Variasi Soal Senyawa Hidrat dan Penyelesaiannya

Rabu, 20 Maret 2019 edit

Berikut ini beberapa variasi soal dengan memvariasikan model pertanyaan terkait senyawa terhidrasi. Pembahasan soal senyawa terhidrasi atau hidrat senyawa dalam tulisan ini menggunakan simbol n untuk menyatakan jumlah zat dengan satuan mol, simbol m untuk menyatakan massa zat dengan satuan gram atau g, M untuk massa molar zat dengan satuan g/mol. Pernyataan konsentrasi menggunakan tanda kurung siku [nama zat].
Konsep dasar dalam penentuan rumus senyawa kristal atau senyawa terhidrasi adalah menggunakan perbandingan n setiap spesi (spesi di sini dapat berupa unsur atau senyawa atau ion). urip.info
$\large{n=\dfrac{m}{M}}$


Bagian A
Penentuan persentase komposisi air atau senyawa anhidrat atau unsur penyusun, diketahui rumus kimia senyawa terhidrasi, dan massa molarnya. urip.info

Soal A-1:
Hitunglah persentase air dalam kalsium klorida terhidrasi (CaCl2·2H2O)!
Ar unsur-unsur: H = 1; O = 16; Cl = 35,5; Ca = 40.

urip.info
Penyelesaian:
Persentase yang dimaksud di sini adalah persentase massa setiap 1 mol senyawa.
m (CaCl2·2H2O) = (40 + 2.35,5 + 2[2.1+16]) g
m (CaCl2·2H2O) = 147 g
urip.info
m (2H2O) = (2[2.1+16]) g
m (2H2O) = 36 g
urip.info
Persentase H2O dalam CaCl2·2H2O
urip.info
⇒ $\dfrac{m~H_2O}{m~CaCl_2\cdot 2H_2O}\times 100\%$
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{36~g}{147~g }\times 100\%}$
urip.info
⇒ $\mathsf{24{,}49\%}$


Soal A-2:
Zat berikut mempunyai persentase massa: 23% seng; 11% belerang; 22% oksigen; 44% air. Tentukan rumus empiris zat tersebut?
Ar unsur-unsur: Zn = 65,4; S = 32; O = 16; H = 1
urip.info
Penyelesaian:
1) Asumsikan massa senyawa 100 g, kemudian hitung n setiap unsur:
urip.info
n Zn ⇒ $\mathsf{\dfrac{23~g}{65{,}4~g/mol }}$ = 0,35168 mol
urip.info
n S ⇒ $\mathsf{\dfrac{11~g}{32~g/mol }}$ = 0,34375 mol
urip.info
n O ⇒ $\mathsf{\dfrac{22~g}{16~g/mol }}$ = 1,375 mol
urip.info
n H2O ⇒ $\mathsf{\dfrac{44~g}{18~g/mol }}$ = 2,444 mol

2) Bagi setiap unsur dengan bilangan yang menghasilkan bilangan bulat. Gunakan n terkecil dari unsur yang dibandingkan, dalam hal ini adalah n  S = 0,34375 mol. Lakukan pembulatan untuk hasil bagi.
Zn ⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}35168~mol}{0{,}34375~mol }}$ = 1
urip.info
S ⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}34375~mol}{0{,}34375~mol }}$ = 1
urip.info
O ⇒ $\mathsf{\dfrac{1{,}375~mol}{0{,}34375~mol }}$ = 4
urip.info
H2O ⇒ $\mathsf{\dfrac{2{,}444~mol}{0{,}34375~mol }}$ = 7
urip.info
Rumus empirisnya adalah ZnSO4·7H2O

Soal A-3: 
Garam Epsom mempunyai rumus kimia MgSO4nH2O. Kandungan oksigen dalam hidrat tersebut ternyata 71,55%. Hitung jumlah molekul air dalam setiap mol magnesium sulfat hidrat.
Diketahui Mr  MgSO4  = 120; Mr H2O = 18; Ar O = 16
Penyelesaian:
m O dalam setiap mol MgSO4 = (4×16 g) = 64 g
m O dari nH2O = n16 g
Total m O = (64 + n16) g
urip.info
Total MgSO4nH2O = (120 + n18) g
urip.info
Persentase O dalam MgSO4nH2O = 71,55% = 0,7155
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{Total~\textit{m}~O}{Total~\textit{m}~(MgSO_4\cdot nH_2O)}=0{,}7155}$
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{64 + n\cdot 16}{120+n\cdot 18}=0{,}7155}$
urip.info
⇒ $\mathsf{64 + n\cdot 16 = 0{,}7155 (120+n \cdot 18)}$
⇒ $\mathsf{64 + n\cdot 16 = 85{,}86+n \cdot 12{,}879}$
⇒ $\mathsf{n\cdot 16 - n \cdot 12{,}879 = 85{,}86 - 64}$
⇒ $\mathsf{n \cdot 3{,}121 = 21{,}86}$
urip.info
⇒ $\mathsf{n = \dfrac{21{,}86}{3{,}121}}$
urip.info
⇒ $\mathsf{n = 7{,}0042}$ urip.info
⇒ $\mathsf{n = 7}$ (hasil pembulatan)
urip.info
Jadi jumlah H2O sebanyak 7 mol
Rumus kimia hidrat  MgSO4 adalah MgSO47H2O

Soal A-4: 
Tentukan rumus kimia dan nama untuk senyawa hidrat yang memiliki komposisi: 73,42% amonium fosfat dan 26,58% air.
Ar unsur-unsur: H = 1; N = 14; O = 16; P = 31

Penyelesaian:
M((NH4)3PO4 ) = 149 g/mol
M(H2O) = 18 g/mol
urip.info
1) Dimisalkan massa senyawa terhidrasi 100 gram, maka terdapat:
73,42 g (NH4)3PO4
26,58 g H2O
urip.info
2) Tentukan n setiap bagian:
n((NH4)3PO4) = $\mathsf{\dfrac{73{,}42~g}{149~g/mol }}$
urip.info
n((NH4)3PO4) = 0,4927 mol
urip.info
n(H2O) = $\mathsf{\dfrac{26{,}58~g}{18~g/mol }}$
urip.info
n(H2O) = 1,4767 mol
urip.info
3) Penentuan rasio n((NH4)3PO4) : n(H2O)
Gunakan n terkecil dari 2 spesi yang dibandingkan untuk membagi semua n. Lakukan pembulatan untuk hasil bagi.
⇒ n((NH4)3PO4) : n(H2O)
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}4927}{0{,}4927} : \dfrac{1{,}4767}{0{,}4927}}$
urip.info
⇒ $\mathsf{1 : 2{,}997}$
⇒ $\mathsf{1 : 3}$ (hasil pembulatan)
urip.info
4) Jadi rumus kimianya = (NH4)3PO4·3H2O = amonium fosfat trihidrat.


Bagian B
Penentuan rumus kimia senyawa terhidrasi diketahui massa air atau senyawa anhidrat atau unsur penyusun senyawa terhidrasi.

Soal B-1:
Litium perklorat anhidrat (4,79 g) dilarutkan dalam air kemudian rekristalisasi. Massa garam terhidrasi yang diperoleh adalah 7,22 g. Tentukan rumus litium klorat hidratnya?
Ar unsur-unsur: H = 1; Li = 7; O = 16; Cl = 35,45.

Penyelesaian:
1) Massa air dalam hidrat:
7,22 g – 4,79 g = 2,43 g
urip.info
2) n(LiClO4) anhidrat dan air:
urip.info
n(LiClO4) = $\mathsf{\dfrac{4{,}79~g}{106{,}45~g/mol }}$
urip.info
n(LiClO4) = $\mathsf{0{,}045~mol}$
urip.info
n(H2O) = $\mathsf{\dfrac{2{,}43~g}{18~g/mol }}$
urip.info
n(H2O) = $\mathsf{0{,}135~mol}$
urip.info
3) Penentuan rasio n(LiClO4) : n(H2O)
Bagi n(LiClO4) dan n(H2O) dengan bilangan yang menghasilkan bilangan bulat. Gunakan n terkecil dari spesi yang dibandingkan.
urip.info
Pada soal ini n terkecil adalah n(LiClO4) = 0,045 mol
Perbandingan n(LiClO4) : n(H2O)
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}045~g}{0{,}045~g } : \dfrac{0{,}135~g}{0{,}045~g }}$
urip.info
⇒ $\mathsf{1 : 3}$
urip.info
LiClO4·3H2O


Soal B-2:
Pemanasan 0,69 g CuSO4nH2O menghasilkan residu 0,44 g. Tentukan nilai n.
Ar unsur-unsur: Cu = 64; S = 32; O = 16; H = 1

Penyelesaian:
M(CuSO4) = 160 g/mol
m(CuSO4) = 0,44 g
M(H2O) = 18 g/mol
urip.info
1) Massa air dalam hidrat:
0,69 g – 0,44 g = 0,25 g
urip.info
2) n CuSO4 anhidrat dan air:
n CuSO4 = $\mathsf{\dfrac{0{,}44~g}{160~g/mol }}$
urip.info
n CuSO4 = $\mathsf{0{,}00275~mol}$
urip.info
n H2O = $\mathsf{\dfrac{0{,}25~g}{18~g/mol }}$
urip.info
n H2O = $\mathsf{0{,}01389~mol}$
urip.info
3) Penentuan rasio  n(CuSO4) : n(H2O)
Gunakan n terkecil dari 2 spesi yang dibandingkan untuk membagi semua n. Lakukan pembulatan untuk hasil bagi.
⇒ n(CuSO4) : n(H2O)
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}00275}{0{,}00275} : \dfrac{0{,}01389}{0{,}00275}}$
urip.info
⇒ $\mathsf{1 : 5{,}0509}$
⇒ $\mathsf{1 : 5}$ (hasil pembulatan)
urip.info
CuSO4·5H2O


Bagian C
Penentuan rumus kimia senyawa terhidrasi yang diketahui konsentrasinya ketika senyawa terhidrasi dilarutkan.

Soal C-1: 
Suatu larutan dibuat dengan melarutkan 71,5 g natrium karbonat terhidrasi ke dalam air, volumenya hingga 5 L. Diambil 25 mL larutan ini dan diukur dengan cara tertentu ternyata konsentrasinya sebesar 0,05 M. Tentukan rumus kimia dari natrium karbonat terhidrasi tersebut.
Ar unsur-unsur: H = 1; C = 12; Na = 23; O = 16

Penyelesaian:
M(Na2CO3) = 106 g/mol
M(H2O) = 18 g/mol
urip.info
[Na2CO3] dalam sampel dengan volume 25 mL sama dengan [Na2CO3] yang 5 L itu.
urip.info
1) Perhitungan n(Na2CO3) dan m(Na2CO3) terlarut dalam 5 L larutan :
n(Na2CO3) = [Na2CO3] × V(Na2CO3)
n(Na2CO3) = (0,05 mol/L) × (5 L)
n(Na2CO3) = 0,25 mol
urip.info
2) Perhitungan n(Na2CO3) dan m(Na2CO3) terlarut dalam 5 L larutan :
m(Na2CO3) = n(Na2CO3) × M(Na2CO3)
m(Na2CO3) = 0,25 mol × 106 g/mol
m(Na2CO3) = 26,5 g
urip.info
3) Perhitungan massa air:
m(H2O) = m(Na2CO3nH2O) – m(Na2CO3)
m(H2O) = 71,5 g – 26,5 g
m(H2O) = 45 g
urip.info
4) Perhitungan jumlah air:
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O)
n(H2O) = (45 g)/(18 g/mol)
n(H2O) = 2,5 mol
urip.info
5) Perbandingan m(Na2CO3)totaln(H2O)
⇒ $\mathsf{0{,}25 mol : 2{,}5 mol}$
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}25~mol}{0{,}25~mol } : \dfrac{2{,}5~mol }{0{,}25~mol }}$
urip.info
⇒ $\mathsf{1 : 10}$
urip.info
6) Rumus kimia natrium karbonat terhidrasi = Na2CO310H2O


Soal C-2: 
1,33 g asam oksalat terhidrasi (H2C2O4nH2O) dilarutkan dalam air destilasi hingga volumenya 250 mL. 25 mL larutan ini kemudian dititrasi dan ternyata memerlukan 21,1 mL NaOH 0,10 M untuk mencapai titik ekuivalen. Hitung jumlah molekul air asam oksalat terhidrasi tersebut.
Persamaan: H2C2O4 + 2NaOH → Na2C2O4 +2H2O
Ar unsur-unsur: H = 1; C = 12; O = 16

Penyelesaian:
M(H2C2O4) = (1×2 + 12×2 + 16×4) g/mol
M(H2C2O4) = 90 g/mol
urip.info
1) n(NaOH) yang digunakan dalam titrasi;
n(NaOH) = [NaOH] × V(NaOH)
n(NaOH) = (0,10 mol/L) (0,0211 L)
n(NaOH) = 0,00211 mol
urip.info
2) Berdasarkan perbandingan molar pada persamaan reaksi dapat dihitung n(H2C2O4):
n(H2C2O4) = ½ n(NaOH)
n(H2C2O4) = ½ 0,00211 mol
n(H2C2O4) = 0,001055 mol
Ini adalah H2C2O4 dalam 25,0 mL yang dititrasi.
urip.info
3) n(H2C2O4)total dalam 250 mL dapat dihitung;
n(H2C2O4)total = (0,001055 mol)/(25 mL) × 250 mL
n(H2C2O4)total = 0,01055 mol
urip.info
4) m(H2C2O4)totaln(H2C2O4)total × M(H2C2O4)
m(H2C2O4)total = 0,01055 mol × 90 g/mol
m(H2C2O4)total = 0,9495 g
urip.info
5) Perhitungan massa dan jumlah air:
m(H2O) = m(H2C2O4nH2O) – m(H2C2O4)total
m(H2O) = 1,33 g – 0,9495 g
m(H2O) = 0,3805 g
urip.info
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O)
n(H2O) = (0,3805 g)/(18 g/mol)
n(H2O) = 0,0211 mol
urip.info
6) Perbandingan n(H2C2O4)total : n(H2O)
⇒ $\mathsf{0{,}01055~mol : 0{,}0211~mol}$
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}01055~mol}{0{,}01055~mol } : \dfrac{0{,}0211~mol }{0{,}01055~mol }}$
urip.info
⇒ $\mathsf{1 : 2}$
urip.info
7) Rumus kimia asam oksalat terhidrasi = H2C2O42H2O
Jumlah molekul air pada setiap mol H2C2O42H2O sebanyak 2 mol


Soal C-3: 
6,95 g FeSO4nH2O dilarutkan dalam air hingga volumenya 250 mL yang diasamkan dengan asam sulfat. 50 mL dari larutan ini memerlukan 50 mL KMnO4 0,02 M ketika dititrasi hingga mencapai titik ekuivalennya. Tentukan rumus kimia hidrat besi(II)sulfat tersebut.
Diketahui Fe2+ teroksidasi oleh MnO4 . Produknya adalah Fe3+ dan Mn2+

Penyelesaian:
M(FeSO4) = 152 g/mol
M(H2O) = 18 g/mol
urip.info
Reaksi yang terjadi:
Oksidasi: Fe2+ → Fe3+ + e
Reduksi: MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O
urip.info
Reaksi redoks setara:
Oksidasi: 5Fe2+ → 5Fe3+ + 5e
Reduksi: MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O
Redoks: 5Fe2+ + MnO4 + 8H+→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
urip.info
1) Perbandingan volume Fe2+ = volume KMnO4,
50 mL KMnO4 = 50 mL Fe2+
⇒ 250 mL KMnO4 = 250 mL Fe2+
urip.info
2) Perhitungan jumlah MnO4 dengan volume 250 mL KMnO4 0,02 M
n(MnO4) = 0,25 L × 0,02 M
n(MnO4) = 0,005 mol
urip.info
3) Jumlah Fe2+ atau FeSO4 dengan volume 250 mL yang dioksidasi MnO4 atau KMnO4:
n(Fe2+) = 5 × n(MnO4)
n(Fe2+) = 5 × 0,005 mol
n(Fe2+) = 0,025 mol
n(FeSO4) anhidrat = 0,025 mol.
urip.info
4) Perhitungan massa FeSO4 anhidrat
m(FeSO4) = n(FeSO4) × M(FeSO4)
m(FeSO4) = 0,025 mol × 152 g/mol
m(FeSO4) = 3,8 g
urip.info
5) Perhitungan massa dan jumlah air:
m(H2O) = m(FeSO4nH2O) – m(FeSO4)
m(H2O) = 6,95 g – 3,8 g
m(H2O) = 3,15 g
urip.info
n(H2O) = m(H2O)/M(H2O)
n(H2O) = (3,15 g)/(18 g/mol)
n(H2O) = 0,175 mol
urip.info
6) Perbandingan n(FeSO4) : n(H2O)
⇒ $\mathsf{0{,}025~mol : 0{,}175~mol}$
urip.info
⇒ $\mathsf{\dfrac{0{,}025~mol}{0{,}025~mol} : \dfrac{0{,}175~mol}{0{,}025~mol }}$
urip.info
⇒ $\mathsf{1 : 7}$
urip.info
FeSO47H2O

Soal diadaptasi dari kem-tim dot info.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info