Tetapan Avogadro dan Konsep Mol

kimia materi

Tetapan Avogadro dan Konsep Mol

Mr Math    Juli 06, 2017   

Apabila Anda mereaksikan satu atom karbon (C) dengan satu molekul oksigen (O₂) maka akan terbentuk satu molekul CO₂. Tetapi sebenarnya yang Anda reaksikan bukan satu atom karbon dengan satu molekul oksigen, melainkan sejumlah besar atom karbon dan sejumlah besar molekul oksigen. Oleh karena jumlah atom atau jumlah molekul yang bereaksi begitu besarnya maka untuk menyatakannya, para ahli kimia menggunakan ”mol” sebagai satuan jumlah partikel (molekul, atom, atau ion).

Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak atom yang terdapat dalam 12,000 g atom karbon –12.

Jadi, dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 10²³partikel. Nilai 6,022 x 10²³ partikel per mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N. Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat dianalogikan sebagai “lusin”. Jika lusin menyatakan jumlah 12 buah, mol menyatakan jumlah 6,022 x 10²³ partikel zat. Kata partikel pada NaCl, H₂O, dan N₂ dapat dinyatakan dengan ion dan molekul, sedangkan pada unsur seperti Zn, C, dan Al dapat dinyatakan dengan atom.

 Jumlah Partikel dalam Beberapa Zat

Rumus kimia suatu senyawa menunjukkan perbandingan jumlah atom yang ada dalam senyawa tersebut.

 Perbandingan Atom-Atom dalam H₂SO₄

1 mol zat mengandung 6,022 x 10²³ partikel

Hubungan jumlah mol (n) dengan jumlah partikel, yang secara matematik dapat dinyatakan sebagai berikut.

Jumlah partikel = n x N

Dimana:

n = jumlah mol

N = bilangan Avogadro

1. Massa Molar (M_r)

Massa satu mol zat dinamakan massa molar (lambang M_r). Besarnya massa molar zat adalah massa atom relatif atau massa molekul relatif zat yang dinyatakan dalam satuan gram per mol.

Massa molar = M_r atau A_r zat (g/mol)

 Perhatikan contoh pada tabel berikut!

 Massa Molar Beberapa Zat

Massa suatu zat merupakan perkalian massa molarnya (g/mol) dengan mol zat tersebut (n). Jadi hubungan mol suatu zat dengan massanya dapat dinyatakan sebagai berikut:

 Diagram mol – massa

Secara matematis, dapat dinyatakan sebagai berikut.

Massa molar = massa : mol

Massa = mol x M_r /A _r (massa molar)

2. Volume Molar (V_m)

Volume satu mol zat dalam wujud gas dinamakan volume molar, yang dilambangkan dengan V_m.

Berapakah volume molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentu gas pada suhu dan tekanan tertentu? Avogadro dalam percobaannya mendapat kesimpulan bahwa 1 L gas oksigen pada suhu 0° C dan tekanan 1 atm mempunyai massa 1,4286 g, atau dapat dinyatakan bahwa pada tekanan 1 atm:

1 L gas O₂ = 1,4286/32 mol

1 L gas O₂ = 1/22,4 mol

1 mol gas O₂ = 22,4 L

Maka, berdasarkan hukum Avogadro dapat disimpulkan :

1 mol gas O₂ = 22,4 L

Sesuai dengan hukum Avogadro yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas yang sama mengandung jumlah molekul yang sama atau banyaknya mol dari tiap-tiap gas volumenya sama. Berdasarkan hukum tersebut berlaku volume 1 mol setiap gas dalam keadaan standar (suhu 0° C dan tekanan 1 atm) sebagai berikut.

Volome gas dalam keadaan standar = 22,4 L

3. Volume Gas pada Keadaan Tidak Standar

Perhitungan volume gas tidak dalam keadaan standar (non-STP) digunakan dua pendekatan sebagai berikut.

a. Persamaan gas ideal

Dengan mengandaikan gas yang akan diukur bersifat ideal, persamaan yang menghubungkan jumlah mol (n) gas, tekanan, suhu, dan volume yaitu:

Hukum gas ideal : P . V = n . R . T

Dimana :

P = tekanan (satuan atmosfir, atm)

V = volume (satuan liter, L)

n = jumlah mol gas (satuan mol)

R = tetapan gas (0,08205 L atm/mol K)

T = suhu mutlat ( ^oC + 273,15 K)

b. Dengan konversi gas pada suhu dan tekanan yang sama

Menurut hukum Avogadro, perbandingan gas-gas yang jumlah molnya sama memiliki volume sama. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.

Di mana:

n₁ = mol gas 1

n₂ = mol gas 2

V₁ = volume gas 1

V₂ = volume gas 2

4. Molaritas (M)

Banyaknya zat yang terdapat dalam suatu larutan dapat diketahui dengan menggunakan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam molaritas (M). Molaritas menyatakan banyaknya mol zat dalam 1 L larutan. Secara matematis dinyatakan sebagai berikut.

Di mana:

M = molaritas (satuan M)

massa = dalam satuan g

M_r = massa molar (satuan g/mol)

Reaksi Redoks dalam Kimia

Reaksi Redoks dalam Kimia

Mr Math    Juni 30, 2017   

Reaksi Oksidasi dan Reduksi - Reaksi kimia tidak pernah lepas dari berbagai fenomena alam yang ada di sekitar kita. Sebagai contoh, keberadaan oksigen dalam udara sesungguhnya merupakan lingkaran proses kimia yang dilakukan oleh tumbuhan dan manusia dengan bantuan matahari. Tumbuhan memanfaatkan CO₂ yang dibuang manusia untuk proses fotosintesis dengan bantuan sinar matahari. Proses fotosintesis tersebut menghasilkan O₂yang dihirup oleh manusia. Manusia mengeluarkan CO₂ dan dimanfaatkan oleh tumbuhan, begitu seterusnya membentuk sebuah siklus.

Selain yang bersifat alamiah, reaksi oksidasi dan reduksi juga terjadi dalam berbagai industri yang menghasilkan bahan-bahan yang dimanfaatkan manusia. Industri pelapisan logam adalah salah satu contoh industri yang memanfaatkan prinsip reaksi redoks.

1. Perkembangan Konsep Reaksi Redoks

Pengetahuan manusia mengenai reaksi redoks senantiasa berkembang. Perkembangan konsep reaksi redoks menghasilkan dua konsep, klasik dan modern.

Awalnya, reaksi redoks dipandang sebagai hasil dari perpindahan atom oksigen dan hidrogen. Oksidasi merupakan proses terjadinya penangkapan oksigen oleh suatu zat. Sementara itu reduksi adalah proses terjadinya pelepasan oksigen oleh suatu zat. Oksidasi juga diartikan sebagai suatu proses terjadinya pelepasan hidrogen oleh suatu zat dan reduksi adalah suatu proses terjadinya penangkap hidrogen. Oleh karena itu, teori klasik mengatakan bahwa oksidasi adalah proses penangkapan oksigen dan kehilangan hidrogen. Di sisi lain, reduksi adalah proses kehilangan oksigen dan penangkapan hidrogen.

Seiring dilakukannya berbagai percobaan, konsep redoks juga mengalami perkembangan. Muncullah teori yang lebih modern yang hingga saat ini masih dipakai. Dalam teori ini disebutkan bahwa:

1. Oksidasi adalah proses yang menyebabkan hilangnya satu atau lebih elektron dari dalam zat. Zat yang mengalami oksidasi menjadi lebih positif.
2. Reduksi adalah proses yang menyebabkan diperolehnya satu atau lebih elektron oleh suatu zat. Zat yang mengalami reduksi akan menjadi lebih negatif.

Teori ini masih dipakai hingga saat ini. Jadi proses oksidasi dan reduksi tidak hanya dilihat dari penangkapan oksigen dan hidrogen, melainkan dipandang sebagai proses perpindahan elektron dari zat yang satu ke zat yang lain.

2. Bilangan Oksidasi

Dalam reaksi oksidasi reduksi modern, keberadaan bilangan oksidasi yang dimiliki suatu zat sangat penting. Bilangan oksidasi adalah muatan listrik yang seakan-akan dimiliki oleh unsur dalam suatu senyawa atau ion. Aturan penentuan bilangan oksidasi sebagai berikut.

a. Unsur bebas, memiliki bilangan oksidasi = 0

Contoh: H₂ , Br₂ , memiliki bilangan oksidasi = 0

b. Oksigen

Dalam senyawa, oksigen memiliki bilangan oksidasi = –2, kecuali:

1. Dalam peroksida (H₂O₂) bilangan oksidasi O = –1
2. Dalam superoksida (H₂O₄) bilangan oksidasi O = 1/2
3. Dalam OF₂ bilangan oksidasi O = +2

c. Hidrogen

Dalam senyawa, bilangan oksidasi H = +1

Contoh: dalam H₂O, bilangan oksidasi H = 1

Dalam hibrida, bilangan oksidasi H = –1

d. Unsur golongan IA

Dalam senyawa, bilangan oksidasi unsur golongan IA = +1

Contoh: Na, K memiliki bilangan oksidasi = +1

e. Unsur golongan IIA

Dalam senyawa, bilangan oksidasi unsur golongan IIA = +2

Contoh: Ba, Mg, memiliki bilangan oksidasi = +2

f. ∑Bilangan oksidasi molekul = 0

g. ∑ Bilangan oksidasi ion = muatan ion

Contoh: Al³⁺ memiliki bilangan oksidasi = +3

h. Unsur Halogen

F bilangan oksidasi = 0, -1

Cl bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +3, +5, +7

Br bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +5, +7

I bilangan oksidasi = 0, -1, +1, +5, +7

3. Reaksi Redoks dari Perubahan Bilangan Oksidasi

Berdasarkan pengertian bilangan oksidasi dan aturan penentuan bilangan oksidasi, konsep reaksi redoks dapat dijelaskan sebagai berikut.

1. Reaksi oksidasi adalah reaksi yang menaikkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami oksidasi merupakan reduktor.
2. Reaksi reduksi adalah reaksi yang menurunkan bilangan oksidasi. Zat yang mengalami reduksi merupakan oksidator.

Catatan:

1. Jumlah muatan di kanan dan kiri harus sama.
2. Jika dalam suatu reaksi tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi, reaksi tersebut bukan reaksi redoks.

4. Tatanama Senyawa Bilangan Oksidasi

Tata nama senyawa berdasarkan bilangan oksidasi memiliki ketentuan sebagai berikut.

1. Senyawa biner tersusun atas dua macam unsur, baik logam dan nonlogam maupun kedua unsur-unsurnya nonlogam, nama logam didahulukan diikuti senyawa nonlogam yang diberi akhiran –ida. Contoh:
   NaCl : natrium klorida
   MgO : magnesium oksida
   Al₂ S₃ : aluminium sulfida
   K₂S : kalium sulfida
2. Senyawa biner yang mengandung unsur yang memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi maka bilangan oksidasi unsur tersebut ditulis dengan menggunakan angka romawi dalam tanda kurung di belakang nama unsurnya.
   Contoh:
   FeO : besi(II) oksida
   Fe₂O₃ : besi(III) oksida
   SnCl₂ : timah(II) klorida
   SnCl₄ : timah(IV) klorida
3. Senyawa ionik diberi nama dengan cara menyebutkan nama kation diikuti nama anion. Jika anion terdiri dari beberapa atom dan mengandung unsur yang memiliki lebih dari satu macam bilangan oksidasi, nama anion tersebut diberi imbuhan hipo-it, -it, -at, atau per-at sesuai dengan jumlah bilangan oksidasi.
   Contoh:
   Na₂CO₃ : natrium karbonat
   KCrO₄ : kalium kromat
   K₂Cr₂O₇ : kalium dikromat
   HclO : asam hipoklorit (bilangan oksidasi Cl=+1)
   HClO₂ : asam klorit (bilangan oksidasi Cl=+3)
   HClO₃ : asam klorat (bilangan oksidasi Cl=+5)
   HClO₄ : asam perklorat (bilangan oksidasi Cl=+7)

5. Penerapan Reaksi Redoks

Konsep reaksi redoks banyak digunakan dalam proses industri. Beberapa industri yang sering menggunakan reaksi redoks di antaranya sebagai berikut.

1. Industri pelapisan logam
   Industri pelapisan logam adalah industri pelapisan logam dengan unsur- unsur lain yang meningkatkan kualitas logam tersebut. Sebagai contoh pelapisan besi dengan seng atau krom untuk menjaga besi dari perkaratan, melapisi tembaga dengan emas.
2. Industri pengolahan logam
   Bijih-bijih logam umumnya terdapat dalam bentuk senyawa oksida, sulfida, dan karbonat. Bijih-bijih sulfida dan karbonat diubah terlebih dahulu menjadi oksida melalui pemanggangan. Setelah itu bijih oksida direduksi menjadi logam.
   Contoh:
   Besi diperoleh dengan cara mereduksi bijih besi Fe₂O₃ dengan reduktor kokas (C) dalam tanur tinggi. C akan teroksidasi menjadi CO dan CO akan mereduksi Fe₂O₃ menjadi Fe.
   2C + O₂ → 2CO
   Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
3. Industri aki dan baterai
   Aki dan baterai merupakan sumber energi listrik searah yang bekerja menggunakan prinsip reaksi redoks.
   Reaksi yang terjadi pada aki:
   Pb(s) + PbO₂ (s) + 4H⁺ (aq) + 2SO ₄^2– (aq) → 2PbSO₄ (s) + 2H₂O(l)
   Reaksi yang terjadi pada baterai:
   Zn(s) + 2MnO₂ (s) + 2NH₄⁺ (aq) → Zn²⁺ (aq)+ Mn₂O₃ (s)+2NH₃ (aq)+ H₂O(l)

Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

kimia materi

Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

Mr Math    Juni 29, 2017   

Setelah ditemukan peralatan yang sangat peka di awal abad XX, para ahli kimia melakukan percobaan tentang massa satu atom. Sebagai contoh, dilakukan percobaan untuk mengukur.

• massa satu atom H = 1,66 u 10 ^–24 g
• massa satu atom O = 2,70 u 10 ^–23 g
• massa satu atom C = 1,99 u 10 ^–23 g

Dari data di atas dapat dilihat bahwa massa satu atom sangat kecil. Para ahli sepakat menggunakan besaran Satuan Massa Atom (sma) atau Atomic Massa Unit (amu) atau biasa disebut juga satuan Dalton. Pada materi struktur atom, Anda telah mempelajari juga bahwa atom sangatlah kecil, oleh karena itu tidak mungkin menimbang atom dengan menggunakan neraca.

1. Massa Atom Relatif (A_r )

Para ahli menggunakan isotop karbon C–12 sebagai standar dengan massa atom relatif sebesar 12. Massa atom relatif menyatakan perbandingan massa rata-rata satu atom suatu unsur terhadap 1/12 massa atom C–12. Atau dapat dituliskan:

Para ahli membandingkan massa atom yang berbeda-beda, menggunakan skala massa atom relatif dengan lambang “A r”.

Para ahli memutuskan untuk menggunakan C–12 atau isotop ¹²C karena mempunyai kestabilan inti yang inert dibanding atom lainnya. Isotop atom C–12 mempunyai massa atom 12 sma. Satu sma sama dengan 1,6605655 x 10^–24g. Dengan digunakannya isotop ¹²C sebagai standar maka dapat ditentukan massa atom unsur yang lain.

 Massa atom relatif suatu unsur (A_r ) adalah bilangan yang menyatakan perbandingan massa satu atom unsur tersebut dengan 1/12 massa satu atom C–12.

 Massa Beberapa Isotop

Besarnya harga A_r juga ditentukan oleh harga rata-rata isotop tersebut. Sebagai contoh, di alam terdapat ₃₅Cl dan ₃₇ Cl dengan perbandingan 75% dan 25% maka A_rCl dapat dihitung dengan cara:

A_rCl = (75% x 35) + (25% x 37) = 35,5

A_r merupakan angka perbandingan sehingga tidak memiliki satuan. A_r dapat dilihat pada Tabel Periodik Unsur (TPU) dan selalu dicantumkan dalam satuan soal apabila diperlukan.

2. Massa Molekul Relatif (M_r)

Molekul merupakan gabungan dari beberapa unsur dengan perbandingan tertentu. Unsur-unsur yang sama bergabung membentuk molekul unsur, sedangkan unsur-unsur yang berbeda membentuk molekul senyawa. Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (M_r). Massa molekul relatif adalah perbandingan massa molekul unsur atau senyawa terhadap 1/12 x massa atom C–12. Secara matematis dapat dinyatakan:

Massa molekul dapat dihitung dengan menjumlahkan Ar dari atom-atom pembentuk molekul tersebut.

M_r= Σ A_r atom penyusun

Materi tentang: Teori Domain Elektron

kimia materi

Materi tentang: Teori Domain Elektron

Mr Math    Juni 17, 2017   

Telah diketahui bahwa atom diikat oleh atom lain dalam suatu molekul dengan menggunakan pasangan-pasangan elektron yang berada di atom pusat. Pasangan-pasangan ini mengalami gaya elektrostatis akibat dari muatan yang dimilikinya. Berdasarkan hal tersebut, pada tahun 1970, R.G. Gillesepie mengajukan teori VSEPR (Valance Shell Elektron Pair Repulsion) yang menyatakan bahwa:

“pasangan-pasangan elektron akan berusaha saling menjauhi sehingga tolak-menolak antara pasangan elektron menjadi minimum”

Teori ini juga dikenal sebagai teori jumlah pasangan elektron. 

Menurut teori VSEPR, bentuk molekul dapat diramalkan dari jumlah pasangan elektron valensi atom pusat, dan juga posisi pasangan elektron tersebut dalam atom pusat. Di atom pusat pasangan elektron ada pada berbagai posisi, yaitu pasangan elektron bebas-elektron bebas, pasangan elektron bebas-elektron terikat atau pasangan elektron terikat-elektron terikat. Masing-masing pasangan elektron bebas memiliki energi tolakan yang berbeda-beda. Energi tolakan elektron bebas-elektron bebas lebih besar dibandingkan dengan energi tolakan elektron bebas-elektron terikat. Energi tolakan elektron bebas-elektron terikat akan lebih besar dibandingkan dengan energi tolakan elektron terikat-elektron terikat.

Pasangan elektron bebas-elektron bebas > elektron bebas- elektron terikat> elektron terikat-elektron terikat.

1. Perbandingan energi tolakan pasangan elektron 

Pada perkembangan lebih lanjut, pengertian domain elektron tidak hanya berlaku untuk ikatan rangkap tetapi termasuk ikatan tunggal. Jika jumlah elektron dalam domain elektron semakin banyak, maka gaya tolak-menolaknya akan semakin besar. Berdasarkan jumlah atomnya, maka urutan gaya tolak-menolak pada domain elektron ikatan adalah sebagai berikut.

Domain elektron ikatan rangkap 3 lebih besar dari domain elektron ikatan rangkap 2, sedangkan domain elektron ikatan 2 lebih besar dibandingkan elektron ikatan tunggal

Berdasarkan kenyataan tersebut dapat diramalkan bentuk molekul dari beberapa senyawa sebagaimana dalam Tabel berikut.

Bentuk molekul berdasarkan teori domain elektron.

Catatan :

AX_mE_n = rumus bentuk molekul, dengan

A : atom pusat

X : semua atom yang terikat pada atom pusat

E : domain elektron bebas

m : jumlah domain elektron ikatan (DEI)

n : jumlah domain elektron bebas (DEB)

A* = aksial

E* = ekuatorial

Cara meramalkan bentuk molekul suatu senyawa berdasarkan teori domain elektron sebagai berikut.

1. Tulis struktur Lewis-nya.
2. Tentukan jumlah domain elektron di sekitar atom pusat, jumlah domain elektron ikatan (DEI) dan jumlah domain elektron bebas (DEB) dari struktur Lewis.
3. Tentukan rumus bentuk molekulnya.
4. Bandingkan dengan Tabel diatas

2. Teori hibridisasi

Masih ingatkah kalian konfigurasi elektron atom C? Konfigurasi elektron atom C adalah 1s² 2s² 2p²dan jika dijabarkan satu-satu diperoleh C : 1s² 2s²2p_x¹ 2p_y¹2p_z⁰ . Elektron valensi terluar adalah 2, maka atom C seharusnya mengikat 2 atom H menjadi CH₂ . Kenyataannya di alam senyawa CH₂ tidak ada. Senyawa yang ada di alam adalah senyawa metana dengan rumus molekul CH₄, mengapa hal itu dapat terjadi?

Berdasarkan kenyataan yang ada terbukti bahwa atom karbon mengadakan ikatan kovalen dengan empat atom hidrogen. Dalam senyawa CH₄semua ikatan yang terjadi identik, sudut ikatan antara dua ikatan adalah 109,5° dengan bentuk geometri molekul tetrahedral (bidang empat).

Atom karbon C dapat mengikat 4 atom H menjadi CH₄ , maka 1 elektron dari orbital 2s dipromosikan ke orbital 2pz, sehingga konfigurasi elektron atom C menjadi 1s¹ 2s¹1p_x¹ 1p_y¹1p_z¹ . Orbital 2s mempunyai bentuk yang berbeda dengan ketiga orbital 2p, akan tetapi ternyata kedudukan keempat ikatan C-H dalam CH ₄ adalah sama. Hal ini terjadi karena pada saat orbital 2s , 2p_x , 2p_y, dan 2p_z menerima 4 elektron dari 4 atom H, keempat orbital ini berubah bentuknya sedemikian sehingga mempunyai kedudukan yang sama. Peristiwa ini disebut hibridisasi. Dalam senyawa CH 4 , orbital-orbital hasil hibridisasi merupakan campuran satu orbital 2s dan tiga orbital 2p, oleh karena itu disebut orbital hybrid sp³ . Pada senyawa CH₄ terbentuk empat orbital sp³ .

Struktur tetrahedral senyawa CH₄.

Beberapa bentuk geometri ikatan dapat kalian perhatikan dalam Tabel berikut

Beberapa bentuk geometri ikatan.

Pengertian Molekul, Ion dan Atom

fisika kimia materi

Pengertian Molekul, Ion dan Atom

Mr Math    Juni 16, 2017   

Benda-benda yang lunak seperti kapur tulis, jika kita potong menjadi dua, salah satu potongan kapur dapat dibagi lagi menjadi dua. Salah satu bagian, dapat dibagi lagi menjadi dua lagi dan jika pembagian diteruskan sehingga bagian-bagian kapur menjadi sangat kecil, akhirnya bagian itu tidak dapat dibagi lagi. 

Menurut Democritus bagian terkecil benda yang tidak dapat dibagi lagi disebut atom. Dalam bahasa Yunani atom berarti tidak dapat dibagi lagi, sedangkan Aristoteles berpendapat bahwa atom dapat dibagi lagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang tidak dapat dibagi lagi. 

Pada tahun 1803 John Dalton, seorang guru sekolah di Inggris yang ahli dalam bidang kimia dan fisika, berdasarkan penemuan saat itu, mengajukan suatu teori yang menegaskan bahwa materi terdiri atas atom.

1. Postulat Teori Atom Dalton

Postulat Dalton tentang atom adalah:

1. Setiap materi terdiri atas partikel yang ia sebut atom.
2. Unsur adalah materi yang terdiri atas atom-atom yang sejenis.
3. Atom suatu unsur adalah identik, tetapi berbeda dengan atom unsur lain.
4. Senyawa adalah materi yang terdiri atas dua atau lebih jenis atom dengan perbandingan tertentu.
5. Atom tidak dapat diciptakan maupun tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diubah menjadi atom lain melalui reaksi kimia. Reaksi kimia hanyalah penataan ulang (reorganisasi) atom.

Menurut Dalton semua materi terdiri atas atom. Untuk selanjutnya kita akan mempelajari tentang partikel-partikel materi yang meliputi atom, molekul, dan ion.

a. Atom

Atom merupakan bagian terkecil dari unsur. Atom bersifat tidak bermuatan (netral). Setiap unsur terdiri dari sejenis atom, artinya bahwa atom-atom unsur yang sama mempunyai sifat yang sama. Oleh sebab itu, atom unsur diberi lambang yang sama dengan lambang unsurnya.

Jadi, atom nitrogen diberi lambang N dan atom karbon dengan lambang C. Atom unsur yang satu berbeda dengan atom unsur yang lainnya. Perbedaan itu dapat diibaratkan bahwa butir-butir jagung tidak sama dengan butir-butir beras.

b. Molekul

Atom-atom memiliki kecenderungan stabil dengan cara mengikat atom lain yang sama atau tidak sama. Molekul yang terdiri dari atom-atom yang sama kita sebut molekul unsur, sedangkan yang terdiri dari atom-atom yang berbeda disebut molekul senyawa.

Contoh:

- molekul unsur

molekul O₂, molekul H₂, molekul N₂, molekul Cl₂.

- molekul senyawa

molekul air (H₂O); molekul gula (C₆H₁₂O₆); molekul garam dapur

NaCl

Perhatikan gambar berikut.

Gambar perbedaan antara atom, molekul unsur, dan molekul senyawa.

Perbedaan antara atom, molekul atom, molekul unsur, dan molekul senyawa.

c. Ion

Ion adalah atom atau molekul yang bermuatan listrik, dapat positif maupun negatif. Ion bermuatan negatif disebut anion, terjadi karena atom atau molekul menangkap elektron, satu atau lebih.

Sedangkan ion yang bermuatan positif disebut kation, terjadi karena atom atau molekul melepaskan satu atau lebih elektron. Ion yang terdiri dari satu atom disebut ion tunggal, dan ion yang terdiri dari dua atom atau lebih disebut ion poliatom.

Akibat dari Gaya Antar Molekul

kimia materi

Akibat dari Gaya Antar Molekul

Mr Math    Juni 16, 2017   

Gaya antarmolekul mempengaruhi sifat fisik dari suatu zat atau senyawa. Beberapa sifat fisik itu antara lain titik didih dan tegangan permukaan. 

1. Titik didih 

Titik didih suatu cairan merupakan temperatur di mana tekanan uap yang meninggalkan cairan sama dengan tekanan luar. Jika hal tersebut terjadi, maka akan terbentuk gelembung- gelembung uap dalam cairan. Karena tekanan uap dalam gelembung sama dengan tekanan uap udara, maka gelembung itu dapat mendorong diri lewat permukaan dan bergerak ke fase gas di atas cairan. Keadaan seperti itu disebut mendidih. 

Titik didih suatu zat juga menggambarkan besarnya energi yang diperlukan untuk mengatasi gaya tarik-menarik antarmolekul dalam zat tersebut. Jika gaya tarik-menarik semakin kuat, maka diperlukan energi yang besar, akibatnya titik didih menjadi tinggi. Perhatikan titik didih beberapa senyawa pada Tabel berikut.

Titik didih beberapa senyawa.

2. Tegangan permukaan (surface tension) 

Tegangan permukaan (surface tension) merupakan gaya yang cenderung membuat permukaan cairan melengkung. Hal ini dikarenakan pada permukaan zat cair jumlah molekulnya lebih sedikit dibandingkan molekul zat cair di bawah permukaan. 

Akibatnya, molekul di permukaan mengalami gaya tarik-menarik yang lemah sehingga molekul permukaan cenderung tertarik ke dalam. Baik dalam tetesan atau cairan jika bersentuhan dengan tempatnya, maka permukaan yang melengkung itu mempunyai luas sekecil mungkin pada suasana tersebut untuk meminimalkan energi permukaan. 

Jika gaya antarmolekul semakin kuat, maka tegangan permukaan yang dihasilkan semakin besar. Sebagai contoh, air, (H₂O), mempunyai tegangan permukaan 0,073 N m^–1 lebih tinggi daripada benzena, (C₆H₆), yaitu sebesar 0,029 N m^–1 . Hal ini dikarenakan H₂O bersifat polar dan mempunyai gaya antarmolekul jauh lebih kuat daripada gaya antarmolekul benzena yang bersifat nonpolar. Gaya antarmolekul dalam air adalah ikatan hidrogen sedangkan benzena adalah gaya London.

Beda Sistem dan Lingkungan dalam Termokimia

kimia materi

Beda Sistem dan Lingkungan dalam Termokimia

Mr Math    Juni 15, 2017   

Cabang ilmu yang mempelajari perubahan panas dalam reaksi kimia dinamakan termokimia. Dalam termokimia kalian akan mempelajari berbagai perubahan energi panas yang menyertai perubahan kimia atau reaksi kimia. Sebelum lebih lanjut mempelajari perlu kalian ketahui dahulu beberapa istilah yang sering ditemui dalam termokimia, yaitu

1. Sistem 

Sistem merupakan bagian yang sedang diamati perubahan energinya. Misal kalian sedang mengamati proses pelarutan garam dapur dalam air, maka garam dapur dan air merupakan sistem. 

Sistem dibagi menjadi tiga, yaitu sistem terbuka, tertutup, dan terisolasi.

1. Sistem terbuka merupakan sistem yang terbuka, dalam hal ini baik benda maupun energi dapat keluar masuk sistem. Misal melarutkan garam dapur di beker gelas yang terbuka. Mereaksikan asam basa dalam tabung reaksi satu ke tabung reaksi lain. 
2. Sistem tertutup, dinamakan sistem dalam keadaan tertutup jika benda tidak dapat keluar masuk sistem tetapi energi masih dapat keluar masuk. Misal mengamati perubahan panas pada reaksi pelarutan di tempat beker gelas yang tertutup. Pada keadaan itu materi tidak dapat keluar atau masuk beker gelas, karena beker gelas dalam keadaan tertutup, tetapi energi masih dapat keluar masuk beker gelas tersebut. Hal ini ditandai dengan panas yang menempel pada dinding beker gelas atau sebaliknya energi panas dapat dialirkan ke dalam sistem tersebut dengan cara dipanaskan di atas nyala api. 
3. Sistem terisolasi, yaitu sistem yang tidak memungkinkan terjadinya pertukaran benda dan energi. Contoh dari sistem ini adalah air dalam termos panas yang masih baik. Air panas yang disimpan dalam termos diharapkan tidak mengalami perubahan panas dan volume air tidak berkurang. Dengan demikian, baik benda maupun energi panas tidak mengalami perubahan.

Perbedaan dari ketiga sistem tersebut berdasarkan perubahan benda dan energi secara ringkas dapat kalian perhatikan dalam Tabel berikut.

Perbedaan sistem terbuka, tertutup, dan terisolasi

2. Lingkungan 

Lingkungan merupakan bagian di luar sistem. Contoh dalam proses pelarutan garam dapur tersebut, maka bagian yang selain garam dapur dan air merupakan lingkungan, misalnya udara di sekitarnya.

Beda Reaksi Endoterm dan Eksoterm

kimia materi

Beda Reaksi Endoterm dan Eksoterm

Mr Math    Juni 14, 2017   

Perubahan kimia atau reaksi kimia selalu disertai dengan perubahan energi panas. Perubahan panas atau kalor dalam suatu sistem dapat ditandai dengan berkurang atau bertambahnya suhu lingkungan. Reaksi eksoterm merupakan reaksi yang mengeluarkan panas ke lingkungan, dengan demikian suhu lingkungan akan mengalami kenaikan. Reaksi endoterm merupakan reaksi yang membutuhkan panas. Pada reaksi endoterm sistem menyerap panas sehingga suhu lingkungan menjadi dingin. Perhatikan gambar berikut.

a. Reaksi eksoterm. 

b. Reaksi endoterm.

Beberapa contoh reaksi yang bersifat eksoterm, antara lain:

a. Reaksi pembakaran

- pembakaran gas dapur

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

- pembakaran kawat magnesium (Mg)

2Mg(s) + O₂ (g) →2MgO(s)

b. Reaksi penetralan

- Netralisasi asam klorida dengan natriun hidroksida

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

- Netralisasi asam sulfat dengan kalium hidroksida

H₂SO₄ (aq) + 2KOH(aq) → K₂SO₄ (aq) + 2H ₂O(l)

c. Pelarutan garam alkali dalam air

- NaOH(s) + H₂O(l) → NaOH(aq)

- CaO(s) + H₂O(l) → Ca(OH)₂ (aq)

d. Pengenceran asam peka

- H₂ SO₄ (pekat) + H₂O(l) →H₂SO₄ (aq)

- HNO₃ (pekat) + H₂O(l) →HNO₃ (aq)

e. Reaksi logam alkali dengan air

- 2Na(s) + 2H₂O(l) → 2NaOH(aq) +H₂ (g)

- 2K(s) + 2H₂O(l) →2KOH(aq) + H₂(g)

Beberapa contoh reaksi yang bersifat endoterm, antara lain

a. Penguraian garam karbonat

CaCO₃→CaO(s) + CO₂ (g)

b. Pelarutan garam nitrat

KNO₃(s) + H₂O(l) → KNO₃(aq)

c. Pelarutan garam ammonium nitrat

NH₄NO₃ (s) + H₂O(l) →NH₄NO₃(aq)

Proses Terbentuk dan Macam-Macam Kabut

kimia materi

Proses Terbentuk dan Macam-Macam Kabut

Mr Math    Juni 12, 2017   

Pernahkah kamu melihat kabut? Lalu, apa sih kabut itu? Kabut adalah kumpulan tetes-tetes air yang sangat kecil yang melayang-layang di udara. Kabut mirip dengan awan, perbedaannya, awan tidak menyentuh permukaan bumi, sedangkan kabut menyentuh permukaan bumi. Biasanya kabut bisa dilihat di daerah yang dingin atau daerah yang tinggi. Kira-kira bagaimana ya kabut bisa terbentuk? Jika ingin tahu jawabannya silahkan lanjutkan membaca artikel ini selengkapnya. 

Pada umumnya, kabut terbentuk ketika udara yang jenuh akan uap air didinginkan di bawah titik bekunya. Jika udara berada di atas daerah perindustrian, udara itu mungkin juga mengandung asap yang bercampur kabut membentuk kabut berasap, campuran yang mencekik dan pedas yang menyebabkan orang terbatuk. Di kota- kota besar, asap pembuangan mobil dan polutan lainnya mengandung hidrokarbon dan oksida-oksida nitrogen yang dirubah menjadi kabut berasap fotokimia oleh sinar matahari. Ozon dapat terbentuk di dalam kabut berasap ini menambah racun lainnya di dalam udara. Kabut berasap ini mengiritasikan mata dan merusak paru-paru. Seperti hujan asam, kabut berasap dapat dicegah dengan mengehentikan pencemaran atmosfer. 

Kabut juga dapat terbentuk dari uap air yang berasal dari tanah yang lembab, tanaman-tanaman, sungai, danau, dan lautan. Uap air ini berkembang dan menjadi dingin ketika naik ke udara. Udara dapat menahan uap air hanya dalam jumlah tertentu pada suhu tertentu. Udara pada suhu 30o C dapat mengandung uap air sebangyak 30 gr uap air per m 3 , maka udara itu mengandung jumlah maksimum uap air yang dapat ditahannya. Volume yang sama pada suhu 20o C udara hanya dapat menahan 17 gr uap air. Sebanyak itulah yang dapat ditahannya pada suhu tersebut. Nah, udara yang mengandung uap air sebanyak yang dapat dikandungnya disebut udara jenuh. 

Ketika suhu udara turun dan jumlah uap air melewati jumlah maksimum uap air yang dapat ditahan udara, maka sebagian uap air tersebut mulai berubah menjadi embun. Kabut akan hilang ketika suhu udara meningkat dan kemampuan udara menahan uap air bertambah. Menurut istilah yang diakui secara internasional, kabut adalah embun yang mengganggu penglihatan hingga kurang dari 1 Km. Saat ini ada 4 macam jenis kabut yang diketahui, yaitu :

1. Kabut Advection 

Kabut advection adalah kabut yang terbentuk dari aliran udara yang melalui suatu permukaan yang memiliki suhu yang berbeda. Salah satu contoh kabut ini adalah kabut Laut yang terjadi ketika udara yang basah dan hangat mengalir di atas suatu permukaan yang dingin. Kabut laut sering muncul di sepanjang pesisir pantai dan di tepi-tepi danau. 

Salah satu jenis yang lain dari Kabut Advection disebut Kabut Uap. Kabut ini terbentuk dari aliran udara dingin yang melalui air hangat. Uap air dari hasil penguapan permukaan air secara terus menerus, bertemu dengan udara dingin. Ketika udara mencapai titik jenuh, maka kelebihan uap air secara cepat mengembun menjadi kabut yang berasal dari penguapan permukaan air. Kabut Uap sering muncul pada saat udara dingin bertiup di atas danau yang luas dan bertiup diatas danau yang hangat. 

2. Kabut Frontal 

Kabut frontal terbentuk melalui suatu pertemuan antara dua masa udara yang berbeda temperaturnya. Kabut ini terbentuk ketika hujan turun dari masa udara yang hangat ke dalam masa udara yang dingin tempat uap air menguap. Dengan demikian akan menyebabkan uap air pada udara dingin melampau titik jenuh. 

3. Kabut Radiasi 

Kabut radiasi terbentuk pada malam yang tenang dan bersih, ketika tanah memancarkan kembali panas ke dalam udara. Satu lapis kabut terbentuk di seluruh permukaan tanah, dan secara bertahap bertambah menjadi tebal. Kabut Radiasi sering muncul di lembah-lembah yang dalam. 

4. Kabut Gunung 

Kabut gunung terbentuk ketika uap air bergerak menuju ke atas melewati lereng-lereng gunung. Udara dingin bergerak ke atas lereng sampai tidak sanggup menahan uap air. Titik-titik kabut kemudian terbentuk di sepanjang lereng gunung.

Tatanama Senyawa Kimia

kimia materi

Tatanama Senyawa Kimia

Mr Math    Juni 11, 2017   

Nama ilmiah suatu unsur mempunyai asal-usul yang bermacam-macam. Ada yang didasarkan pada warna unsur seperti klorin (chloros = hijau), atau pada salah satu sifat dari unsur yang bersangkutan seperti fosfor (phosphorus = bercahaya) atau nama seorang ilmuwan yang sangat berjasa seperti einsteinium (untuk albert einstein). Untuk mencegah timbulnya perdebatan mengenai nama dan lambang unsur-unsur baru, Persatuan Kimia Murni dan Kimia Terapan (International Union Of Pure and Applied Chemistry = IUPAC) menetapkan aturan penamaan dan pemberian lambang untuk unsur-unsur temuan baru sebagai berikut.

• Nama berakhir dengan ium, baik untuk unsur logam maupun nonlogam.
• Nama itu didasarkan pada nomor atom unsur, yaitu rangkaian akar kata yang menyatakan nomor atomnya.
• Lambang unsur (tanda atom) terdiri atas tiga huruf yakni rangkaian huruf awal dari akar yang menyatakan nomor atom unsur tersebut.

Ada beberapa sistem penamaan yang didasarkan pada rumus kimia senyawa.

1. Tatanama Senyawa Biner

Senyawa biner adalah senyawa yang hanya terbentuk dari dua macam unsur yang berbeda (terdiri atas unsur logam dan nonlogam).

• Unsur yang berada di depan disebut sesuai dengan nama unsur tersebut.
• Unsur yang berada di belakang disebut sesuai dengan nama unsur tersebut dengan menambahkan akhiran -ida.
• Jumlah atom unsur disebut dengan menggunakan angka Latin (jika diperlukan).

Pada senyawa biner tersebut di atas, unsur logam sebagai kation (ion positif) dan unsur nonlogam sebagai anion (ion negatif).

Beberapa Ion Positif (Kation)

Beberapa Ion Negatif (Anion)

Apabila ion positif dan ion negatif bergabung membentuk senyawa, jumlah muatannya harus nol. Sebagai contoh:

• ion Fe³⁺ apabila bergabung dengan ion S^2– akan membentuk senyawa dengan rumus kimia Fe₂S₃ , sebab untuk menjadikan netral setiap tiga ion S^2– yang mempunyai muatan –2 memerlukan 2 buah ion Fe³⁺ yang bermuatan +3,
• ion Al³⁺ apabila bergabung dengan ion Cl^- akan membentuk senyawa dengan rumus kimia AlCl₃ = Aluminium klorida, sebab untuk menjadikan netral setiap satu ion Al³⁺ yang bermuatan +3 memerlukan tiga ion Cl^– yang bermuatan –1.

Perhatikan beberapa contoh berikut.

BaCl₂ : Barium klorida

AgBr : Perak(I) bromida

CuCl₂: Tembaga(II) klorida

2. Senyawa Biner Kedua-duanya Nonlogam

Senyawa biner kedua-duanya nonlogam merupakan senyawa yang tersusun atas molekul-molekul, bukan ion-ion. Penamaannya ditandai dengan awalan angka Yunani yang menyatakan jumlah atom nonlogam diakhiri dengan akhiran –ida.

Awalan angka Yunani.

Mono = 1

Heksa = 6

Di = 2

Hepta = 7

Tri = 3

Okta = 8

Tetra = 4

Nona = 9

Penta = 5

Deka = 10

Contoh:

CO : Karbon monoksida

CO₂: Karbon dioksida

N₂O5 : Dinitrogen pentaoksida

PCl₅ : Fosfor pentaklorida

SO₃: Belerang trioksida

3. Senyawa yang Tersusun Atas Ion-Ion Poliatom

Ion-ion dibedakan menjadi ion atom tunggal (ion monoatom) dan ion yang tersusun atas gabungan beberapa unsur yang disebut ion-ion poliatom. Cara pemberian nama senyawa yang tersusun atas kation dan anion poliatomik yaitu, nama logam kation diikuti nama anionnya. Khusus untuk logam golongan B disesuaikan dengan bilangan oksidasi unsur tersebut dalam senyawanya.

Beberapa Jenis Ion Poliatomik

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemberian nama senyawa ion poliatomik sebagai berikut.

• Kebanyakan ion poliatom bermuatan negatif kecuali ion amonium (NH₄⁺ ).
• Hampir seluruh ion poliatom mengandung oksigen, kecuali CN^– dan NH₄⁺ . Untuk jumlah oksigen yang lebih sedikit diberi akhiran -it, dan untuk jumlah oksigen yang lebih banyak diberi akhiran -at. Contoh: SO₃^2– diberi nama sulfit sedangkan SO₄^2- diberi nama sulfat.
• Suatu senyawa bersifat netral. Oleh karena itu, apabila suatu senyawa belum netral, ion-ion yang berbeda muatannya harus disamakan terlebih dahulu dengan menambahkan angka indeks.

4. Tatanama Senyawa Asam

Asam adalah zat yang jika dilarutkan di dalam air akan terlarut dan terurai menghasilkan ion hidrogen (H⁺ ) dan ion negatif. Semua asam diawali dengan hidrogen kecuali asam organik dan air. Pada umumnya asam merupakan senyawa biner yang mengandung hidrogen, oksigen, dan unsur nonlogam. Semua asam dinamai dengan awalan asam yang diikuti nama ion negatifnya.

Beberapa Nama Asam

5. Tatanama Senyawa Hidrat

Beberapa senyawa yang berwujud kristal mampu mengikat air dari udara atau bersifat higroskopis, sehingga kristal senyawa tersebut mengandung "air kristal". Senyawa yang mengandung air kristal disebut hidrat. Kristal hidrat tidak berair karena molekul air terkurung rapat dalam kristal senyawa. Senyawa hidrat dinamai dengan menambahkan awalan angka Yunani yang menyatakan banyaknya air kristal hidrat di akhir nama senyawa tersebut.