MODUL PEMBELAJARAN Nama Sekolah
: SMK TR PANCABUDI 1 MEDAN
Mata Pelajaran
: Kimia
Kelas/Semester
: XI/Dua
Materi pokok
: Kesetimbangan Kimia
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Peertemuan
: 1
Standart Kompetensi Memahami konsep Kesetimbangan reaksi Kompetensi Dasar dan Indikator Menguasai reaksi kesetimbangan Indikator: Pengelompokkan reaksi kimia menjadi berkesudahan dan reaksi kesetimbangan dengan benar Kesetimbangan kimia sebagai kondisi yang dicapai suatu reaksi kimia dalam dua arah yang berlawanan adalah sama, dan konsentrasi reaktan serta produk tetap dideskripsikan dengan benar Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini diharapkan siswa dapat ; Mengelompokkan reaksi kimia menjadi reaksi berkesudahan dan reaksi kesetimbangan Mendeskripsikan kesetimbangan kimia sebagai kondisi yang dicapai suatu reaksi kimia dalam dua arah yang berlawanan dan konsentrasi reaktan serta produk. Materi Pembelajaran C. Kesetimbangan dinamis adalah keadaan dimana dua proses yang berlawanan terjadi dengan laju yang sama, akibatnya tidak terjadi perubahan bersih dalam sistem pada kesetimbangan. Contoh : Fe(s) + HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g)
Reaksi dapat berlangsung tuntas, yaitu zat yang direaksikan habis dan terbentuk zat baru.
Gambar 9.1 Reaksi Tuntas
Uap mengembun dengan laju yang sama dengan air menguap.
Pelarutan padatan, sampai pada titik laju padatan yang terlarut sama dengan padatan yang mengendap saat konsentrasi larutan jenuh (tidak ada perubahan konsentrasi)
Reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik. (irreversible)
Gambar 9.2 Reaksi Bolak-Balik Reaksi dapat berlangsung bolak balik, zat semula (reaktan) direaksikan akan habis dan terbentuk zat baru (produk). Zat baru yang terbentuk dapat dapat direaksikan dengan zat lain menghasilkan zat semula. Reaksi ini disebut reaksi bolak-balik. Hal ini juga bisa digambarkan dengan hal sebagai berikut, yaitu apabila dalam suatu reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang. Secara umum reaksii kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai : A+B
C+D
Mula-mula zat A dan zat B sebagai reaktan (tidak harus dalam jumlah yang sama) dicampur dalam suatu tabung reaksi. Konsentrasi A dan B kemudian diukur pada selang waktu tertentu. Penurunan konsentrasi A dan B mula-mula terjadi dengan cepat, makin lama semakin lambat sampai pada akhirnya konstan. Sebaliknya yang terjadi pada produk zat C dan D. Pada awal reaksi konsentrasinya = 0, kemudian bertambah dengan cepat tapi makin lama semakin lambat sampai akhirnya menjadi konstan. Pada waktu t = t~ konsentrasi masing-masing zat A, B, C, dan D menjadi konstan,yang berarti bahwa laju reaksi kekiri = laju reaksi kekanan. Karakteristik keadaan kesetimbangan Ada empat aspek dasar keadaan kesetimbangan, yaitu : 1.
Keadaan kesetimbangan tidak menunjukkan perubahan makroskopik yang nyata
2.
Keadaan kesetimbangan dicapai melalui proses yang berlangsungspontan
3.
Keadaan kesetimbangan menunjukkan keseimbangan dinamik antara proses maju atau balik
4.
Keadaan kesetimbangan adalah sama walaupun arah pendekatannya berbeda
Macam - macam sistem kesetimbangan, yaitu : 1. Kesetimbangan dalam sistem homogen a. Kesetimbangan dalam sistem gas-gas Contoh : 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g) b. Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan Contoh : NH4OH(aq) ↔ NH4+(aq) + OH- (aq) 2. Kesetimbangan dalam sistem heterogen a. Kesetimbangan dalam sistem padat gas Contoh : CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g) b. Kesetimbangan sistem padat larutan Contoh : BaSO4(s) ↔ Ba2+(aq) + SO42-(aq) c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas Contoh : Ca(HCO3)2(aq) ↔ CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) SOAL LATIHAN 1. Jelaskan pengetian kesetimbangan berdasarkan
Kesetimbangan irreversible
Kesetimbangan dinamis
2. Jelaskan macam macam jenis kesetimbangan
MODUL PEMBELAJARAN Nama Sekolah
: SMK TR PANCABUDI 1 MEDAN
Mata Pelajaran
: Kimia
Kelas/Semester
: XII/Dua
Materi pokok
: Koloid
Alokasi Waktu Peertemuan
: 2 x 45 menit : 1
Standar Kompetensi Memahami koloid, suspensi, dan larutan sejati Kompetensi Dasar Mengidentifikasi koloid, suspense dan larutan Indikator: Pengelompokan campuran menjadi larutan, Koloid, dan suspensi dijelaskan dengan benar. Perbedaan larutan, Koloid, dan suspensi berdasarkan sifat campurannya, fasanya dan ukuran partikelnya dideskripsikan dengan jelas. Pembuatan koloid dapat dengan cara kondensasi, desintegrasi, dan atau gabungan dari keduanya, dideskripsikan dengan jelas. Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini diharapkan siswa dapat ; Mengelompokkan campuran menjadi larutan, koloid dan suspensi Mendeskripsikan larutan koloid, susppensi berdasarkan sifat campurannya dan dan fasanya. Membuat koloid dengan cara kondensasi, desintgrasi atau gabungan dari keduanya
Materi Pembelajaran Sistem koloid sebenarnya terdiri atas dua fase, yaitu fase terdispersi dengan ukuran tertentu dalam medium pendispersi. Zat yang didispersikan disebut fase terdispersi sedangkan sedangkan medium yang digunakan untuk mendispersikan disebut medium pendispersi. Dalam kehidupan sehari-hari kita sering bersinggungan dengan sistem koloid sehingga sangat penting untuk dikaji. Sebagai contoh, hampir semua bahan pangan mengandung partikel dengan ukuran koloid, seperti protein, karbohidrat, dan lemak. Emulsi seperti susu juga termasuk koloid. Dalam bidang farmasi, kebanyakan produknya juga berupa koloid, misalnya krim, dan salep yang termasuk emulsi. Dalam industri cat, semen, dan industri karet untuk membuat ban semuanya melibatkan sistem koloid. Semua bentuk seperti spray untuk serangga, cat, hair spray, dan sebagainya adalah juga koloid. Dalam bidang pertanian, tanah juga dapat digolongkan sebagai koloid. Jadi sistem koloid sangat berguna bagi kehidupan manusia. Sistem Dispersi Perbandingan sifat antara larutan, koloid, dan suspensi dijelaskan dalam Tabel 6.1 Tabel 6.1 Perbandingan sifat antara larutan, koloid, dan suspensi
Pengelompokan Koloid Berdasarkan pada fase terdispersi dan medium pendisfersinya, sistem koloid dapat digolongkan sebagaimana seperti dalam Tabel 6.2, dengan contoh pada Gambar 6.2
Macam-macam Koloid Aerosol : suatu sistem koloid, jika partikel padat atau cair terdispersi dalam gas. Contoh : debu, kabut, dan awan. Sol : suatu sistem koloid, jika partikel padat terdispersi dalam zat cair. Emulsi : suatu sistem koloid, jika partikel cair terdispersi dalam zat cair. Emulgator : zat yang dapat menstabilkan emulsi.
-
Sabun adalah emulgator campuran air dan minyak.
-
Kasein adalah emulgator lemak dalam air.
Gel : koloid liofil yang setengah kaku. Gel terjadi jika medium pendispersi di absorbs oleh partikel koloid sehingga terjadi koloid yang agak padat. Larutan sabun dalam air yang pekat dan panas dapat berupa cairan tapi jika dingin membentuk gel yang relatif kaku. Jika dipanaskan akan mencair lagi. Pembuatan Koloid A. Kondensasi Merupakan cara kimia. Prinsip umum: Terjadinya kondensasi partikel molekular membentuk partikel koloid Kondensasi partikel → koloid Reaksi kimia untuk menghasilkan koloid meliputi: Reaksi Redoks 2H2S(g) + SO2(aq) → 3S(s) + 2H2O(l) Reaksi Hidrolisis FeCl3(aq) + 3 H2O(l) → Fe(OH)3(s) + 3 HCl(aq) Reaksi Substitusi/Agregasi Ionik 2H3AsO3(aq) + 3H2S(g) → As2S3(s) + 6 H2O(l) Reaksi Penggaraman B. Dispersi Dapat dilakukan dengan cara mekanik maupun dengan cara kimia. Prinsip umum : Partikel Besar → Partikel Koloid Yang termasuk cara dispersi: Cara Mekanik Cara ini dilakukan dari gumpalan partikel yang besar kemudian dihaluskan dengan cara penggerusan ataupenggilingan. Cara Busur Bredig Digunakan untuk membuat sol-sol logam dengan loncatan bunga listrik. Instrument Busur Bredig dapat dilihat pada gambar di bawah ini
Cara Peptisasi Cara peptisasi adalah pembutan koloid dari butir-butir kasar atau dari suatu endapan dengan bantuan pemeptisasi (pemecah). Contoh : i. Agar-agar dipeptisasi oleh air ; Karet oleh bensin. ii. Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S, Endapan Al(OH)3 oleh AlCl3 Soal Latihan 1. Jelaskan pembagian campuran menjadi koloid, suspense dan larutan 2. Jelaskan perbedaan koloid, suspense, larutan 3. Jelaskan cara pembuatan koloid
MODUL PEMBELAJARAN Nama Sekolah
: SMK TR PANCABUDI 1 MEDAN
Mata Pelajaran
: Kimia
Kelas/Semester
: X/Dua
Materi pokok
: Konsep Mol
Alokasi Waktu Peertemuan
: 2 x 45 menit : 1
Standar Kompetensi Memahami konsep mol Kompetensi Dasar Menjelaskan konsep mol Indikator: o o o
Pengertian Ar dan Mr sebagai satuan massa terkecil dari suatu unsur atau senyawa yang dibandingkan dengan 1/12 massa atom isotop 12C dideskripsikan dengan benar. Perhitungan Mr berdasarkan jumlah Ar dari unsur-unsur penyusunnya dilakukan dengan benar. Pengertian konsep mol sebagai satuan zat dideskripsikan dengan benar.
Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari materi ini diharapkan siswa dapat ; Mendeskripsikan Ar dan Mr sebagai satuaan massa terkecil Menghitung Mr berdasarkan Ar dari unsure unsure penyusunnya Mendeskripsikan konsep mol Membuat koloid dengan cara kondensasi, desintgrasi atau gabungan dari keduanya Materi Pembelajaran Kunci suksesnya teori atom Dalton adalah pernyataan bahwa tiap unsure mempunyai atom dengan massa atom yang spesifik. Menurut Dalton, massa atom adalah sifat utama unsur yang membedakan satu unsur dengan yang lain, sehingga para ahli kimia berupaya mencari bagaimana cara mengukur massa atom tersebut. Namun, bagaimana hal ini dapat dikerjakan? Atom adalah partikel yang sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat walaupun dengan mikroskop. Kita tidak dapat mengambil satu atau beberapa atom lalu menimbangnya, dan juga tidak ada neraca untuk itu. Oleh sebab itu, dicari jalan lain berdasarkan teori yang ada. Massa Atom Relatif Semua senyawa di alam ini terbentuk dari atom-atomnya dengan perbandingan massa atom yang tetap. Sebagai contoh dalam kehidupan sehari-hari massa sebuah anggur adalah 1 g, dan sebuah jeruk massanya tiga kali massa anggur tersebut. Dapat dikatakan bahwa massa jeruk adalah 3 g. Dengan demikian kita telah menemukan massa relatif dari anggur dan jeruk. Bila hidrogen dan klor membentuk senyawa hidrogen klorida dengan rumus HCl, dalam senyawa ini selalu ditemukan bahwa massa atom klor 35,5 x massa atom hidrogen. Karena atom-atomnya berada dalam jumlah yang sama, maka dapat disimpulkan bahwa tiap atom klor harus 35,5 x lebih berat dari atom hidrogen. Karena itu kita telah menemukan massa relatif dari atom hidrogen dan klor Berdasarkan contoh diatas, kita dapat melihat bahwa dengan diketahui rumus dari suatu senyawa dan mengukur perbandingan massa dari unsurunsurnya, dapat ditentukan massa dari atom-atomnya. Bila massa dari salah satu atom unsurnya diketahui, maka massa atom lain dari molekul dapat Gambar 1.
Massa relatif besi dan karbon. Massa atom besi 4,65 x massa atom karbon, hal ini berarti massa enam atom besi 4,65 x massa 6 atom karbon. ditentukan, sehingga harus dicari suatu atom sebagai massa standar. Perbandingan massa satu atom dengan massa atom standar disebut massa atom relatif (Ar). Karena atom sangat ringan, maka tidak dapat digunakan satuan g dan kg untuk massa atom, maka digunakan satuan massa atom (s. m. a) (Simbol SI adalah u). Pada mulanya dipilih hidrogen sebagai standar karena merupakan atom teringan. Kemudian diganti dengan oksigen karena dapat bersenyawa dengan hampir semua unsur lain. Jika atom hidrogen ditetapkan mempunyai massa 1 s. m. a (satuan massa atom), maka oksigen mempunyaimassa 16 s. m. a. Perlu dicatat bahwa massa atom relatif (Ar) merupakan perbandingan massa, sehingga tidak mempunyai satuan. Massa atom relatif sangat penting dalam ilmu kimia untuk mengetahui sifat unsur dan senyawa. Yang menjadi masalah, bagaimana menentukannya secara tepat dan benar. Saat ini penentuan massa atom relatif dan massa molekul relative dilakukan dengan menggunakan spektrometer massa (Gambar 2). Dengan alat ini, ternyata diketahui bahwa atom suatu unsur dapat memilikimassa yang berbeda-beda (disebut isotop). Pertama kali spektrometer massa dikembangkan oleh ahli fisika dari Inggris F. W. Aston pada tahun 1920. Dengan menggunakan alat tersebut, Aston menemukan 3 isotop neon di alam
yaitu 90,92% 20Ne dengan massa 19,9924 sma; 0,26% 21Ne dengan20,9940 sma; dan 8,82% 22Ne dengan massa 21,9914 sma (Gambar 3) Gambar 2 Diagram skema salah satu jenis spektrometer massa
Modul Kim. 04. Konsep Mol 10 Gambar 3
Spektrum massa dari tiga isotop neon Ada 20 unsur (Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I, Cs, Pr, Tb, Ho, Tm, Au, dan Bi) yang merupakan monoisotop. Sedangkan unsur-unsur yang lain mempunyai dua atau lebih isotop. Untuk unsur-unsur ini, massa atom relatif (Ar) merupakan nilai rata-rata massa dari setiap
massa isotop atom dalam unsur tersebut dengan memperhitungkan kelimpahannya. Misalnya, untuk suatu unsur mempunyai dua macam isotop, berlaku rumus:
Ar =
% kelimpahan isotop 1 = % kelimpahan isotop 2 (% kelimpahan isotop 1 x massa isotop 1) = (% kelimpahan isotop 2 x massa isotop 2)
Sebagai contoh yang baik adalah klor, yang mempunyai dua isotop yaitu,35Cl dan 37Cl. Di alam 75,77% atom dalam keadaan 35Cl mempunyai massa 34,968852 sma dan 24,23% adalah 37Cl yang massa atom 36,965903. Sehingga massa atom sama dengan 0,7577 (34,968852) + 0,2423 (36,965903) = 26,496 + 8,957 = 35,453 Untuk unsur yang memiliki lebih dari dua isotop, rumus tersebut dapat disesuaikan. Tahun 1961, IUPAC menetapkan standar penetapan massa atom relatif Contoh Soal 1 Di alam terdapat isotop 12C = 12,0000 sma yang memiliki kelimpahan 98,89% dan isotop 13C = 13,00335 sma yang memiliki kelimpahan 1,11%. Tentukan Ar rata-rata karbon!
Penyelesaian
ArC =
98,891 = 1,11 (98,89 x12000) = (1,11x13,00335)
= 12,0111 sma Massa Molekul Relatif dan Massa Rumus Relatif Konsep massa relatif tidak hanya untuk atom tetapi juga untuk molekul. Menurut Dalton, dua unsur/lebih dapat bergabung membentuk senyawa dengan perbandingan tertentu. Partikel terkecil senyawa adalah molekul yang mempunyai massa tertentu. Perbandingan massa molekul dengan massa standar disebut massa molekul relatif (Mr) Namun, beberapa senyawa tidak memiliki partikel dasar molekul melainkan ion. Untuk senyawa semacam ini, istilah yang dipakai adalah massa rumus relatif dengan lambang sama yaitu Mr. Masih ingatkah Anda, bahwa molekul merupakan gabungan atom-atom? Berdasarkan hal tersebut, massa molekul relatif (Mr) merupakan penjumlahan Ar atom-atom penyusunnya. Mr = ? Ar Contoh Soal Hitunglah Mr CaBr2, bila Ar Ca = 40,078 dan Ar Br = 79,904 Penyelesaian Mr CaBr2 = 1 x Ar Ca + 2 x Ar Br = 1 x 40,078 + 2 x 79,904 = 40,078 + 159,808 = 199,886 Jadi Mr CaBr2 = 199,889 Massa Molar Zat Untuk keperluan pembuatan zat melalui reaksi, kita memerlukan sejumlah mol zat. Zat tersebut dapat diketahui massanya dengan mengetahui Ar atau Mr zat tersebut. Massa molar adalah bilangan yang sama dengan massa atom relatif atau massa molekul relatif, tetapi ditunjukkan dalam satuan
g/mol. Massa molar dari beberapa unsur ditunjukkan dalam Gambar 5. Modul Kim. 04. Konsep Mol 16 Gambar 5
Massa molar dari beberapa unsur dari kiri kekanan 32 g belerang, 64 g tembaga, 201 g raksa, 4 g gas helium (dalam balon) dan 12 g karbon mengandung 1 mol atom (6,02 x 1023 atom) Sedangkan massa molar dari beberapa senyawa ditunjukkan dalam
Gambar 6
Massa molar dari senyawa tembaga (II) klorida,air, aspirin dan besi (III) oksida. Kita juga dapat menggunakan fakta-fakta tentang hubungan antara mol, bilangan Avogadro dan massa molar, dengan menulis hubungan berikut: 1 mol Na = 22,99 g Na = 6,02 x 1023 atom Na 1 mol CO2 = 44,01 g CO2 = 6,02 x 1023 molekul CO2 1 mol MgCl2 = 95,21 g MgCl2 = 6,02 x 1023 unit rumus MgCl2 Bagaimana hubungan antara massa molar dan mol? Coba perhatikan uraian berikut. Asumsikan kita memerlukan 0,25 mol Cu untuk sebuah eksperimen. Berapa gram Cu yang kita perlukan? Massa atom relatif Cu adalah 63,546 sma, maka massa molar dari Cu adalah 63,546 g/mol. Untuk menghitung massa dari 0,25 mol Cu, kita memerlukan faktor konversi 63,546 g Cu/1 mol Cu. 0,25 mol Cu x 63,546 g Cu/1 mol Cu = 15,9 g Cu Penggunaan Mol Dalam subbab ini kita tekankan hubungan antara mol dengan massa dan volume yang didasarkan pada rumus kimia. Apakah untuk membuat obatobatan, memperoleh logam-logam dari bijihnya, mempelajari pembakaran bahan bakar roket, mensintesis senyawa-senyawa baru, atau menguji hipotesis, ahli-ahli kimia juga memerlukan pertimbangan mol dan massa yang berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia. Hubungan tersebut diperoleh dari persamaan kimia. 1. Penggunaan Massa Molar dalam Stoikiometri Perhatikan reaksi pembakaran metana di udara untuk membentuk karbondioksida dan air, dengan persamaan reaksi berikut.
CH4 (g) + 2 O 2 (g) ? CO2 (g) + 2 H2O (l) Koefisien reaksi dengan konsep mol merupakan angka banding mol zat yang tepat bereaksi dengan mol zat yang terjadi. Sehingga dalam reaksi pembakaran metana, dapat dinyatakan sebagai: 1 mol CH4 tepat bereaksi dengan 2 mol O2 1 mol CO2 dihasilkan untuk setiap 1 mol CH4 yang bereaksi 2 mol H2O dihasilkan untuk setiap 1 mol CO2 yang dihasilkan. Selanjutnya, kita dapat mengubah pernyataan tersebut ke dalam factor konversi yang diketahui sebagai faktor-faktor stoikiometri. Faktor stoikiometri berhubungan dengan zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia yang didasarkan pada mol. Walaupun mol penting dalam dasar perhitungan persamaan kimia, kita tidak mengukur jumlah molar secara langsung dengan rumus : mol =
massa Mr
Contoh soal : 1. Tentukan mol dari 30 gram urea (Mr = 60 ) 2. Tentukan mol dari 18 gram glukosa C6H12O6 Penyelesaian: 1. Diket : urea = 30 gram Mr = 60 Dit
: mol
?
Jawab mol =
=
massa Mr
30 = 0,5 mol 60
2. Diket ; Massa glukosa = 18 gr Ar C : 12 Ar H : 1 Ar O : 16 Dit : mol
?
Jawab Mr = 6.Ar C + 12 . Ar H + 6 Ar O = 6(12) + 12(1) +6(16) = 180 mol =
=
massa Mr
18 = 0,1 mol 180
Soal Latihan. 1. Jika diketahui Ar H=1 ; O=16; C=12; N=14; Na=23. Tentukan Mr dari a. CO(NH2)2 b. NaOH c. C2H5OH 2. Tentukan mol dari 10 gram NaOH
