabel berikut. Bagaimana apabila terdapat sebuah sampel yang tidak diketahui nama senyawanya dan rumus molekulnya tetapi dapat diketahui komponen penyusunnya? Berdasarkan komponen penyusun yang diketahui dapat dihitung dan ditentukan rumus empirisnya. Seperti apa cara penentuannya? Mari kita bahas lebih lanjut.
Cara Menentukan Rumus Empiris dan Rumus MolekulSelain ditentukan dari rumus molekulnya seperti pada pembahasan di atas, rumus empiris dapat diketahui dari hasil eksperimen. Rumus molekul merupakan perbandingan mol paling sederhana dan bilangan bulat. Semisal pada senyawa yang mengandung C, H, dan O memiliki perbandingan mol sebagai berikut: C : H : O = x : y : z maka rumus empirisnya yaitu CxHyOz dimana x, y, dan z merupakan bilangan bulat dengan perbandingan paling rendah. Hubungan antara rumus empiris dan rumus molekul yaitu (rumus empiris)n = rumus molekul dimana n adalah faktor perkalian dan merupakan bilangan bulat. Nilai n dapat ditentukan jika Mr zat diketahui. Mr rumus molekul = n x rumus empiris Misal, untuk suatu zat dengan Mr 84 memiliki rumus empiris C2H2O. n = 84 / Mr C2H2O n = 84 / 42 n = 2 maka rumus molekulnya yaitu (C2H2O)2 = C4H4O2 Bagaimana cukup mudah bukan? Untuk belajar lebih lanjut mari kita coba aplikasikan pada contoh soal berikut ini!
Contoh Soal Rumus Empiris dan Rumus Molekul1. Apabila sebuah senyawa memiliki 5,27 mol C, 5,2 mol H, dan 1,32 mol O, sedangkan Mr nya adalah 136, tentukan rumus empiris dan rumus molekulnya! Pembahasan
Kita bisa tentukan dengan perhitungan seperti ini. C : H : O = 5,27 : 5,2 : 1,32 C : H : O = 3,99 : 3,93 : 1 (pembagian dengan 1,32) C : H : O = 4 :4 : 1 (pembulatan) Maka rumus empirisnya yaitu C4H4O. n = Mr rumus molekul / Mr rumus empiris n = 136 / (4×12+4×1+16) n = 2 Maka rumus molekulnya yaitu (C4H4O)2=C8H8O2 2. Tentukan rumus empiris dari sebuah sampel mengandung 3,5 gram Silikon (Si, Ar=28) dan 4 gram Oksigen (O, Ar=16)! Pembahasan
Rumus empirisnya dapat dihitung berdasarkan perbandingan molnya sebagai berikut. mol = massa / Ar mol Si = 3,5 / 28 = 0,125 mol mol O = 4 / 16 = 0,25 mol mol Si : mol O = 0,125 : 0,25 apabila disederhanakan dan dibulatkan maka Si : O = 1 : 2, maka rumus empirisnya yaitu SiO2.
3. Suatu sampel diketahui mengandung 40% atom C, 6,67% atom H, dan 53,33% atom O. Apabila diketahui massa molekul relatifnya yaitu 60, tentukan rumus molekul sampel tersebut! Pembahasan
Bagaimana apabila diketahui sebagai persentase? Caranya tidak berbeda jauh. Perhatikan pembahasan berikut. Persen dapat diartikan sebagai bagian per 100, maka apabila dimisalkan dalam 100 gram maka diperoleh data sebagai berikut. Jadi, rumus empirisnya adalah CH2O. n = 60 / (12+1×2+16) = 2 Sedangkan rumus molekulnya yaitu (CH2O)2=C2H4O2 4. Sejumlah hidrokarbon dengan volume 20 ml pada keadaan STP dibakar menjadi 60 ml karbon dioksida dan 60 ml air dalam fasa gas dan STP. Apabila diketahui Mr senyawa tersebut sebesar 42, tentukan rumus molekul senyawa hidrokarbon tersebut! Pembahasan
Dengan menggunakan hukum avogadro yang menyatakan pada keadaan STP, V1 / n1 = V2 / n2 , maka perbandingan volume sama dengan perbandingan mol. Terdapat dua cara untuk mengerjakan soal tersebut. Cara 1: dihitung dari mol CO2 dan H2O Misal: V1 = volume CO2 V2 = volume H2O n1 = mol CO2 n2 = mol H2O Reaksi yang terjadi yaitu CxHy + O2 à x CO2 + ½ y H2O Jumlah C pada CO2 adalah 1 Jumlah H pada H2O adalah 2 V1 : V2 = n1 : n2 = 60 :60 CO2 : H2O = 60 : 60 C : H = 60 : 60×2 = 60 : 120 = 1 : 2 Maka rumus empirisnya CH2. n = 42 / 14 = 3 sehingga rumus molekulnya yaitu (CH2)3 = C3H6 Cara 2: dihitung dari koefisien reaksinya Berdasarkan hukum avogadro, pada keadaan STP volume dan koefisien reaksi merupakan perbandingan antar zat yang bereaksi CxHy + O2 à x CO2 + ½ y H2O 20 CxHy + O2 à 60 CO2 + 60 H2O 1 CxHy + O2 à 3 CO2 + 3 H2O Maka 1 molekul CxHy mengandung 3 atom C (dari CO2) dan 6 atom H (dari H2O), sehingga rumus molekulnya C3H6. KesimpulanContoh soal dan materinya cukup lengkap bukan? Jadi, rumus kimia dibagi menjadi dua, yaitu rumus empiris dan rumus molekul. Rumus empiris menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom penyusunnya. Sedangkan rumus molekul menyatakan jenis dan jumlah atom penyusunnya. Demikian pembahasan pada kesempatan ini, semoga dapat bermanfaat bagi kita semua. Baca juga Reaksi Senyawa Karbon. Kembali ke Materi Kimia
Pengertian atom menurut teori atom Dalton adalah bagian terkecil dari suatu zat yang tidak dapat dibagi menjadi bagian yang lebih kecil. Saking kecilnya kita tidak memungkinkan untuk mengukur sebuah massa atom. Namun melalui percobaan dapat ditentukan massa satu atom relatif terhadap atom lainnya. Dibutuhkan satu jenis atom sebagai pembanding. Sumber google image grafitMassa Atom Relatif (Ar)Massa atom relatif adalah massa suatu atom yang ditentukan dengan cara membandingkan dengan massa atom standar. Massa atom relatif, disingkat dengan Ar. Berdasarkan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) yang digunakan sebagai standar penentuan massa atom relatif adalah atom karbon. Lambang atom tersebut adalah C. Atom tersebut memiliki jumlah proton sebanyak 6 dan memiliki massa sebesar 12 satuan massa atom bisa ditulis 12 sma atau 12 amu (atomic massa unit). Atom karbon-12 ini digunakan untuk standar sehingga satu satuan massa atom didevinisikan sebagai suatu massa yang besarnya tepat sama dengan seperdua belas massa satu atom C-12. Kemudian didapatkan rumus penentuan massa atom relatif (Ar) adalah perbandingan massa rata-rata unsur dengan satu perdua belas massa 1 atom C-12. Karena massa 1 atom C-12 adalah 1 sma atau 1 amu maka diperoleh rumus sbb: Jika massa atom karbon dicari dalam tabel sistem periodik , nilainya bukanlah 12,00 sma tetapi 12,011 sma. Perbedaan ini terjadi karena adanya kelimpahan atom karbon yang memiliki isotop lebih dari satu. Perhatikan gambar di bawah ini. Sumber: wikihow.comHal tersebut di atas dapat dijelaskan bahwa karbon di alam ada dua isotop yaitu isotop karbon-12 dan isotop karbon-13. Kelimpahan dari karbon isotop C-12 adalah 98,90 % dan C-13 adalah 1,10 %. Massa atom karbon-13 adalah 13,00335 sma. Maka massa atom karbon rata-rata dapat dihitung sbb: Ar C = (98,90% x 12,00000 sma) + (1,10% x 13,00335 sma) = 11,868 sma + 0,143 sma = 12,011 sma. Jadi massa atom karbon 12,011 sma adalah nilai rata-rata massa atom C dari kedua isotop tersebut. Contoh1 Massa 1 atom unsur X adalah 4.037 x 10-23 sedangkan massa 1 atom C-12 adalah 1.99268 x 10–23 gram. Berapakah massa atom relatif unsur X? Jawab: Maka Massa atom relatif unsur X adalah 24,311 Contoh 2 Unsur Cl di alam terdiri dari dua isotop dengan kelimpahan 75 % isotop Cl-35 dan 25% isotop Cl-37. Tentukan massa atom relatif unsur Cl Jawab Ar Cl = (% x Cl-35) +(% x Cl-37) = (75% x 35 sma) + ( 25% x 37 sma) = (0,75 x 35 sma) + ( 0,25 x 37 sma) = 26,25 sma+9,25 sma = 35,50 sma Massa Molekul Relatif (Mr)Massa molekul relatif adalah perbandingan antara massa rata-rata satu molekul terhadap 1/12 massa 1 atom C-12 Dalam satu molekul zat terdiri dari atom-atom penyusunnya. Misal satu molekul Ca(OH)2 terdapat 1 atom Ca, dua atom O dan dua atom H. Nilai Mr dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: Sumber google image asam asetat
Contoh 1 Diketahui massa atom relatif C=12, H=1, O=16. hitiunglah massa molekul rata-rata senyawa CH3COOH Jawab Mr CH3COOH = 2 x Ar C + 4 x Ar H + 2 x Ar O = 2 x 12 + 4 x 1 + 2 x 16 = 60
Contoh 2 Diketahui massa atom relatif (Ar) O=16, Al =27 dan S=32. Hitunglah massa molekul relatif Al2(SO4)3. Jawab Mr Al2(SO4)3 = (2 x Ar Al) + (3 x Ar S) + (12 x Ar O) = (2 x 27) + (3 x 32) + (12 x 16) = 54 + 96 + 192 = 342 Sumber Chang Raymond, 2004. Kimia Dasar Edisi Ketiga Konsep-Konsep Inti, Jakarta: Erlangga Sudarmono Unggul, 2016. Kimia Untuk SMA/MA Kelas X Jakarta: Erlangga |