KIMIA DASAR Ashfar Kurnia, M.Farm., Apt.
ILMU KIMIA • Kimia Ilmu pengetahuan alam yang mempelajari tentang MATERIyang meliputi: – – – – –
Struktur materi Susunan materi Sifat materi Perubahan materi Energi yang menyertai dari suatu materi
• Materi segala sesuatu yang mempunyai masa dan menempati ruang
Kedudukan ilmu kimia dalam profesi Farmasi Industri kimia
Analis
Kedokteran
kimia Geologi
Pertanian
Ahli Gizi/Pangan
Karakteristik Materi
Struktur & Susunan
• Atom • Molekul
Sifat
Perubahan
Energi
• Ekstensif & Intensif • Fisika & Kimia • Padat • Cair • Gas
• Eksoterm • Endoterm
Sifat materi • Berdasarkan jumlah – Sifat ekstensif berat, volume – Sifat intensif warna, daya hantar listrik
• Berdasarkan perubahan yang terjadi – Sifat fisis masa, volume, kalor – Sifat kimia karat, pembusukan
• Manfaat dari mempelajari materi adalah untuk identifikasi
Wujud dan Perubahan Padat
Cair
Gas
Bentuk tertentu
Bentuk mengikuti wadah Volume tertentu
Mengikuti wadah
Volume tertentu
Volume tidak tentu
gas
padat
cair
Unsur • Unsur adalah zat yang tidak dapat lagi diuraikan ke dalam bentuk yang lebih sederhana melalui reaksi kimia.
Senyawa • Senyawa adalah zat yang terbentuk oleh dua atau lebih unsur yang berbeda.
Campuran • Campuran adalah gabungan dua atau lebih zat murni tanpa melalui reaksi kimia. • Contoh: – air laut adalah campuran air, NaCl, dan garam lainnya. – Udara bersih N2, O2, CO2, dan gas lainnya. – Sirop air dan gula.
Karakteristik campuran • Komposisi zat-zat murni dalam campuran adalah tidak tetap co: komposisi gula dalam sirop beda rasa beda. • Sifat zat-zat murni dalam campurannya adalah sama dengan sifat asalnya co: sifat manis sirop (air & gula) masih berasa. • Zat-zat murni dalam campuran dapat dipisahkan secara fisis co: campuran besi belerang dapat dipisah pakai magnet
Jenis campuran • larutan campuran homogen antara dua zat atau lebih dimana partikel-partikel dari komponen penyusunnya tersebar secara merata • Koloid suatu campuran heterogen antara dua zat atau lebih dimana partikel-partikel zat yang berukuran koloid. • Suspensi campuran heterogen antara dua zat atau lebihdengan zat tersuspensi berukuran suspensi.
Pemisahan Campuran • Sebagian besar materi adalah campuran • Untuk memperoleh zat murni perlu dilakukan pemisahan dengan metode: – Pemisahan padat-padat – Pemisahan padat-cair larutan – Pemisahan padat-cair suspensi – Pemisahan beberapa zat padat – Pemisahan zat cair yang tidak saling melarutkan – Pemisahan zat cair dari larutannya
Prinsip Pemisahan Campuran • Berdasarkan sifat fisika – Ukuran – Berat jenis, suhu (TD, TL), – Fase (padat, cair, gas) – Kelistrikan, sifat magnet
• Berdasarkan sifat kimia – Kepolaran – Afinitas molekul
Pemisahan Campuran • Pemisahan padat padat
Pemisahan Campuran • Pemisahan padat-cair larutan
Pemisahan Campuran • Pemisahan padat-cair suspensi
Pemisahan Campuran • Pemisahan berbagai zat padat
Pemisahan Campuran • Pemisahan zat cair yang tidak saling melarutkan
Pemisahan Campuran • Pemisahan zat cair dari larutannya
HUKUM-HUKUM DASAR ILMU KIMIA • • • •
Hukum kekekala massa (Lavoiser) Hukum perbandingan tetap (Proust) Hukum perbandingan berganda (Dalton) Hukum-hukum gas ideal – Boyle – Gay Lusac – Avogadro
Hukum Kekekalan Massa • Kimiawan Perancis Antoine Lavoisier, melakukan percobaan 2HgO 2Hg + O2
• “dalam setiap operasi kimia, kuantitas materi sebelum dan sesudah reaksi selalu sama” • Contoh lain: 2H2 + O2 4g 32g
2H2O 36g
Hukum Perbandingan Tetap • Kimiawan Perancis, Joseph Proust • “dalam suatu senyawa kimia, proporsi berdasarmassa dari unsur-unsur penyusunnya adalah tetap tidak bergantung pada asal-usul senyawa tersebut atau cara pembuatannya”
Hukum Perbandingan Tetap a. Pada senyawa NH3 massa N : massa H = 1 Ar . N : 3 Ar . H = 1 (14) : 3 (1) = 14 : 3 b. Pada senyawa SO3 massa S : massa O = 1 Ar . S : 3 Ar . O = 1 (32) : 3 (16) = 32 : 48 = 2 : 3
Hukum Perbandingan Tetap • Keuntungan: bila diketahui massa suatu senyawa salah satu unsur pembentuk senyawa maka massa unsur lainnya dapat diketahui.
• Contoh: Berapa kadar C dalam 50 gram CaCO3 ? (Ar: C=12; O=16; Ca=40) Massa C = (Ar C / Mr CaCO3) x massa CaCO3 = 12/100 x 50 gram = 6 gram Kadar C = massa C / massa CaCO3 x 100% = 6/50 x 100 % = 12%
Hukum Perbandingan berganda • Ilmuwan Inggris, John Dalton, mempopulerkan teori atom (sebelumnya telah diperkenalkan oleh Democritus 640 SM) • “bila dua unsur membentuk sederet senyawa, massa-massa dari satu unsur yang bergabung dengan massa yang tertentu dari unsur lainnya merupakan nisah dari bilangan buulat terhadap satu dengan yang lainnya”
Hukum Perbandingan berganda • Teori materi atom Dalton: 1. Materi terdiri atas atom yang tidak dapat dibagi lagi 2. Semua atom dari unsur kimia tertentu mempunyai massa yang sama begitupula semua sifat lainnya 3. Insur kimia lain akan memiliki jenis atom yang berbeda terutama massa atomnya yang berbeda 4. Atom tidak dapat dihancurkan dan identitasnya selalu tetap selama reaksi kimia 5. Suatu senyawa terbentuk dari unsur-unsurnya melalui penggabungan atom yang tidak sejenis dengan nisbah jumlah keseluruhan yang kecil
Hukum Perbandingan berganda • Contoh: Bila unsur Nitrogen den oksigen disenyawakan dapat terbentuk;
NO massa N : O = 14 : 16 = 7 : 8 NO2 massa N : O = 14 : 32 = 7 : 16 Untuk massa Nitrogen yang sama banyaknya maka perbandingan massa Oksigen pada senyawa NO : NO2 = 8 :16 = 1 : 2
Hukum Gas Ideal • Untuk gas ideal berlaku persamaan : PV = nRT dimana: P = tekanan gas (atmosfir) V = volume gas (liter) n = mol gas R = tetapan gas universal = 0.082 lt.atm/mol Kelvin T = suhu mutlak (Kelvin)
Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut: a. HUKUM BOYLE Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan n1 = n2 dan T1 = T2 ; sehingga diperoleh : P1 V1 = P2 V2 Contoh: Berapa tekanan dari 0 5 mol O2 dengan volume 10 liter jika pada temperatur tersebut 0.5 mol NH3 mempunyai volume 5 liter den tekanan 2 atmosfir ? Jawab: P1 V1 = P2 V2 2.5 = P2 . 10 P2 = 1 atmosfir b. HUKUM GAY-LUSSAC "Volume gas-gas yang bereaksi den volume gas-gas hasil reaksi bile diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai bilangan bulat den sederhana". Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2 berlaku : V1 / V2 = n1 / n2
Contoh: Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H2) massanya 0.1 g. Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14 Jawab: V1/V2 = n1/n2 10/1 = (x/28) / (0.1/2) Jadi massa gas nitrogen = 14 gram.
x = 14 gram
c. HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC Hukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu den diturukan dengan keadaan harga n = n2 sehingga diperoleh persamaan: P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2 d. HUKUM AVOGADRO "Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0o C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas. Contoh: Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27o C dan tekanan 1 atm ? (Ar: H = 1 ; N = 14)
Jawab: 85 g amoniak = 17 mol = 0.5 mol Volume amoniak (STP) = 0.5 x 22.4 = 11.2 liter Berdasarkan persamaan Boyle-Gay Lussac: P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2 1 x 112.1 / 273 = 1 x V2 / (273 + 27) V2 = 12.31 liter
B. MASSA ATOM DAN MASSA RUMUS 1. Massa Atom Relatif (Ar) merupakan perbandingan antara massa 1 atom dengan 1/12 massa 1 atom karbon 12 2. Massa Molekul Relatif (Mr) merupakan perbandingan antara massa 1 molekul senyawa dengan 1/12 massa 1 atom karbon 12. Massa molekul relatif (Mr) suatu senyawa merupakan penjumlahan dari massa atom unsur-unsur penyusunnya. Contoh: Jika Ar untuk X = 10 dan Y = 50 berapakah Mr senyawa X2Y4 ? Jawab: Mr X2Y4 = 2 x Ar . X + 4 x Ar . Y = (2 x 10) + (4 x 50) = 220
Kadar zat dalam campuran • Komposisi zat murni dalam campuran adalah tidak tetap diperlukan satuan. • Satuan kadar yang umum digunakan adalah: – bagian per seratur (%) – bagian per juta (bpj) atau part per milion (ppm)
• 100% = 106 bpj
