kimia dasar - anorganik
Post on 02-Jan-2016
204 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Oleh :Dr.rer.nat.H.Ahmad
Zaeni, M.Si.
(Inorganic (Inorganic chemistry)chemistry)
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
1. Materi dan Perubahannya
MATERI
ZAT MURNICAMPURAN
SENYAWAUNSURHETEROGENHOMOGEN
MOLEKULATOM
Materi dan Perubahannya Sifat ekstensif adalah sifat yang tergantung pada
ukuran sampel materi yang diperiksa Sifat intensif adalah sifat yang tidak tergantung
pada ukuran sampel materi. Sifat-sifat fisika adalah suatu keadaan yang dapat
dilihat tanpa merubah sifat-sifat kimia materi tersebut.
Sifat-sifat kimia adalah kecenderungan dari suatu zat untuk mengalami perubahan kimia tertentu
Perubahan kimia dan Perubahan fisika
Sifat – Sifat Materi
MateriKarakteristik
Bentuk Volume Tekanan
Gas Sesuai dengan wadahnya
Tidak mempunyai volume tertentu
Dapat dikompres atau dieskpansi
Cair Tidak mempunyai bentuk khas (tergantung wadahnya)
Mempunyai volume tertentu
Tidak dapat dikompres atau diekspansi (tidak mutlak)
Padat Mempunyai bentuk tertentu
Mempunyai volume tertentu
Tidak dapat dikompres atau diekspansi
Perubahan Fasa
a. Mencairb. Membekuc. Menguapd. Mengembune. Menguap (Menyublim)f. Menyublim
Padat
Gas
Cairb
cd
ef
a
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
2. Struktur Atom Demokritus Dalton Thomson
• elektron Rutherford
• Proton
• Netron Bohr
• Spektrum Atom Hydrogen
• Balmer, Paschen dll Mekanika Gelombang
• spdf
Ancient Atomic Model Pandangan filosof Yunani
Atom adalah Konsep kemampuan untuk dipecah yg tiada berakhir
Leucippus (Abad ke-5 SM)Ada batas kemampuan untuk dibagi, sehingga harus ada bagian yang tidak dapat dibagi lagi
Democritus (380-470 SM)A: tidak, tomos: dibagi. Jadi atom adalah partikel yang tidak dapat dibagi lagi. Atom setiap unsur memilki bentuk & ukuran yang berbeda.
LucretiusSifat atom suatu bahan dalam “On the Nature of Things”
Teori Dalton
Teori Dalton dinyatakan dalam beberapa postulat:1. Zat terdiri dari partikel-partikel kecil yang disebut atom2. Atom suatu zat tidak dapat diuraikan menjadi partikel
yang lebih kecil dan tidak dapat diubah menjadi atom zat lain
3. Atom-atom setiap zat adalah identik, artinya mempunyai bentuk, ukuran, dan massa yang sama
4. Atom suatu zat berbeda sifat dengan atom zat lain5. Persekutuan antara dua atom atau lebih akan
menghasilkan “atom senyawa”
Dalton Atom merupakan bagian terkecil dari materi yang sudah
tidak dapat dibagi lagi Atom digambarkan sebagai bola pejal yang sangat kecil,
suatu unsur memiliki atom-atom yang identik dan berbeda untuk unsur yang berbeda
Atom-atom bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Misalnya air terdiri atom-atom hidrogen dan atom-atom oksigen
Reaksi kimia merupakan pemisahan atau penggabungan atau penyusunan kembali dari atom-atom, sehingga atom tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Symbol of Atom in Dalton Era
Symbol of Atom
Anggapan atom merupakan bola kecil dan padat ini mulai goyah setelah Michael faraday mengumumkan hasil eksperimennya bahwa perubahan kimia dapat disebabkan oleh aliran listrik yang dilewatkan melalui suatu larutan zat. Hal ini berarti bahwa dalam materi terdapat muatan listrik.
Penemuan Faraday mendorong G.J. Stoney untuk meramalkan partikel penyusun atom yang dinamainya elektron. Eksistensi elektron ini baru dapat dibuktikan oleh J.J. Thomson yang berhasil menghitung perbandingan muatan terhadap massa elektron (e/m), yaitu 1,759 x 108 coulomb/gram. Dan ketika Millikan berhasil menemukan muatan elektron yaitu 1,602 x 1019 coulomb, maka diketahui bahwa massa elektron adalah 9,11 x 1028 gram.
Oleh karena elektron bermuatan negatif, sedangkan kenyataannya atom bersifat netral, maka sudah tentu atom juga mengandung partikel yang bermuatan positif. Partikel bermuatan positif ini dinamakan proton oleh Rutherford. Kemudian diketahui bahwa massa proton kira-kira 1873 x massa elektron.
ch
hE
chn
hnEE 21
2
22
1
111
nnRc
SPEKTRUM UNSUR
E = h R = Tetapan Rydberg (1,09678 x 107 m1) c = Kecepatan cahaya (2,997925 x 108 m
det1)• Seri Lyman : di daerah ultra violet
• Seri Balmer : di daerah tampak
• Seri Paschen: di daerah inframerah dekat
• Seri Brackett: di daerah inframerah
• Seri Pfund : di daerah inframerah jauh
Untuk n1 = 1, n2 = 2, 3, 4, … diperoleh garis-deret Lyman Untuk n1 = 2, n2 = 3, 4, 5, … diperoleh garis-deret Balmer Untuk n1 = 3, n2 = 4, 5, 6,… diperoleh garis-deret Paschen Untuk n1 = 4, n2 = 5, 6, 7, … diperoleh garis-deret Brackett Untuk n1 = 5, n2 = 6, 7, 8, … diperoleh garis-deret Pfund
22
21
115
n
1
n
1det10x3,2881
λ
1ν
)11
(1
22
21 nn
RH
Deret n1 n2 Daerah
Lyman ( 1906 ) 1 2,3,4 Ultra violet
Bahmer ( 1885 ) 2 3,4,5 Tampak
Paschen ( 1908 ) 3 4,5,6 Infra merah
Bracket ( 1922 ) 4 5,6,7 Infra merah
Pfund ( 1925 ) 5 6, 7,8 Infra merah
Humpreys ( 1926 ) 6 7,8,9 Infra merah
Thomson’s Model of Atom
Positive charge spread over the entire sphere Atom merupakan bola pejal yang bermuatan positif dan
didalamya tersebar muatan negatif elektron"
Penemuan elektron
MODEL ATOM THOMSON
Pelucutan Gas Kilat = bunga api listrik yang melompat dari
awan ke tanah karena adanya beda tegangan yang tinggi antara kedua tempat.
Dalam keadaan normal, gas sukar menghantar listrik, untuk menimbulkan bunga api listrik antara dua ujung diudara pada tekanan 1 atm diperlukan +\- 30.000 volt/cm.
Pada tekanan 1 atm à dalam tabung lucutan yang berisi udara ternyata arus tidak mengalir.
MODEL ATOM THOMSON Pada tekanan 0,01 mmHg à dinding tabung yang
berhadapan dengan katoda berpendar, bila udaranya dikeluarkan lagi sebagian warna dinding akan kehijauan, warna kehijauan disebabkan radiasi dari katoda menuju anoda, pertanyaannya sinar tersebut cahaya atau partikel?
William Crookes (1832 – 1919) à tabung crookes memberi rintangan salib antara katoda dan dinding dibelakang anoda & terlihat bayangan salib didinding yang berpendar tersebut. Hal ini menunjukkan sinar katoda merambat menurut garis lurus.
(1895) menunjukkan bahwa ketika sinar katoda menumbuk sebuah elektroda, sinar akan memberi muatan negatif pada elektroda tersebut, sinar katoda menyebabkan elektroskop bermuatan negatif.
Design of Cathode Rays
Crookes membuktikan bahwa sinar katoda dapat dibelokkan oleh medan elektromagnet
MODEL ATOM THOMSON Crookes dan Perrin belum mengetahui berapa massa (m)
dan muatan (e) dari partikel tersebut. JJ Thomson (1856-1940) à menamakan partikel bermuatan
negatif tersebut sebagai elektron dan Thomson menentukan besaran perbandingan antara muatan dengan massa. Thomson menggunakan prinsip bahwa partikel yang bergerak melalui medan magnet akan dibelokkan, partikel yang bermuatan e dan kecepatan v memasuki secara tegak lurus daerah medan magnet B, maka partikel akan menempuh lintasan berbentuk lingkaran dengan jari-jari:
J.J.Thomson pada tahun 1897 berhasil menemukan perbandingan muatan electron dan masa electron e/m = 1,76 x 108 Coulomb/gram. Dan pada tahun 1913 Millikan menemukan muatan electron sebesar e = 1,6 x 10-19 Coulomb. Sehingga masa electron menjadi 9,11 x 10-28 gram.
Karena elektron adalah partikel maka akan bersifat gelombang juga. Gaya medan magnet / medan listrik = masa x percepatan
e x E = m x a ———→ a =
Karena gaya medan magnit = gaya medan listrik maka H x e x V = e x E sehingga V = E/H
mexE
Electron dan Positron Penemuan elektron bermula dari adanya penemuan
Faraday pada Tahun 1834 tentang adanya ekivalensi materi dan listrik, beliau menggunkan ZnS pada tabung katoda. sedangkan istilah elektron diusulkan oleh Stoney pada tahun 1891 untuk satuan listrik.
Penemuan partikel elektron pertama dimulai dari percobaan J.Plucker yang kemudian dikembangkan lebih lanjut oleh Crookes dan J.J.Thomson
Positron pertama kali diramalkan oleh P.M.Dirac pada tahun 1930 dan kemudian ditemukan oleh C.D Anderson dengan masa 9,11 x 10-28 gram.
Proton Proton merupakan salah satu partikel penyusun atom
yang terletak pada inti atom bermuatan positif. Partikel ini ditemukan oleh Eugene Goldstein pada tahun 1886 berdasarkan pencobaannya yang mirip dengan percobaan Crookes dan JJ Thomson.
Dengan mengaliri tabung dengan aliran listrik sehingga terbentuk ion-ion dalam tabung.
Pada Tahun 1886 Eugene Goldstein menemukan sinar positif dalam tabung sinar katoda, dibalik lempeng katoda yang berlubang. Proton memiliki masa 1836 kali masa elektron karena e/m = 2,87 x 10-14 dimana e = 4,8033 10-10 e.s.u. jika pada percobaanya digunakan gas hidrogen maka partikel posotif berupa proton ini bermasa 1,6726 x 10-24 gram
Netron
Spektrograf masa dapat menentukan masa proton sebesar 1,00728 s.m.a. dan masa elektron sebesar 0,00005 s.m.a.
Setelah penelitian Bothe dan Becker, J.Chadwick pada tahun 1932 menemukan bahwa netron bermasa 1,0087 s.m.a. (1,6749 x 10-24).
Rutherford
mengemukakan teori atom sebagai berikut: Atom terdiri dari inti bermuatan positif dan
elektron yang mengelilingi inti bermuatan negatif
Karena atom bersifat netral, maka muatan positif inti sama dengan muatan negatif elektron
Jari-jari inti besarnya kira-kira 1013 cm, sedangkan jari-jari atom sekitar 108 cm.
Rutherford Atom bukan merupakan bola pejal, karena hampir
semua partikel alfa diteruskan Jika lempeng emas tersebut dianggap sebagai satu
lapisan atom-atom emas, maka didalam atom emas terdapat partikel yang sangat kecil yang bermuatan positif.
Partikel tersebut merupakan partikelyang menyusun suatu inti atom, berdasarkan fakta bahwa 1 dari 20.000 partikel alfa akan dibelokkan. Bila perbandingan 1:20.000 merupakan perbandingan diameter, maka didapatkan ukuran inti atom kira-kira 10.000 lebih kecil daripada ukuran atom keseluruhan.
Rutherford experimental design
Millikan’s oil-drop apparatus
Berkas sinar katoda (elektron) dipengaruhi medan magnet
Niels Bohr Hanya ada seperangkat orbit tertentu yang diperbolehkan
bagi satu elektron dalam atom hidrogen. Orbit ini dikenal sebagai keadaan gerak stasioner (menetap) elektron dan merupakan lintasan melingkar disekeliling inti.
Selama elektron berada dalam lintasan stasioner, energi elektron tetap sehingga tidak ada energi dalam bentuk radiasi yang dipancarkan maupun diserap.
Elektron hanya dapat berpindah dari satu lintasan stasioner ke lintasan stasioner lain. Pada peralihan ini, sejumlah energi tertentu terlibat, besarnya sesuai dengan persamaan planck, ΔE = hv.
Lintasan stasioner yang dibolehkan memilki besaran dengan sifat-sifat tertentu, terutama sifat yang disebut momentum sudut. Besarnya momentum sudut merupakan kelipatan dari h/2 atau nh/2 , dengan n adalah bilangan bulat dan h tetapan planck.
Niels BohrMengemukakan teori sebagai berikut : Elektron-elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan yang
memenuhi syarat teori kuantum. Yang diperbolehkan hanya lintasan-lintasan elektron yang memiliki momen sudut yang merupakan kelipatan dari harga h/2. Lintasan-lintasan itu dinamakan kulit atau tingkat energi elektron
Dalam kulit tersebut, elektron berada pada tingkat energi tertentu yang disebut keadaan stasioner, artinya tidak menyerap atau memancarkan energi
Energi akan dipancarkan atau diserap jika elektron berpindah dari satu tingkat energi ke tingkat energi yang lain
Elektron berpindah dari tingkat energi rendah ke tingkat energi tinggi dengan cara menyerap energi, yang disebut keadaan tereksitasi (keadaan tidak stabil). Atom dalam keadaan tereksitasi akan kembali ke keadaan stabil dengan cara memancarkan radiasi. Radiasi yang dipancarkan akan menghasilkan spektrum warna sesuai dengan energi yang dipancarkan.
Molekul atom ini bertitik tolak dari model atom Rutherford dan teori kuantum Planck di dasarkan atas anggapan sebagai berikut :
1. Elektron bergerak mengelilingi inti atom dalam lintasan atau orbit yang berbentuk lingkaran.
2. Lintasan yang diperlukan adalah lintasan dimana mementum sudut elektron merupakan kelipatan dari dengan h adalah tetapan Planck. Lintasan ini disebut “Lintasan Kuantum“.
3. Karena mementum sudut elektron (massa = m) yang bergerak dengan kecepatan v dalam lintasan dengan jari-jari r adalah mvr, maka
4. Bila elektron bergerak dalam salah satu lintasan kuantumnya, maka eletron tidak akan memancarkan energi. Elektron dalam lintasan ini berada dalam keadaan stasioner atau dalam tingkat energi tertentu.
5. Bila elektron pindah dari tingkat energi E1 ke tingkat energi E2 yang lebih rendah, maka akan terjadi radiasi sebanyak: E1 - E2 = hv
,...)4,3,2,1(2
nh
nmvr
2h
Dengan teori atom Bohr dapat dihitung selisih (energi transisi) jika elektron, dalam atom hidrogen berpindah dari satu orbital ke orbital lain, misalnya dari orbit n1 ke orbit n2.
EH = E2 - E1 Menurut persamaan,
22
21
22
21
2
42
221
42
222
42
11
112
22
nnA
nnh
me
hn
me
hn
meEH
Bohr Atomic Models
Bohr Atomic Theory
Comparison of Nucleus and Atom
Quantum Mechanic Theory of Atom
Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron
Pada tahun 1924 Louis de Broglie mengemukakan hipotesis bahwa semua materi memiliki sifat gelombang dengan panjang gelombang
Untuk elektron yang menjalani orbit Bohr yang berupa lingkaran berlaku: Sehingga:
Dengan demikian hipotesis de Bruglie dapat menjelaskan postulet Bohr, bahwa momentum sudut elektron merupakan kelipatan dari
mv
hatau
mc
h
p
h
rrmv
hn 2 mvr
hn
2
atau
2h
Prinsip Ketidakpastian Heisenberg Pada tahun 1925 Warmer Heisenberg mengemukakan prinsip
ketidakpastian yang menyatakan bahwa tidak mungkin untuk dapat mengetahui pada waktu yang bersamaan baik momentum maupun kedudukan suatu partikel, seperti elektron dengan tepat.
Prinsip Heisenberg dapat dinyatakan dengan
Keterangan :px = ketidakpastian momentum ( pada arah x )x = ketidakpastian kedudukan ( pada arah x )h = tetapan Planch
4)()(
hxpx
Hψ = E ψ ∫ Hψ dτ = ∫ E ψ dτ E = ∫ ψ* H ψ dτ ∫ φ* H φ dτ > Eo
OperatorNo Variabel
DinamikOperator Operasi
x Koordinat x Dikalikan x
qi Koordinat umum Dikalikan qi
qi2 Kuadrat jarak Dikalikan
pi Momentum
pi2 Kuadrat momentum
qipi Jarak kali momentum
piqi Momentum kali jarak
t Waktu dikalikan t
E Energi
H Hamiltonian partikel tunggal satu dimensi
H Hamiltonian partikel tunggal tiga dimensi
H Hamiltonian pada umumnya untuk n partikel
x
iq
ip
ii pq
t
E
H
H
H
2
iq
2
ip
iiqp
).,.........(1
2 212
22
1
2
ni
n
j i
qqVdq
d
mm
),,(2 321
22
qqqVm
),,(2 3212
22
qqqVdq
d
m i
dt
di 2
idq
di
)(i
i dq
diq
ii
qdq
di )(
2
22
idq
d
EH
t
txitxxV
x
tx
m
),(
),()(),(
2 2
22
t
izyxVz
tx
y
tx
x
tx
m
),,()),(),(),(
(2 2
2
2
2
2
22
t
trirV
rr
rmr
),,,(),,(
sin
1sin
sin
1
2 2
2
22
2
2
zyx
2
2
2
2
2
22
zyx
Dengan memasukkan fungsi gelombang sebagai fungsi r,θ, φ,t maka diperoleh
Bilamana sistem mengandung dua partikel, maka diperoleh
),,,( tr
t
tritrV
mm
),,,(),,,(
2222
2
221
1
2
dt
diV
m
n
jj
j
11
2
1
1
22
)(,..),,(),..,,,( 321321 tqqqtqqq
dt
diV
m
n
jj
j
11
2
1
1
22
E
i
dt
d
EVm
in
jj
j
1
22
2
Etiet )/()(
EzyxVzyxmzyxm
),,()(1
)(1
2 22
2
22
2
22
2
221
2
21
2
21
2
1
2
21
2211
21
2211
21
2211
mm
zmzmZ
mm
ymymY
mm
xmxmX
12
12
12
zzz
yyy
xxx
EzyxVzyxZYXM
),,()(
2
1)(
1
2 2
2
2
2
2
22
2
2
2
2
2
22
12
2
2
2
2
22
)(1
2E
ZYXM
22
2
2
2
2
22
),,()(2
1EzyxV
zyx
EEE 21
t
trirV
rr
rr
),,,(
)(sin
1sin
sin
1
2 2
2
22
2
2
)().().(),,( rRr
RERrVRR
r
Rr
rr.)(sinsinsin
sin2 2
222
22
2
0)(sin21
sinsin
sin2
22
2
222
rVEr
r
Rr
r
,...,...2,1,0
)1.........().........()( 2
2
2
m
BeAe
m
imimm
0)(2
sinsin
sin
112
2
2
22
rVErm
r
Rr
rR
)()(),(
)(cos)!(
)!)(
2
12)(
,...1,
)1(
)2..(....................0sin
sinsin
1
)(
2
2
mlmlm
mllm
Y
Pml
mll
mml
ll
m
m
k
kk
l aF
FeR
eR
r
ZeE
r
ll
r
Rr
rR
0
2/
2/
2
222
)(
)(
02)1(1
)3......(....................0)(2
2
22
RrVEr
Rr
Rr
r
2/22/3
030
2/2/3
021
2/2/3
020
2/
2/3
010
)66(39
)/()(
62
)/()(
)2(22
)/()(
2)(
eaZ
rR
eaZ
rR
eaZ
rR
ea
ZrR
FunctionsWaveRadiallikeHydrogen
sinsin)6(81
2
cossin)6(81
2
cos)6(81
2
21827(381
1
3/
2/3
03
3/
2/3
03
3/
2/3
03
3/2
2/3
03
ea
Z
ea
Z
ea
Z
ea
Z
FunctionsWavelikeHydrogen
x
x
z
p
p
p
s
2sinsin281
1
2cossin81
1
sincossin)6(81
2
coscossin81
2
)1cos3(681
2
23/2
2/3
03
23/2
2/3
03
2/
2/3
03
3/2
2/3
03
23/2
2/3
03
22
2
ea
Z
ea
Z
ea
Z
ea
Z
ea
Z
xy
yx
yz
xz
d
d
d
d
dz
Bilangan kuantum
Bilangan kuantum utama (n)• n = 1, 2, 3, 4, … dengan huruf = K, L, M, N, … 2n2.
Bilangan kuantum azimut (l)• s (sharp), p (principal), d (difuse), f (fundamental)• l = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, …• huruf = s, p, d, f, g, h, i,
Bilangan kuantum magnetik (m)• untuk l = 0, harga m = 0, terdapat 1 orbital• untuk l = 1, harga m = 1, 0, +1, terdapat 3 orbital• untuk l = 2, harga m = 2, 1, 0, +1, +2, terdapat 5 orbital• untuk l = 3, harga m = 3, 2, 1, 0, +1, +2, +3, terdapat 7 orbital
• l = 0 (s), jumlah elektron maksimum 2• l = 1 (p), jumlah elektron maksimum 6• l = 2 (d), jumlah elektron maksimum 10• l = 3 (f), jumlah elektron maksimum 14
Bilangan kuantum spin (s)
Konfigurasi elektron Aturan Aufbau
• Elektron-elektron mulai mengisi orbital dengan tingkat energi yang paling rendah, kemudian orbital dengan tingkat energi yang lebih tinggi dan seterusnya.
Aturan Hund• Elektron-elektron yang memasuki suatu subkulit yang terdiri
lebih dari satu orbital akan mengisi orbital-orbital itu sedemikian rupa sehingga memberikan jumlah elektron yang tidak berpasangan maksimum dan arah spin yang sama
Eksklusi Pauli• Tidak boleh ada 2 elektron memiliki ke empat bilangan kuantum
yang sama
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
Langkah Langkah Pengisian Elektron
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d
7s 7p
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
3. Sistem Periodik Sejarah Sistem Periodik
Fakta percobaan Ilmu kimia sebagai hasil pengamatan harus disusun dan diklasifikasikan sehingga mudah melihat keteraturan, mamahami, dan menjelaskannya.
Pada tahun 1789 Lavoiser telah mencatat 26 unsur, tahun 1870 sudah dikenal 60 unsur, dan kini sudah dikenal lebih dari 110 unsur.
Bayangkan, bagaimana orang dapat mengingat-ingat sifat dari sekian banyak unsur dan senyawanya. Informasi tentang unsur harus diorganisir, agar mudah dipelajari dan dipahami dan dapat meramal unsur-unsur yang belum ditemukan.
Para ahli kimia menggolongkan unsur-unsur yang menunjukkan sifat-sifat yang mirip. Mula-mula orang menggolongkan unsur-unsur dalam logam dan non logam. Logam memiliki sifat mengkilap, dapat ditempa menjadi lempeng tipis, dapat dibuat menjadi kawat, dapat menghantar panas dan listrik, membentuk senyawa dengan oksigen dan bersifat basa. Unsur non logam tidak mempunyai sifat khas, tidak menghantar panas dan listrik (kecuali grafit), dan membentuk oksida asam.
Triad Berat Atom Rata-Rata Berat Atom
Perbedaan berat yang berurutan
Kalsium (Ca)Stronsium (Sr)Barium (Ba)
40,0887,63137,36
88,72 47,5549,73
Litium (Li)Natrium (Na)Kalium (K)
6,94022,99739,100
23,020 16,05716,103
Belerang (S)Selenium (Se)Telurium (Te)
32,06678,96127,61
79,84 46,8542,65
Klorin (Cl)Bromin (Br)Iodin (I)
35,45779,916126,91
81,183 44,45966,994
Kalium (K)Rubidium (Rb)Cesium (Cs)
39,10085,47132,905
86,002 46,3747,435
Posfor (P)Arsen (As)Antimon (Sb)
30,973874,922121,75
76,362 43,94846,828
Besi (Fe)Kobalt (Co)Nikel (Ni)
55,84758,84758,71
57,2785 3,000-0,137
Skandium (Sc)Yitrium (Y)Lantanium (La)
44,95688,905138,91
91,933 43,94950,005
Titanium (Ti)Zirkonium (Zr)Hafnium (Hf)
47,9091,22178,49
113,195 43,3287,27
Kromium (Cr)Molibdenum (Mo)Wolfram (W)
51,99695,94183,85
117,923 43,94487,91
Mangan (Mn)Teknisium (Tc)Rhenium (Re)
54,93898186,2
120,569 40,06288,2
Tembaga (Cu)Perak (Ag)Emas (Au)
63,54107,870196,967
130,2535 44,3389,097
Seng (Zn)Kadmium (Cd)Air raksa (Hg)
65,37114,40200,59
132,9298 47,0388,19
Sistim Periodik Oktav NewlandH 1 F 8 Cl 15 Co dan Ni 22
Li 2 Na 9 K 16 Cu 23
G 3 Mg 10 Cs 17 Zn 24
Bo 4 Al 11 Cr 18 Y 25
C 5 Si 12 Ti 19 In 26
N 6 P 13 Mn 20 As 27
O 7 S 14 Fe 21 Sc 28
Br 29 36 Te 43 Pt dan Ir 50
Rb 30 Ag 37 Cs 44 Os 51
Sr 31 Cd 38 Rn dan V 45 Hg 52
Ce dan La 32 U 39 Tn 46 Tl 53
Zr 33 Sn 40 W 47 Pb 54
Di dan Mo 34 Sb 41 Nb 48 Bi 55
Ro dan Ru 35 I 42 Au 49 Th 56
Sistem Periodik Lothar Meyer I II III IV V VI VII VIII IX
B 11 Al 27,3 ?In 113,4 Tl 202,7
C 12 Si 28,2 Sn 117,8 Pb 06,4
Ti 48 Zr 89,7
N 14 P 30,9 As 74,9 Sb 122,1 Bi 207,5
V 51,2 Nb 93,7 Ta 182,2
O 16 S 32 Se 78 To 128?
Cr 52,4 Mo 95,6 W 183,5
F 19,1 Cl 35,4 Br 79,75 I 126,5
Mn 54,8 Ru 103,5 Os 198,6
Fe 55,9 Rh 104,1 Ir 196,7
Co = Ni 58,6 Rb 106,2 Pt 196,7
Li 7 Na 22,9 K 39 Rb 85,2 Cd 132,7
Cu 63,3 Ag 107,7 Au 192,2
Be 9,3 Mg 23,9 Ca 39,9 Sr 87 Ba 136,8
Zn 64,9 Cd 111,6 Hg 199,3
Sistem Periodik MendeleevGol. IR2O
Gol. IIRO
Gol. IIIR2O3
Gol. IVRH4,
RO2
Gol. VRH3,
R2O3
Gol. VIRH2,
RO2
Gol. VIIRH, R2O3
Gol. VIIIRO
1 H = 1
2 Li =7 Be = 9,4 C O F
3 Na = 23 Mg = 24 Al Si S Cl
4 K = 39 Ca = 40 Ti Cr Mn Fe = 56; Ni = 59Ni = 59; Cu = 63
5 Cu = 63 Zn = 63 Se Br
6 Rh = 63 Sr Zr Mo Ru = 194; Rh = 104Pd = 106; Ag = 108
7 Ag = 108 Cd In Sn Sb Te
8 Cs = 133 Mn Di Ce
9
10 Er Ta W Os = 195; In =197Pt = 198; Au =199
11 Au = 199 Hg Tl Bi
12 U
Sifat-sifat ekasilikon yang diramalkan Mendeleev dengan hasil penemuan Lecog De Boisbaudran.
Sifat-sifat Eka Silikon1871
Germanium1886
Berat atom 72 72,32
Berat Jenis 5,5 5,47
Panas Jenis 0,073 0,076
Volume Atom 13 ml 13,22 ml
Warna Abu-abu kotor
Putih keabu-abuan
Berat Jenis Dioksidanya 4,7 4,73
Titik didih Tetra khloridanya 100°C 86°C
Berat Jenis Tetrakhloridanya 1,9 1,887
Titik Didih Turunan Tetraetilnya
160°C 160°C
Sistem Periodik Modern1. Elektron-elektron tersusun dalam orbital2. Hanya dua elektron saja yang dapat mengisi setiap orbital3. Orbital-orbital dikelompokkan dalam kulit4. Hanya n2 orbital yang dapat mengisi kulit ke-n5. Ada berbagai macam orbital dengan bentuk yang berbeda
1. orbital –s ; satu orbital setiap kulit2. orbital –p ; tiga orbital setiap kulit3. orbital –d ; lima orbital setiap kulit4. orbital –f ; tujuh orbital setiap kulit
6. Elektron di bagian terluar dari atom yang paling menentukan sifat kimia. Elektron ini disebut elektron valensi. Reaksi kimia menyangkut elektron terluar
7. Unsur dalam satu jalur vertikal mempunyai struktur elektron terluar yang sama, oleh karena ini mempunyai sifat kimia yang mirip termasuk dalam satu golongan
8. Pada umumnya dalam satu golongan sifat unsur berubah secara teratur9. Selain itu, ada perubahan teratur sifat kimia dalam satu jalur horisontal
dalam sistem periodik; jalur ini disebut perioda
Golongan Unsur-unsur blok s ns1,2
Unsur-unsur blok p ns2 np1…6
Unsur-unsur blok d ns2 np1…10
Unsur-unsur blok f (n-2)f1…14(n-1)d1 ns2
IA VIIIA
IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
IB IIBIIIB IVB VB VIB VIIBVIIIB
1s
2s
3d
2p
4f
3s
4s
5s
6s
7s
3p
4p
5p
6p
4d
5d
4f
GolonganGolongan Utama Nomor golongan dibubuhi huruf A Nomor golongan = jumlah elektron di kulit terluarContoh :
3Li 1s2 2s1 golongan IA
6C 1s2 2s2 2p2 golongan IVA
Golongan Tansisi Nomor golongan dibubuhi huruf B Nomor golongan = jumlah elektron s + d (jumlah elektron di kulit
terluar ditambah dengan jumlah elektron d yang diisi terakhirContoh :
24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 golongan VIIB
27Co 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 golongan VIIIB
Nama Nama Golongan
Nomor golongan Nama golongan Struktur elektron terluar
IA Alkali ns1
IIA Alkali tanah ns2
IIIA Boron ns2 np1
IVA Karbon ns2 np2
VA Nitrogen ns2 np3
VIA Oksigen ns2 np4
VIIA Halogen ns2 np5
VIIIA Gas mulia ns2 np6
Sifat Unsur Transisi
Unsur transisi memiliki beberapa sifat khas antara lain :1. Semua unsur transisi adalah logam2. Hampir semua logam transisi berwujud padat pada suhu
biasa , kecuali Hg (raksa) yang berwujud cair3. Memiliki sifat katalis4. Bersifat paramagnetik5. Mempunyai valensi serta bilangan oksidasi umumnya
lebih dari Satu6. Dapat membentuk senyawa kompleks7. Senyawa-senyawa unsur transisi pada umumnya
berwarna
Sifat-sifat Periodik Unsur 1. Jari-jari atom
• Jari-jari atom bagi unsur-unsur segolongan, makin ke bawah makin besar• jari-jari atom bagi unsur-unsur seperioda, makin ke kanan makin kecil
2. Energi Ionisasi• Unsur-unsur segolongan memiliki energi ionisasi yang makin ke bawah
makin kecil • Sedangkan energi ionisasi bagi unsur-unsur seperioda makin ke kanan
makin besar 3. Keelektronegatifan
• Keeletronegatifan bagi unsur-unsur segolongan makin ke bawah makin kecil
• Sedangkan bagi unsur-unsur seperioda makin ke kanan makin besar 4. Sifat logam dan non logam
• Sifat logam dalam sistem periodik makin ke kanan makin berkurang • sifat logam unsur-unsur yang segolongan, makin ke bawah makin
bertambah
Sifat-sifat Periodik Unsur
5. Titik didih dan titik leleh• Faktor yang mempengaruhi titik didih atau titik leleh adalah
ikatan dan massa atom relatif.
• Untuk atom-atom logam ada ikatan antar atom logam, sehingga faktor ini sangat berpengaruh. Untuk atom-atom non logam tidak ada ikatan antar atomnya sehingga titik didih dan titik leleh hanya dipengaruhi oleh massa atom.
• Untuk atom logam, dalam satu golongan sifat titik didih dan titik lelehnya makin ke atas makin besar dan dalam satu perioda makin ke kanan makin besar.
• Untuk atom non logam, dalam satu golongan sifat titik didih dan titik lelehnya makin ke bawah makin besar dan dalam satu perioda makin ke kanan makin besar.
Beberapa Istilah
Isotop Isoton Isobar
Unsur-unsur dalam Sistem Periodik Gas-gas mulia meliputi helium (He), neon (Ne), argon (Ar),
kripton (Kr), Xenon (Xe), dan radon (Rn).• Gas mulia dipakai sebagai alat penerang yang dikenal sebagai lampu
neon. Warnanya beraneka ragam : neon berwarna merah, xenon berwarna biru, kripton berwarna putih kebiruan, serta argon berwarna merah muda dan biru Helium cair atau neon cair digunakan sebagai zat pendingin (refrigerant), misalnya pada reaktor nuklir.
• Gas helium atau argon digunakan untuk membentuk atmosfir yang inert untuk mencegah oksidasi pada penyepuhan logam pada pembuatan kristal silikon dan germanium.
• Campuran helium dengan oksigen digunakan untuk pernafasan para penyelam laut yang dalam.
• Dalam bidang kesehatan dan terapi, campuran helium dan oksigen dipakai sebagai pernafasan para penderita asma. Xenon yang mempunyai sifat anastetika (pemati rasa) digunakan sebagai obat bius. Radon yang bersifat radioaktif sering dipakai dalam terapi radiasi terhadap kanker.
Unsur-unsur halogen meliputi fluor (F), khlor (Cl), brom (Br), iodium (I), dan astatin (As). • Fluor banyak digunakan dalam pembuatan zat-zat kimia seperti pada
freon (zat pendingin pada kulkas) dan teflon, NaF digunakan untuk mengawetkan kayu dari gangguan serangga. Garam fluorida digunakan sebagai campuran pastagigi untuk mencegah kerusakan gigi.
• Khlor banyak digunakan dalam industri plastik PVC dan industri insektisida DDT. Dalam industri kertas dan tekstil, khlor dipakai sebagai zat pemutih. Khlor juga merupakan bahan pembuat kaporit (Ca(OCl)2. Garam-garam klorat adalah bahan pembuat mercon dan korek api. Garam-garam klorida beraneka ragam kegunaannya antara lain NaCl (garam dapur), KCl (pupuk), NH4Cl (pengisi batu batere).
• Senyawa-senyawa brom antara lain : NaBr digunakan sebagai obat penenang syaraf, CH3Br digunakan sebagai bahan zat pemadam kebakaran.
• Iodium banyak digunakan dalam bidang kesehatan, industri tepung, serta dalam tubuh manusia sebagai bahan penyusun tiroksin.
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
4. Stoikiometri dan 5. Reaksi Kimia
Reaksi Kimia• Reaksi Asam Basa
• Reaksi Pengendapan
• Reaksi Metatesis
• Reaksi Redoks
Chemical Reaction
Reaksi kimia adalah suatu proses terbentuknya zat-zat baru (hasil reaksi) dari beberapa zat pereaksi.
Biasanya suatu reaksi kimia disertai dengan terjadinya perubahan warna, terbentuknya endapan, atau timbulnya gas
Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks
Ada dua cara untuk menyetarakan persamaan reaksi redoks yaitu, cara setengah-reaksi dan cara bilangan oksidasi
Cara setengah-reaksi elektron-ionCara setengah-reaksi elektron-ion, Langkah 1. Identifikasi spesies yang terlibat dalam
perubahan bilangan oksidasi dan tuliskan persamaan setengah-reaksinya
Langkah 2. Setarakan jumlah atom dari tiap setengah-reaksi
MnO4- Mn2+Reduksi :
SO32- SO4
2- Oksidasi :
MnO4- + 8 H+ Mn2+ + 4 H2OReduksi :
SO42- + 2 H+ Oksidasi : SO3
2- + H2O
continued Langkah 3. Setarakan muatan listrik dari tiap
setengah-reaksi
Langkah 4. Gabungkan kedua setengah-reaksi untuk mendapatkan persamaan redoks keseluruhan
SO42- + 2 H+ + 2 e- Oksidasi : SO3
2- + H2O
MnO4- + 8 H+ + 5 e- Mn2+ + 4 H2OReduksi :
5 SO42- + 10 H+ + 10 e- Oksidasi : 5 SO3
2- + 5 H2O
2 MnO4- + 16 H+ + 10 e- 2 Mn2+ + 8 H2OReduksi :
5 SO42- + 10 H+ +5 SO3
2- + 5 H2O + 2 MnO4- + 16 H+ 2 Mn2+ + 8 H2O
continued Langkah 5. Sederhanakan kalau-kalau persamaan
keseluruhan mengandung spesies yang sama pada kedua sisinya
Langkah 6. Teliti lagi dan pastikan bahwa persamaan keseluruhan seimbang baik jumlah atom maupun muatannya
5 SO42- +5 SO3
2- + 2 MnO4- + 6 H+ 2 Mn2+ + 3 H2O
Cara bilangan oksidasi Langkah 1. Tentukan atom-atom yang
mengalami perubahan bilangan oksidasi dan tentukan kenaikan atau penurunan bilangan oksidasi tersebut tiap-tiap atom
+4 +7 +2
SO32- + H+ + MnO4
- SO42- + Mn2+ + H2O
+6
kenaikan 2 B.O per atom S
penurunan 5 B.O per atom Mn
continued
Langkah 2. Tentukan koefisien atom-atom yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
jumlah penurunan 10 B.O
5 SO32- + H+ + 2 MnO4
- 5 SO42- + 2 Mn2+ + H2O
jumlah kenaikan 10 B.O
continued
Langkah 3. Tanpa melakukan perubahan koefisien reaksi yang telah ditentukan, lengkapi koefisien reaksi lainnya dengan melakukan pemeriksaan
Langkah 4. Periksa penyeimbangan muatan listrik. Muatan yang ada di kiri : {5 x (–2 ) + 2 x (–1 ) + 6 x (+1) }= - 6 kanan : {5 x (–2 ) + 2 x (+2) } = - 6
5 SO42- +5 SO3
2- + 2 MnO4- + 6 H+ 2 Mn2+ + 3 H2O
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul Elektron-elektron memegang peranan penting dalam
pembentukan ikatan kimia Ikatan yang terjadi antara atom dalam rangka mencapai
keadaan/konfigurasi yang stabil. Konfigurasi elektron atom-atom cenderung mengikuti
konfigurasi elektron atom-atom gas mulia Kestabilan atom-atom gas mulia disebabkan kulit
terluarnya terisi penuh yaitu 2 atau 8 elektron. Atom-atom unsur lain dapat mencapai kestabilan dengan
melepas, mengikat, atau memakai bersama-sama elektron.
Kestabilan Ion“Oktet” “18” “18+2” Macam-macam
Na+ Mg2+ Cu+ Zn2+ In+ Cr2+ : [Ar]3d4
K+ Ca2+ Ag+ Cd2+ Tl+ Cr3+ : [Ar]3d3
Rb+ Sr2+ Au+ Hg2+ Sn2+ Mn2+ : [Ar]3d5
Cs+ Ba2+ Ga3+ Pb2+ Mn3+ : [Ar]3d4
Fr+ Ra2+ In3+ Sb3+ Fe2+ : [Ar]3d6
Al3+ Tl2+ Bi3+ Fe3+ : [Ar]3d5
Sc3+ Co2+ : [Ar]3d7
Y3+ Co3+ : [Ar]3d6
La3+ Ni2+ : [Ar]3d8
Ni3+ : [Ar]3d7
Teori Lewis Elektron-elektron, terutama yang berada pada kulit terluar (elektron
valensi), memainkan peranan utama dalam pembentukan ikatan kimia.
Dalam beberapa hal, pembentukan ikatan kimia terjadi karena adanya perpindahan satu atau lebih elektron dari satu atom ke atom yang lain. Hal ini mendorong terjadinya pembentukan ion positif dan negatif dan terbentuknya suatu jenis ikatan yang disebut ikatan ion.
Dalam hal lain, pembentukan ikatan kimia dapat terjadi dari pemakaian bersama pasangan elektron di antara atom-atom. Molekul yang dihasilkan ini mempunyai suatu jenis ikatan yang disebut ikatan kovalen.
Perpindahan atau pemakaian bersama elektron berlangsung sedemikian rupa sehingga setiap atom yang terlibat mendapat suatu konfigurasi elektron yang mantap. Konfigurasi umumnya merupakan konfigurasi gas mulia yaitu konfigurasi dengan 8 elektron pada kulit terluarnya yang disebut suatu oktet.
Struktur Lewis Meskipun teori Lewis berlaku terutama untuk ikatan kovalen,
gagasannya dapat juga digunakan untuk menggambarkan ikatan ion maupun kovalen.
Struktur Lewis adalah kombinasi lambang Lewis yang menggambarkan perpindahan atom pemakaian bersama elektron di dalam suatu ikatan kimia.
ikatan ion :
lambang Lewis struktur Lewis ikatan kovalen :
lambang Lewis struktur Lewis
Na Cl Na+ Cl+
H Cl H+ + Cl+
Beberapa Istilah
Ikatan Ion Ikatan Kovalen
• Polar
• Non Polar
• Koordinasi
Struktur Lewis Muatan Formal
Ikatan Ion Suatu senyawa ion stabil, karena membebaskan energi kisi
yang besar, jika ion-ion membentuk padatan ionik. Ciri-ciri ikatan ion adalah adanya perpindahan elektron dari
atom logam ke atom nonlogam atau perbedaan keelektronegatifan antara atom yang membentuk ikatan besar (misalnya ikatan antara atom Na sebagai logam dengan atom Cl sebagai nonlogam menghasilkan senyawa ion NaCl).
Sifat-sifat senyawa ion adalah:• Padatan senyawa ion tidak menghantarkan listrik, sedangkan leburan
maupun larutannya dapat meng-hantarkan listrik• Titik leleh dan titik didihnya tinggi• Umumnya senyawa ion bersifat keras, permukaannya tidak mudah
digores tetapi distorsi menyebabkan tolak menolak antara ion yang sama sehingga getas (rapuh)
• Umumnya senyawa ion melarut dalam pelarut polar dan tidak melarut dalam pelarut nonpolar.
Ikatan Kovalen Senyawa-senyawa seperti H2, O2, HCl memiliki ikatan kovalen, yaitu
pemakaian elektron secara bersama. Ciri ikatan kovalen adalah adanya pemakaian bersama elektron antara
atom nonlogam dengan atom non logam pula. Jika elektron tertarik lebih kuat ke salah satu atom maka disebut
ikatan kovalen polar (misalnya HCl). Jika elektron tidak lebih kuat tertarik, karena memiliki
keelektronegatifan sama, maka terbentuklah senyawa kovalen nonpolar (misalnya H2, O2).
Ikatan kovalen yang lain adalah ikatan kovalen koordinat. Ikatan kovalen ini mirip dengan ikatan kovalen tetapi hanya satu atom yang menyediakan sepasang elektron untuk dipakai bersama misalnya NH4+, NH3BCl3.
Resonansi
S OO S OOatau
(a) (b)
S OO S OO
Resonansi adalah keadaan jika lebih dari satu struktur yang masuk akal dapat ditulis untuk suatu spesies dan struktur yang benar tidak dapat ditulis secara keseluruhan. Atau suatu molekul tidak dapat digambarkan dengan satu rumus Lewis saja tetapi dua atau lebih rumus Lewis. Contoh untuk molekul SO2
Muatan Formal
Muatan formal = (jumlah elektron valensi) ½ (jumlah elektron ikatan) (jumlah elektron tidak berikatan (pasangan elektron bebas))
C NH :
2 elektron tidakberikatan pada N
2 elektron ikatan,1 untuk C dan 1 untuk H
6 elektron ikatan,3 untuk C dan 3 untuk N
N CH :
2 elektron tidakberikatan pada C
2 elektron ikatan,1 untuk N dan 1 untuk H
6 elektron ikatan,3 untuk C dan 3 untuk N
Struktur (a) : Struktur (b) :
H C N H C N
Elektron valensi 1 4 5 1 4 5
Elektron yang diperuntukkan
1 4 5 1 5 4
Muatan formal 0 0 0 0 -1 +1
Ikatan-ikatan Lain Ikatan logam
• Ikatan logam adalah ikatan antar atom dalam suatu unsur logam dengan perantaraan elektron-elektron valensi. Unsur logam dapat digambarkan sebagai kumpulan atom-atom positif yang terapung dalam lautan elektron valensi.
Ikatan hidrogen• Ikatan hidrogen adalah suatu ikatan antar-molekul yang disebabkan gaya
tarik menarik oleh atom yang sangat elektronegatif (F, O, atau N) terhadap atom hidrogen dalam molekul lain.
elektron bebas
ion positif
O
HH
H
O
H
ikatan hidrogen
Bentuk MolekulJumlah
pasangan Elektron
Sudut ikatan
Bentuk molekul Contoh
2 1800 Linier BeCl2, HgCl2, Ag(NH3)2+
3 1200 Segitiga datar BF3, BCl3, BH3
4 1090,28’ Tetrahedral CH4, CCl4, NH4+, SiH4
4 900 Segi empat datar
Cu(H2O)42+, Ni(CN)4
2
51200 dan
900
Trigonal bipiramida
PCl5, PF5, AsCl5
6 900 Oktahedral SF6, Fe(CN)63‑, CoF6
3
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
Larutan I
Secara umum dalam membicarakan larutan menggunakan kata-kata solut (zat yang terlarut) dan solven (pelarut).
Larutan adalah suatu campuran yang homogen antara solven dan solut yang komposisinya dapat berbeda
Suatu larutan pekat adalah solut (zat terlarut) yang relatif konsentrasinya tinggi dan larutan encer
Cara Menyatakan Konsentrasi 1. Persen bobot, menyatakan jumlah bobot solut per
bobot larutan (bobot solut dan bobot solven = bobot total)
2. Persen volume, menyatakan jumlah volume solut terhadap jumlah volume total (volume solut dan volume solven =volume total)
%100)/(%0
xww
wbb
%100)/(%0
xvv
vvv
continued 3. Fraksi mol (x), menyatakan fraksi mol komponen-
komponen dalam larutan. Fraksi mol dari komponen i dalam larutan didefinisikan sebagai :
4. Molaritas (M), menyatakan jumlah mol solut per liter larutan.
larutanliterjumlah
solutmoljumlah(M)Molaritas
larutandalamkomponensemuamoljumlah
ikomponenmolix
continued 5. Molalitas (m), menyatakan jumlah mol solut per
kilogram (1000 g) pelarut.
6. Normalitas (N), menyatakan banyaknya ekivalen solut per liter larutan.
7. Part Per Million (ppm), artinya kadar zat dinyatakan
dalam satu bagian per juta dalam volume atau massa
larutanliterg/ekivalen
solutg
larutanliter
solutekivalen(N)Normalitas
pelarutkgjumlahsolutmoljumlah
(m)Molalitas
610xsistemmassa
zatmassappm
Contoh:1. Sampel NaOH seberat 5,0 g dilarutkan dalam 45 gram air. Hitung
berapa persen berat NaOH di dalam larutan 2. Volume alkohol dalam air adalah 25 mL, jika volume total larutan
adalah 100 mL. Berapa persen alkohol dalam larutan 3. Hitunglah fraksi mol etil alkohol, C2H5OH (Mr = 46,1 g/mol) dan
air, H2O (Mr = 18 g/mol) dalam suatu larutan yang dibuat dari 13,8 g etil alkohol dan 27,0 g air
4. Dua gram natrium hidroksida (NaOH), dilarutkan dalam air dan membentuk larutan dengan volume 200 mL. Berapa molaritas NaOH dalam larutan.
5. Larutan NaCl dibuat dengan melarutkan 1,0 mol NaCl dalam 1 kg (1000 g) air. Hitunglah molalitas larutan NaCl
6. Kalium permanganat, KMnO4 (Mr = 158 g/mol) sebanyak 1,58 gram dilarutkan dalam 500 mL larutan
7. Suatu sampel udara sebanyak 500 L dengan B.J. 1,2 g/L ternyata mengandung 2,4 x 10-3 g SO2 sebagai pencemar. Berapakah konsentrasi SO2 dalam udara dinyatakan dalam ppm massa
Bahasan
1. Materi dan Perubahannya2. Struktur Atom3. Sistem Periodik4. Stoikiometri5. Reaksi Kimia6. Ikatan Kimia dan Struktur Molekul7. Larutan I8. Larutan II
• Kesetimbangan dan Ksp
• Sifat Koligatif
• Larutan Asam Basa
Larutan II Kesetimbangan dan Ksp
Ksp didefinisikan sebagai hasilkali konsentrasi ion-ion suatu elektrolit dalam larutan tepat jenuh
Kelarutan dipengaruhi oleh tiga faktor, yaitu :• Jenis zat terlarut, misalnya asam, basa, dan garam
• Jenis zat pelarut, misalnya pelarut polar atau non polar
• Suhu, pada umumnya kenaikan suhu akan memperbesar kelarutan.
Kesetimbangan
Ksp
Misalkan elektrolitnya = LmXn
• L = kation
• X = anion
• m = bilangan yang diikat kation
• n = bilangan yang diikat anion
LmXn(s) mLn+(aq) + nXm
(aq)
Mula-mula a Yang larut s ms ns Setimbang as ms ns
Ksp1. Mula-mula artinya pada saat LmXn akan dilarutkan, dalam air
tidak ada ion Ln+ dan Xm
2. Yang larut dari LmXn semuanya akan terionisasi sempurna
3. Perhatikan reaksi kesetimbangannya, ini merupakan kesetimbangan heterogen, berarti digunakan yang larutnya dengan ciri (aq) dan yang padatan (solid) diabaikan.• K = (Ln+)m(xm)n
• Karena untuk elektrolit sukar larut K = Ksp,
• Ksp = (Ln+)m(xm)n
• Ksp = (ms)m(ns)n perhatikan keadaan setimbang
• Ksp = mm. sm. nn. sn = mm . nn. sm+n
Jadi nmnm
nm
KspS
nmnmnm
KspS
Larutan IISifat Koligatif
Larutan IIAsam Basa
Teori Asam-Basa
Beberapa teori tentang asam dan basa: Teori Arrhenius. Teori Brønsted-Lowry Teori Lewis
Arrhenius Theory Arrhenius menyatakan bahwa elektrolit yang dilarutkan di
dalam air terurai menjadi ion-ion; • elektrolit yang kuat terurai sempurna
• elektrolit yang lemah hanya terurai sebagian.
• Suatu zat yang jika terurai menghasilkan ion hidrogen (H+) di sebut asam, misalnya HCl
• Suatu zat yang jika terurai menghasilkan ion hidrogen (OH-) di sebut basa, misalnya NaOH
HCl(aq) H+(aq) + Cl(aq)
NaOH(aq) Na+(aq) + OH
(aq)
Reaksi antara asam dan basa, yaitu reaksi netralisasi H+ + OH H2O
Brønsted-Lowry Theory Menurut teori Brønsted-Lowry, suatu asam adalah donor
proton dan suatu basa adalah akseptor (penerima) proton.
Reaksi lengkap : NH4Cl + NaNH2 NaCl + 2NH3
Reaksi ion : NH4
+ + Cl + Na+ + NH2
Na+ + Cl + 2NH3
Reaksi ion bersih : NH4
+ + NH2 2NH3
NH4+ + NH2 NH3 + NH3
asam(1) basa(2) asam(2) basa(1)
Brønsted-Lowry Theory
Setiap zat yang disebut asam oleh teori Arrhenius juga digolongkan asam oleh teori Bronsted-Lowry. Demikian juga dengan basa.
Zat-zat tertentu yang tidak digolongkan sebagai basa oleh teori Arrhenius, oleh teori Bronsted-Lowry dimasukkan golongan basa, misalnya OCl dan H2PO4
.
N
H
H HH
NH
H
.... NH H
H
..N
H HH
..
Lewis Theory
Dalam teori Lewis, asam adalah penerima pasangan elektron dan basa adalah donor (pemberi) pasangan elektron
..H+ O H O H
H
+.... ..
..
H+ + N HH
H
..N HH
H
H +
Kekuatan Asam Menurut pengertian yang akurat, diketahui bahwa air
(H2O) ternyata memiliki sedikit sifat elektrolit. Artinya air dapat juga terionisasi menghasilkan ion H+ dan ion OH, dengan harga yang sangat kecil sekali yaitu 1,32 x 108.
H2O H+ + OH
Perhitungan yang sangat cermat menunjukkan bahwa dalam satu liter air murni terdapat ion H+ dan ion OH masing-masing sebanyak 0,0000001 mol atau 107 mol.
[H+] = [OH] = 107 M Hasilkali [H+] dan [OH] dalam air selalu konstan, dan
disebut tetapan air (Kw). Kw = [H+] [OH] = 1014
pH asam dan basa Larutan netral : [H+] = 107 M Larutan asam : [H+] > 107 M Larutan basa : [H+] < 107 M pOH = log [OH] pKw = log Kw pKa = log Ka pKb = log Kb . ][Hlog
][H
1logpH
Hubungan hubungan
Kw = [H+] [OH] = 1014
log Kw = log [H+] + log [OH] = log 1014 = 14
log Kw= log [H+] log [OH] = 14
pKw = pH + pOH = 14
Jadi : pKw = pH + pOH
pH + pOH = 14
pH Asam Kuat [H+] = n x [asam] pH = log[H+]
Contoh Tentukan pH larutan berikut :a. HCl 0,01 Mb. 4,9 g H2SO4 (Mr = 98) yang terlarut dalam 1000 mL
larutanc. 3,44 g Ba(OH)2 (Mr = 172) yang terlarut dalam 1000 mL
larutan
Penyelesaian :. . . . . . . . . . . . .
pH Asam Lemah
Contoh: Tentukan pH larutan berikut : CH3COOH 0,05 M (Ka = 1,75 x 105)
[HA]
]][A[HKa
[Asam]K][H a
[Asam]
][H
[HA]
][HK
22
a
HA H+ + A
pH Basa Kuat
[OH-] = n x [basa] pOH = log[OH-]
Contoh Tentukan pH larutan berikut : 3,44 g Ba(OH)2 (Mr = 172) yang terlarut
dalam 1000 mL larutan
Penyelesaian :. . . . . . . . . . . . .
pH Basa Lemah MOH M+ + OH
.
pOH = log[OH-]
Contoh Tentukan pH larutan dari 3,5 g NH4OH
(Mr = 35) yang terlarut dalam 1000 mL larutan (Kb = 1,75 x 105)
Penyelesaian :. . . . . . . . . . . . .
[Basa]K][OH b
pH HidrolisaGaram dapat terbentuk dari hasil reaksi : Asam Kuat + Basa Kuat → Garam 1 + H2O
Contoh : HCl + Na OH → NaCl + H2O
Asam Kuat + Basa Lemah → Garam 2 + H2O
Contoh : HCl + NH4OH → NH4Cl + H2O
Asam Lemah + Basa Kuat → Garam 3 + H2O
Contoh : CH3COOH + Na OH → CH3COONa + H2O
Asam Lemah + Basa Lemah → Garam 4 + H2O
Contoh : CH3COOH + NH4OH → CH3COONH4 + H2O
Asam Kuat + Basa Kuat → Garam 1 + H2O
1. Garam yang berasal dari asam kuat dan basa kuat, misalnya NaCl, K2SO4, Ba(NO3)2.
2. Baik kation maupun anion yang dilepaskan oleh garam ini tidak mengalami hidrolisis, sehingga tidak mengubah jumlah H+ dan jumlah OH dalam air. Jadi larutan tetap bersifat netral. pH larutan sama seperti pH air murni, yaitu 7.
Asam Kuat + Basa Lemah → Garam 2 + H2O
]OH][NH[
]H][OHNH[K
24
4
]NH[
]H][OHNH[]OH[K
4
42
]NH[
]H][OHNH[K
4
4h
Garam yang berasal dari asam kuat + basa lemah, misalnya NH4Cl, AgNO3, CuSO4. Di dalam air, garam ini akan terhidrolisis
sebagian (kation terhidrolisis, anionnya tidak).
NH4Cl NH4+ + Cl
Ion NH4+ akan bereaksi dengan air :
NH4+ + H2O NH4OH + H+
continued
][OH
][OH
][NH
]OH][H[NHK
4
4h
]][H[OH]][OH[NH
OH][NHK
4
4h
wb
h KK
1K
b
wh K
KK
][NH
]OH][H[NH
K
K
4
4
b
w
continued
][NH
][H
K
K
4
2
b
w
][NHK
K][H 4
b
w2
][NHK
K][H 4
b
w
[garam]K
K][H
b
w
Bila [NH4+] = [garam], maka :
sehingga :pH = ½ pKw + ½ pKa + ½ log [Garam]
O]][HCOO[CH
]COOH][OH[CHK
23
3
]COO[CH
]COOH][OH[CHO][HK
3
32
]COO[CH
]COOH][OH[CHK
3
3h
Garam yang berasal dari asam lemah + basa kuat, misalnya CH3COONa, K2CO3, Na3PO4 Di dalam air, CH3COONa misalnya mengalami ionisasi
CH3COONa CH3COO + Na+
CH3COO + H2O CH3COOH + OH
Asam Lemah + Basa Kuat → Garam 3 + H2O
continued
][H
][H
]COO[CH
]COOH][OH[CHK
3
3h
]][H[OH]][HCOO[CH
COOH][CHK
3
3h
wa
h KK
1K
a
wh K
KK ]COO[CH
]COOH][OH[CH
K
K
3
3
a
w
continued
]COO[CH
][OH
K
K
3
2
a
w
]COO[CHK
K][OH 3
a
w2
]COO[CHK
K][OH 3
a
w
[garam]K
K][OH
a
w
Bila [CH3COO] = [garam], maka :
continued
][OH
K][H w
Bila : [H+][OH] = Kw
[Garam]KK
K][H
a
w
w
[Garam]
KK][H aw
sehingga :pH = ½ pKw + ½ pKa + ½ log [Garam]
Asam Lemah + Basa Lemah → Garam 4 + H2OGaram yang berasal dari asam lemah + basa lemah, misalnya NH4OCN, Al2S3, MgCO3.
Baik kation maupun anion bereaksi dengan air (terhidrolisis sempurna)pH larutan tergantung pada Ka asam lemah dan Kb basa lemah, tidak
bergantung pada konsentrasi garam.Reaksi ionisasi NH4OCN dalam air adalah :
NH4OCN NH4+ + OCN
Baik ion NH4+ maupun OCN akan bereaksi dengan air dalam hal ini
NH4+ dengan OH dan OCN dengan H+
NH4+ + OH NH4OH
OCN + H+ HOCNReaksi di atas cenderung bergerak ke kanan, dan saling mempengaruhi, reaksi selanjutnya adalah interaksi dengan reaksi ionisasi air.H2O H+ + OH
NH4+ + OH NH4OH
OCN + H+ HOCN
continued
O]][H][OCN[NH
OH][HOCN][NHK
24
4
]][OCN[NH
OH][HOCN][NHO]K[H
4
42
]][OCN[NH
OH][HOCN][NHK
4
4h
Bila ruas kanan persamaan dikalikan dengan [H+][OH]/ [H+][OH] maka akan diperoleh hubungan antara Kh, Kb, Ka, dan Kw.
Bila reaksi di atas dijumlahkan maka diperoleh :NH4
+ + OCN + H2O NH4OH + HOCN
continued
]OH][H[
]OH][H[
]OCN][NH[
]HOCN][OHNH[K
4
4h
]OH][H[]H][OCN[
]HOCN[
]OH][NH[
]OHNH[K
4
4h
w
bah K
K
1
K
1K
ba
wh KK
KK
b
aw
K
KKH Jadi : atau
Jika Ka = Kb, larutan bersifat netral (pH = 7)
Jika Ka > Kb, larutan bersifat asam (pH < 7)
Jika Ka < Kb, larutan bersifat basa (pH > 7)
Larutan Penyangga/Buffer
Larutan penyangga ada 2 macam :1. Larutan yang mengandung campuran
asam lemah dengan garamnya, contohnya CH3COOH dengan CH3COONa.
2. Larutan yang mengandung campuran basa lemah dengan garamnya, contohnya NH4OH dengan NH4Cl
continuedLarutan yang mengandung campuran
asam lemah dengan garamnya
[Garam]
[Asam]K][H a
[Garam]
[Asam]logKlog][Hlog a
[Asam]
[Garam]logpKpH a
continuedLarutan yang mengandung campuran
basa lemah dengan garamnya
[Garam]
[Basa]K][OH b
[Garam]
[Basa]logKlog][OHlog b
[Basa]
[Garam]logpKpOH b
top related