Variasi Soal Senyawa Hidrat dan Penyelesaiannya

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 MgSO₄⋅nH₂O. Kandungan oksigen dalam hidrat tersebut ternyata 71,55%. Hitung jumlah molekul air dalam setiap mol magnesium sulfat hidrat.
Diketahui M_r  MgSO₄  = 120; M_r H₂O = 18; Ar O = 16
Penyelesaian:
m O dalam setiap mol MgSO₄ = (4×16 g) = 64 g
m O dari nH₂O = n⋅16 g
Total m O = (64 + n⋅16) g
urip.info
Total m MgSO₄⋅nH₂O = (120 + n⋅18) g
urip.info
Persentase O dalam MgSO₄⋅nH₂O = 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 MgSO₄⋅7H₂O

---

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 CuSO₄⋅nH₂O 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(Na₂CO₃⋅nH₂O) – 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)_total : n(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 = Na₂CO₃⋅10H₂O

---

Soal C-2: 
1,33 g asam oksalat terhidrasi (H₂C₂O₄⋅nH₂O) 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)_total = n(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(H₂C₂O₄⋅nH₂O) – 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 = H₂C₂O₄⋅2H₂O
Jumlah molekul air pada setiap mol H₂C₂O₄⋅2H₂O sebanyak 2 mol

---

Soal C-3: 
6,95 g FeSO₄⋅nH₂O 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(FeSO₄⋅nH₂O) – 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
FeSO₄⋅7H₂O

---

Soal diadaptasi dari kem-tim dot info.