HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA

Tujuan Pembelajaran :

1. Mengidentifikasi hukum-hukum dasar kimia. 
2. Menerapkan hukum-hukum dasar kimia untuk menyelesaikan perhitungan kimia. 
3. Menginterpretasi data hasil percobaan menggunakan hukum-hukum dasar kimia

Kesimpulan Lavoisier ini dikenal dengan nama Hukum Kekekalan Massa.

Contoh soal:

Superfosfat adalah pupuk yang mudah larut dalam air. Pupuk ini merupakan campuran antara Ca(H2PO4)2 dengan CaSO4 dengan perbandingan jumlah molekul 1 : 2. Pupuk ini dibuat melalui reaksi berikut: 

Ca3(PO4) + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 

Jika 300 g Ca3(PO4)2 bereaksi sempurna dengan 189,7 g H2SO4, berapa massa pupuk superfosfat yang dihasilkan? 

Penyelesaian: 

Ca3(PO4) + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 

      300 g         189,7 g                                    

Berdasarkan hukum kekekalan massa, massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. Jadi, massa pupuk superfosfat yang dihasilkan 

 = massa Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 

 = 300 g + 189,7 g = 489,7 g

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

             Senyawa yang sama meskipun berasal dari daerah berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda ternyata mempunyai komposisi yang sama. Contohnya, hasil analisis terhadap garam natrium klorida dari berbagai daerah sebagai berikut. 

               Sebagaimana ditunjukkan dalam perhitungan di atas, bahwa perbandingan massa Na terhadap Cl ternyata tetap, yaitu 1 : 1,54. Jadi, senyawa tersebut memenuhi hukum Proust. 

Contoh soal: 

Jika reaksi antara gas hidrogen dengan gas oksigen menghasilkan 18 gram uap air, berapakah massa H dan O dalam H2O? (massa atom relatif H = 1; O = 16). 

 Penyelesaian:

3. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)

              John Dalton (1766 – 1844) mengamati adanya suatu keteraturan yang terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa. Untuk memahami hal ini, perhatikan tabel hasil percobaan reaksi antara nitrogen dengan oksigen berikut.

Tabel : Reaksi antara Nitrogen dan Oksigen

                            Dengan massa oksigen yang sama, ternyata perbandingan massa nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida dan senyawa nitrogen monoksida merupakan bilangan bulat dan sederhana.

4. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay - Lussac)

           Pada tahun 1808 Josep Louis Gay Lussac dari Perancis menyelidiki hubungan antara volum gas-gas dalam suatu reaksi kimia. Ia menemukan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, satu volum gas oksigen bereaksi dengan dua volum gas hidrogen menghasilkan dua volum uap air.

Dari data percobaan tersebut Gay Lussac menyimpulkan:

Berikut contoh perbandingan volum pada reaksi-reaksi gas pada kondisi (suhu dan tekanan) yang sama.

         Hukum ini hanya berlaku untuk reaksi-reaksi gas yang susunan molekulnya sederhana. Hukum perbandingan volum ini diperoleh semata-mata dari hasil percobaan. Berdasarkan hukum ini, kita dapat menghitung volum gas pada suatu reaksi, jika volum salah satu gas diketahui.

Contoh soal: 

Salah satu komponen gas elpiji yang biasa digunakan dalam kegiatan rumah tangga adalah gas propana (C3H8). Pada suhu dan tekanan tertentu, gas propana terbakar sempurna dengan oksigen menurut reaksi berikut: 

                                        C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) 

Bila reaksi ini memerlukan 3 L gas oksigen, berapa volume C3H8 yang bereaksi dan gas-gas lain yang dihasilkan?

Penyelesaian: 

5. Hipotesis Avogadro

    Hipotesis Avogadro berbunyi : 

Berdasarkan hipotesis tersebut Ananda dapat menentukan jumlah molekul gas lain, jika volumnya diketahui.

 Contoh Soal :

            Gas nitrogen dan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk gas amoniak (NH3) pada keadaan tekanan dan suhu yang sama. Jika 40 molekul gas nitrogen, berapa molekul gas hidrogen yang diperlukan dan berapa molekul gas NH3 yang dihasilkan?

Latihan Soal

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan tepat!

1. Berikut ini tabel reaksi antara tembaga dan belerang (sulfur) yang menghasilkan tembaga(II) sulfida berdasarkan Hukum Kekekalan Massa. Lengkapi tabel dan tulis persamaan reaksinya.

        

       2.   Logam natrium jika direaksikan dengan gas oksigen akan dihasilkan natrium oksida. Data

             beberapa percobaannya adalah sebagai berikut.

        

            a. Tentukan perbandingan massa natrium dengan massa oksigen pembentuk senyawa pada setiap

                percobaan. 

            b. Apakah data tersebut sesuai dengan hukum perbandingan tetap? Jelaskan! 

            c. Tulis reaksi pada percobaan tersebut! 

       3.  Dua liter gas propana, C3H8 bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan karbon dioksida dan

            uap air.

            Tentukan: 

            a. volum gas O2 yang diperlukan; 

            b. volum gas CO2 yang dihasilkan; 

            c. volum uap air yang dihasilkan.

Sumber :

 POLIMER

A. Reaksi Polimerisasi

Polimer terbentuk dari monomer melalui reaksi polimerisasi (Teguh Pangajuanto, 2009)

1. Polimerisasi Adisi

          Polimerisasi adisi adalah penggabungan molekul-molekul yang berikatan rangkap membentuk rantai molekul yang panjang (polimer). Polimerisasi adisi dapat berlangsung dengan bantuan katalisator. Contoh : Pembentukan polietilena dari etena.

Pembentukan teflon atau politetra fluoroetilena

Reaksi polimerisasi adisi banyak dimanfaatkan pada industri plastik dan karet.

2. Polimerisasi Kondensasi

            Polimerisasi kondensasi adalah reaksi antara dua gugus fungsional pada molekul-molekul monomer yang berinteraksi membentuk polimer dengan melepaskan molekul kecil (H2 O, NH3 ). Contoh: Pembentukan nilon 66.

Nilon 66 mempunyai massa molekul relatif ± 10.000 dan titik lelehnya ±250°C.

B. Penggolongan Polimer

1. Berdasarkan Asalnya

   a. Polimer Alam

            Polimer alam adalah polimer yang telah tersedia di alam dan terbentuk secara alami. Contoh: Karet alam (poliisoprena)

Beberapa contoh polimer alam yang lain adalah protein, amilum, selulosa, glikogen, dan asam nukleat.

b. Polimer Sintetis

          Polimer sintetis atau polimer buatan dibuat sebagai tiruan. Polimer sintetis meliputi plastik, karet sintetis, dan serat sintetis. Contohnya plastik polietilena, PVC, polipropilena, teflon, karet neoprena, karet SBR, nilon, dan tetoron.

2. Berdasarkan Jenis Monomer

a. Kopolimer

              Kopolimer adalah polimer yang tersusun dari monomer yang berbeda. Contoh: Dacron tersusun dari monomer asam tereftalat dan etanadiol.

b. Homopolimer

3. Berdasarkan Sifatnya terhadap Panas

a. Polimer Termoseting

b. Polimer Termoplas

 REDUKSI OKSIDASI (REDOKS)

Setelah mempelajari materi ini, Anda akan dapat :

• Menjelaskan konsep reaksi oksidasi dan reduksi berdasarkan penggabungan dan pelepasan oksigen.
• Menuliskan reaksi oksidasi dan reduksi berdasarkan penggabungan dan pelepasan oksigen.
• Menjelaskan konsep reaksi oksidasi dan reduksi berdasarkan perubahan bilangan oksidasi.
• Menjelaskan pengertian reaksi redoks.
• Menjelaskan pengertian bilangan oksidasi.
• Menjelaskan aturan penentuan bilangan oksidasi.

REAKSI OKSIDASI DAN REDUKSI

Reaksi pengikatan oksigen lazim disebut reaksi oksidasi. Sebaliknya, reaksi pelepasan oksigen disebut reaksi reduksi. Sebenarnya, reduksi dan oksidasi berlangsung secara simultan (bersamaan), sehingga penamaan yang lebih tepat adalah reduksi-oksidasi atau reaksi redoks.

Reaksi redoks banyak kita temukan dalam kehidupan sehari-hari  maupun dalam industri. Beberapa contohnya yaitu perkaratan logam, reaksi pembakaran, respirasi, dan proses pengolahan logam dari bijihnya.

1.      Perkembangan Konsep Reduksi dan Oksidasi

a.      Reduksi dan Oksidasi sebagai Pelepasan dan Pengikatan Oksigen

      Pada awalnya, pengertian oksidasi dan reduksi dikaitkan dengan oksigen.

Zat yang menarik oksigen pada reaksi reduksi disebut reduktor. Pada contoh di atas, reduktor yang digunakan adalah CO, Al, dan H₂.

b.      Reduksi dan Oksidasi sebagai Pengikatan dan Pelepasan Elektron

c.      Reaksi Reduksi-Oksidasi sebagai Penurunan dan Peningkatan Bilangan Oksidasi

2.      Konsep Bilangan Oksidasi

      a.      Pengertian Bilangan Oksidasi

Besarnya muatan yang diemban oleh suatu atom dalam suatu senyawa, jika semua elektron ikatan didistribusikan kepada unsur yang lebih elektronegatif, disebut bilangan oksidasi.

b.    Penentuan Bilangan Oksidasi Suatu Unsur

Aturan penentuan bilangan oksidasi unsur adalah:

a).    Unsur bebas (misalnya H₂, O₂, N₂, Fe, dan Cu) mempunyai bilangan oksidasi = 0.

b).  Umumnya unsur H mempunyai bilangan oksidasi = +1, kecuali dalam senyawa hidrida, bilangan oksidasi H = –1.

c).  Umumnya unsur O mempunyai bilangan oksidasi = –2, kecuali dalam senyawa peroksida, bilangan oksidasi O = –1, dalam F₂O (bilangan oksidasi O = +2), dan dalam superoksida, seperti KO₂ (bilangan oksidasi O = -1/2).

d).   Fluorin, unsur yang paling elektronegatif dan membutuhkan tambahan 1 elektron, atomnya mempunyai bilangan oksidasi = –1 pada semua senyawa.

e).   Unsur logam mempunyai bilangan oksidasi selalu bertanda positif.

f).    Bilangan oksidasi ion tunggal = muatannya

g). Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam senyawa = 0.

h).  Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam ion poliatom = muatan ion.

Contoh Soal Menentukan bilangan oksidasi

Tentukan bilangan oksidasi unsur yang digaris bawahi pada senyawa berikut.

a.    a. Fe₂O₃             b. H₂O₂            c. MnO₄^–            d.  Fe₂(SO₄)₃  

 Benzena dan Turunannya

        Rumus struktur merupakan ikatan rangkap terkonjugasi:

2. Sifat-sifat Benzena

      Benzena termasuk senyawa karbon aromatik. Istilah aromatik diambil karena banyak fakta dari senyawa ini yang mempunyai bau khas. Benzena merupakan zat cair tidak berwarna , bersifat non-polar sehingga sukar larut dalam air. Benzena bersifat toksik dan agak karsigonetik.

     Benzena tidak dapat diadisi tetapi lebih mudah mengalami subtitusi (satu atom H digantikan atom/gugus lain). Berikut ini contoh reaksi subtitusi benzena dengan beberapa pereaksi.

3. Turunan Benzena

        Apabila salah satu atau lebih atom H pada benzena digantikan atom atau gugus atom (gugus fungsi) lain, maka senyawa tersebut disebut senyawa turunan benzena. 

1) Apabila hanya satu atom H saja yang diganti dengan atom/gugus atom lain, maka disebut atom/gugus atom tersebut kemudian kata benzena.

Tabel Beberapa Senyawa Turunan Benzena

           Beberapa senyawa turunan benzena lebih dikenal dengan nama trivial, seperti fenol, toluena, dan anilin. 

2) Jika dua atom H diganti dengan dua atom/gugus yang lain, maka diberi nama dengan awalan orto untuk posisi 1,2; meta posisi 1,3; dan para untuk posisi 1,4.

Jika atom/gugus atom yang diikat berbeda, maka salah satu dianggap sebagai induk. Contoh,

3) Jika tiga atau lebih atom H yang disubtitusikan (digantikan) atau atom lain, maka digunakan penomoraan dimulai dari atom C yang mengikat ataom C induk. Seperti dalam penomoran senyawa apa saja, cincin benzena dinomori sedemikian sehingga nomor-nomor awalan itu serendah mungkin dan nomor 1 diberikan pada gugus yang berprioritas tata nama tertinggi. Urutan prioritas penomoran untuk berbagai substituen sebagai berikut.

Senyawa Benzena ada yang memiliki lebih dari satu inti benzena dan diberi nama khusus, seperti contoh senyawa berikut :

3. Kegunaan Benzena dan Beberapa Senyawa Turunannya

1. Benzena Benzena digunakan sebagai pelarut untuk berbagai jenis zat. Selain itu benzena juga digunakan sebagai bahan dasar membuat stirena (bahan membuat sejenis karet sintetis) dan nilon–66. 
2. Asam Salisilat Asam salisilat adalah nama lazim dari asam o–hidroksibenzoat. Ester dari asam salisilat dengan asam asetat digunakan sebagai obat dengan nama aspirin atau asetosal. 
3. Asam Benzoat Asam benzoat digunakan sebagai pengawet pada berbagai makanan olahan. 
4. Anilina Anilina merupakan bahan dasar untuk pembuatan zat-zat warna diazo. Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam diazonium, dan proses ini disebut diazotisasi.
5. Toluena Kegunaan toluena yang penting adalah sebagai pelarut dan sebagai bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT). 
6. Stirena Jika stirena mengalami polimerisasi akan terbentuk polistirena, suatu jenis plastik yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik, bonekaboneka, sol sepatu, serta piring dan cangkir. 
7. Benzaldehida Benzaldehida digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan baku pembuatan parfum karena memiliki bau yang sedap. 
8. Natrium Benzoat Seperti asam benzoat, natrium benzoat juga digunakan sebagai bahan pengawet makanan dalam kaleng. 
9. Fenol Fenol (fenil alkohol) dalam kehidupan sehari-hari lebih dikenal dengan nama karbol atau lisol, dan dipergunakan sebagai zat disinfektan (pembunuh bakteri) karena dapat menyebabkan denaturasi protein.

LATIHAN.

• Apa yang menyebabkan cincin benzena bersifat stabil?
• Berikan nama benzena tersubstitusi berikut ini!
• Tulislah rumus struktur dari senyawa benzena berikut.

1. Para–n–propiltoluena 
2. Orto–xilena
3. para–diklorobenzena 
4. orto–toluena 
5. meta–xilena

Sumber-sumber :

1.  Kimia 3 : Untuk SMA/MA Kelas XII Program Ilmu Alam / Penulis Budi Utami…{ et al} ; Editor Giyarti . — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.
2. Kimia : SMA / MA Kelas XII / penulis, Nur Hidayati, Anis Wardani; editor, Munnal Hani’ah, Desy Wijaya, Isnani Aziz Zulaikha; ilustrator, Mukti Ali. -- Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.
3. Praktis Belajar Kimia 1 : Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah / penulis, Iman Rahayu ; penyunting, Farida Dzalfa ; ilustrator, Yudiana. — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009.

 Tatanama Aldehid dan Keton

1. Aldehid (Alkanal)

Aldehid atau alkanal adalah senyawa turunan alkana dengan gugus fungsi . Rumus struktur aldehid adalah  

a. Rumus Umum 

Perhatikan rumus struktur beberapa aldehid pada tabel berikut. 

Dari contoh-contoh di atas, maka dapat disimpulkan rumus umum aldehid atau alkanal adalah CnH2nO.

b. Tata Nama 

1) Nama IUPAC 

Nama aldehid sebagai turunan dari alkana diturunkan dari nama alkana dengan mengganti akhiran a dengan al. 

Contoh:

2) Nama Lazim (Trivial) 

Contoh penamaan aldehid secara trivial seperti pada tabel berikut. 

Tabel Nama Lazim (Trivial) Aldehid

     

2) Sistem IUPAC

    a) Menentukan rantai induk, yaitu rantai atom C terpanjang yang mengandung gugus karbonil