Penentuan Rumus Dari Data Percobaan

Disusun Oleh : Dinda Amalia (41616010031)
                         Zarica Halimmah (41616010034)

    

     Dari rumus suatu senyawa dapat diperoleh informasi kuantitatif senyawa itu, misalnya massa molekul molekul relative, massa molar, dan susunan persen massa.
Namun demikian, rumus suatu senyawa tidak dapat diketahui secara pasti sebelum susunan persen massa diketahui melalui percobaan, bahkan untuk suatu senyawa sederhana sekalipun, seperti karbon dioksida atau air. Untuk menentukan rumus suatu senyawa melalui percobaan, harus diketahui : unsur-unsur yang menyusun senyawa itu, perbadingan massa unsur-unsur tersebut dalam senyawa, serta rumus empiris dan massa molekul relatifnya. Pada bagian ini akan dibahas bagaimana rumus suatu senyawa ditentukan dari data percobaan.

           Persen Massa

Untuk memperoleh rumus suatu senyawa, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan susunan atau komposisi dari senyawa bersangkutan. Banyak metoda untuk menentukan persen massa dari unsur-unsur dalam suatu senyawa, bergantung pada macam senyawa unsur-unsur penyusunnya. Dua metoda klasik yang diterapkan sejak dulu adalah analisis pengendapan dan analisis pembakaran.

            Metode analisis pengendapan, dapat digunakan jika terbentuk senyawa yang sukar larut. Misalnya dalam sintesis senyawa yang mengandung logam perak. Cuplikan dari senyawa tersebut ditimbang kemudian direaksikan dengan larutan HCL agar terbentuk endapan perak (I) klorida,AgCl. Selanjutnya endapan disaring, dibersihkan dari pengotor, dikeringkan dan ditimbang secara analitis. Persen massa cuplikan dapat dihitung dengan anggapan bahwa selama reaksi berlangsung, semua perak bereaksi tepat dengan HCL membentuk perak (I) klorida.

Massa Ag =    Massa molar Ag

Massa AgCl   Massa molar AgCl

Massa Ag =   Massa molar Ag        X   Massa AgCl
                      Massa molar AgCl

Persen massa Ag =  Massa molar Ag    X    100%
                                 Massa cuplikan

             Metode analisis pembakaran, sering digunakan secara luas terutama untuk reaksi-reaksi yang melibatkan gas misalnya senyawa yang mengandung karbon dan hydrogen. Cuplikan dari senyawa ditimbang, dimasukkan ke dalam tabung tertutup sambil dialirkan gas oksigen ke dalamnya agar terjadi pembakaran sempurna sampai semua karbon dan hydrogen membentuk gas karbon dioksida dan uap air. Produk reaksi bersama-sama gas oksigen dikeluarkan dari tabung pembakar melalui dua buah absorber ( bahan penyerap ), satu untuk menyerap uap air dan satu lagi untuk menyerap karbon dioksida. Pertambahan berat pada penyerap menunjukkan massa air dan massa karbon dioksida yang terbentuk.

Rumus Empiris dan Rumus Molekul

a)     Rumus empiris

        Rumus paling sederhana dari suatu molekul dinamakan rumus empiris, yaitu rumus molekul yang menunjukkan perbandingan atom-atom penyusun molekul paling sederhana dan merupakan bilangan bulat. Rumus empiris merupakan rumus molekul yang diperoleh dari percobaan. Contoh, rumus molekul benzena adalah C6H6, rumus empirisnya adalah CH. Rumus molekul hydrogen perioksida adalah H2O2, rumus empirisnya HO.
       Rumus empiris dapat juga menunjukkan rumus molekul apabila tidak ada informasi tentang massa molekul relative (Mr) dari senyawa itu. Misalnya NO2 dapat dikatakan sebagai rumus molekul jika tidak ada informasi rumus molekulnya, tetapi jika massa molekulnya diketahui, misalnya 92, maka NO2, merupakan rumus empiris karena rumus molekul senyawa tersebut adalah N2O4.
       Untuk menentukan rumus empiris perlu terlebih dahulu menentukan komposisi massa percobaan seperti diuraikan diatas. Selanjutnya, data tersebut bersama-sama dengan massa atom relative unsur penyusun senyawa digunakan untuk menghitung nilai perbandingan yang paling sederhana dari atom-atom penyusun cuplikan senyawa itu.

Contoh
Menentukan rumus empiris
Berdasarkan pada hasil contoh soal sebelunya, tentukan bagaimana rumus empirisnya?
Penyelesaian :
Diketahui bahwa cuplikan hanya mengandung unsur C,H, dan O, dengan persen massa masing-masing 41,82%, 6,51%, dan 51,67%.

Andaikan cuplikan itu massanya 100 gram, maka :
Massa C = 41,82 %
Massa H = 6,51%
Massa O = 51,67%
Jumlah mol (n) masing-masing unsur adalah :
C = massa C       = 41,82g      = 3,485 mol
         Mr C                12

H =  Massa H     = 6,51g        = 6,510 mol

           Mr H             1

O = Massa O      = 51,67g      = 3,229mol
         Mr O                16

     Karena perbandingan jumlah mol menyatakan pula perbandingan jumlah partikel atau perbandingan jumlah atom maka perbandingan jumlah mol dapat digunaka untuk menentukan rumus empiris.

Mol C : mol H : mol O = atom C : atom H : atom O

                          = 3,485 : 6,510 : 3,230

     Karena atom-atom dalam molekul merupakan kelipatan bilangan bulat, maka perbandingan jumlah atom di atas harus merupakan bilangan bulat dan sederhana. Dengan membagi ketiga bilangan di atas oleh kelipatan paling kecil, yakni 3,230 maka akan diperoleh angka banding 1,08 : 2,02 : 1,00

     Perbedaan angka dibelakang koma pada decimal kedua dapat diabaikan sebab boleh jadi adanya kesalahan pembulatan dalam perhitungan atau kesalahan pengukuran massa dalam percobaan dengan demikian, perbandingan atom C, H, dan O dalam cuplikan adalah 1:2:1

     Perbandingan diatas, menyatakan perbandingan atom-atom paling sederhana dalam model cuplikan. Dengan demikian, rumus empiris cuplikan senyawa yang dianalisis adalah CH2O          ( asam format)

B. Rumus Molekul

     Rumus molekul adalah ungkapan yang menyatakan jenis dan jumlah atom dalam suatu senyawa yang merupakan satu kesatuan sifat. Untuk menentukan rumus molekul suatu zat dari rumus empiris, harus diketahui massa molekul suatu zat dari rumus empiris, harus diketahui massa molekul relatifnya, Mr terdapat beberapa metoda yang dapat dikembangkan di laboratorium untuk menentukan massa molekul relative suatu zat, diantaranya berdasarkan teori Avogadro menggunakan volume molar gas atau berdasarkan penurunan titik beku atau kenaikan titik didih suatu larutan bergantung pada wujud zat.Jika dihubungkan dengan rumus empiris, maka rumus molekul dapat diartikan sebagai kelipatan dari rumus empirisnya.

                                                                (Rumus Empiris) n = Mr

Contoh soal :

Tiofena adalah senyawa yang tersusun dari unsur C, H, dan S. cuplikan tiofena massanya 7,96 mg dibakar dalam oksigen menghasilkan 16,55 mg CO2. Cuplikan lain dari tiofena direaksikan untuk mengubah sulfur menjadi barium sulfat. Jika 4,31 mg tiofena menghasilkan 11,96 mg barium sulfat, bagaimana rumus empiris tiofena? Jika Mr tiofena adalah 84, tentukan rumus molekul tiofena!Penyelesaian :

Tahap 1: menentukan persen massa masing-masing unsur

Persen massa C

= Massa molar C      X    Massa CO2
   Massa molar CO2

= 12,00 g/mol   X  16,55 mg = 4,514 mg
         44

= 4,541 mg        X  100%  = 57,05 %
    7,96 mg

Persen Massa = Massa molar S      X   Massa BaSO4
            Massa molar BaSO4= 32,0 g/mol   X  11,96 mg   = 1,643 mg
                 233= 1,643 mg      X 100%    = 38,11 %
             4,31 mg Persen H  = 100% - 57,05% - 38,11%  = 4,84%

Tahap 2 : menentukan perbandingan mol unsur-unsurAndaikan cuplikan itu massanya 100 gram, makaMassa C= 57,05 gram massa H : 4,84 gram  massa S : 38,11 gramJumlah mol masing-masing unsur adalah :C =         Massa C   =  57,05g    = 4,754 mol
                  Mr                 12H =     Massa H    = 4,84g   = 4,840 mol
               Mr               1S =     Massa S      = 38,11g   = 1,191 mol
              Mr                 32

Tahap 3 : menentukan rumus empiris tiofena Perbandingan mol menunjukkan perbandingan jumlah atom dalam molekul.
Karena itu
Perbandingan atom C:H:S  = 3,99 :  4,06   :  1,00
Dibulatkan menjadi C:H:S   = 4  :  4  :  1
Dengan demikian, rumus empirisnya adalah: C4H4S

Tahap 4 : menentukan rumus molekul tiofena

Mr =  n x RE84 = n x ( 4. Ar C + 4.Ar H + Ar S )84 = n x (4.12 + 4.1 + 1. 32)84 = n x (84), sehingga n= 1

Dengan demikian, rumus molekul tiofena sama dengan rumus empirisnya, yakni C4H4S

Daftar Pustaka
Sunarya,Yayan.2014.”Kimia Dasar 1”. Yrama Widya
Rahayu, Nurulita.2014. "Penentuan rumus dari data percobaan". 15 sepetember 2016
http://www.slideshare.net/LitaRahayu/penentuan-rumus-dari-data-percobaan
Anonymous.2009. " Konsep Mol". 15 September 2016
https://ilmukimia.wordpress.com/tag/massa-molar/