Kadar zat merujuk pada persentase atau konsentrasi suatu unsur atau senyawa dalam campuran atau senyawa lainnya. Kadar zat sering dihitung dalam bentuk persentase massa, persentase volume, bagian per juta, hingga molaritas.
Kadar Unsur dalam Senyawa
Kadar unsur dalam senyawa adalah persentase massa suatu unsur dalam senyawa tertentu dibandingkan massa total senyawa tersebut.
\(\text{Kadar unsur} = \dfrac{\text{massa unsur}}{\text{massa senyawa}} \times 100\%\)
Soal. Berapa persen besi yang terdapat dalam \(\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}\) jika Mr = 160?
Pembahasan. \(\%\ \mathrm{Fe}\ \text{dalam}\ \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} = \dfrac{2 \times A_r\,\mathrm{Fe}}{M_r\ \text{senyawa}} \times 100\% = \dfrac{112}{160} \times 100\% = 70\%\)
Soal. Berapa ton nikel yang dapat dihasilkan dari 10 ton (Ni, \(\mathrm{Fe)}_{9}\mathrm{S}_{8}\)? (Ar Ni = 59, Fe = 56, S = 32)
Pembahasan. \(\text{Massa Ni} = \dfrac{9 \times A_r\,\mathrm{Ni}}{M_r\ \text{senyawa}} \times 10\ \text{ton}\) \(\text{Massa Ni} = \dfrac{9 \times 59}{1291} \times 10\ \text{ton} = 4{,}11\ \text{ton}\)
Penentuan Rumus Empiris dan Molekul
Rumus empiris menunjukkan perbandingan terkecil jumlah atom unsur dalam senyawa, sedangkan rumus molekul menunjukkan jumlah atom sebenarnya. Keduanya memberikan tingkat detail yang berbeda tentang komposisi kimia suatu senyawa.
Soal. Suatu senyawa nitrogen oksida terdiri dari 7 gram nitrogen dan 12 gram oksigen (Ar N = 14, O = 16). Tentukan rumus empiris nitrogen oksida tersebut!
Pembahasan. mol N = 7 : 14 = 0,5 mol mol O = 12 : 16 = 0,75 mol Dibagi 0,25 untuk penyederhanaan: mol N = 2 dan mol O = 3 Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah \(\mathrm{N}_{2}\mathrm{O}_{3}\)
Kadar Zat dalam Campuran
Kadar zat dalam campuran menggambarkan seberapa banyak suatu komponen terdapat dalam campuran. Pengukurannya penting dalam analisis kimia, pembuatan larutan, dan pengolahan industri.
Persen Massa
Persentase massa menentukan kadar komponen berdasarkan massa komponen dibandingkan massa total campuran.
\(\text{Persentase massa} = \dfrac{\text{massa komponen}}{\text{massa total campuran}} \times 100\%\)
Soal. Hitung massa NaOH yang terdapat dalam 500 mL larutan NaOH 20%, jika massa jenis larutan dianggap 1 g/mL.
Pembahasan. Massa larutan = 1 g/mL × 500 mL = 500 gram Massa NaOH = 20 : 100 × 500 gram = 100 gram
Persen Volume
Persentase volume menggambarkan konsentrasi komponen berdasarkan volume komponen dibandingkan volume total campuran, dan berguna untuk larutan cair maupun campuran gas.
\(\text{Persentase volume} = \dfrac{\text{volume komponen}}{\text{volume total campuran}} \times 100\%\)
Soal. Berapa mL alkohol yang terlarut di dalam 500 mL larutan alkohol berkadar 30%?
Pembahasan. % volume alkohol = (volume alkohol : volume total larutan) × 100% Volume alkohol = (30% × 500 mL) : 100% = 150 mL
Bagian per Juta (part per million/ppm)
Bagian per juta digunakan untuk mengukur konsentrasi zat yang sangat rendah, misalnya polutan udara atau kontaminan dalam air.
\(\text{ppm} = \dfrac{\text{massa zat}}{\text{massa total campuran}} \times 1.000.000\)
Soal. Air sungai mengandung amonia \(\mathrm{(NH}_{3}\mathrm{)}\) sebanyak 0,83 ppm. Berapa gram \(\mathrm{NH}_{3}\) yang terdapat dalam 10 liter air sungai tersebut?
Pembahasan. 10 liter air = 10 kg = 10.000 gram 0,83 ppm = (massa \(\mathrm{NH}_{3}\) : massa air) × \(\mathrm{10}^{6}\) Massa \(\mathrm{NH}_{3}\) = 0,83 × 10.000 : \(\mathrm{10}^{6}\) = 0,0083 gram
Molaritas (M)
Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan, dan sangat penting dalam perhitungan stoikiometri serta penentuan jumlah reaktan.
\(M = \dfrac{n}{V}\) (M = molaritas dalam mol/L, n = jumlah mol zat terlarut, V = volume larutan dalam liter)
Soal. Hitunglah mol NaOH dalam 250 mL larutan NaOH 0,1 M.
Pembahasan. Mol = M × V = 0,1 × 0,25 L = 0,025 mol
Pengenceran Larutan
Pengenceran adalah penurunan konsentrasi larutan dengan menambahkan pelarut. Jumlah mol zat terlarut tetap sama, tetapi volume larutan bertambah sehingga molaritasnya turun.
\(M_1 V_1 = M_2 V_2\)
Soal. Sebanyak 100 mL \(\mathrm{NH}_{3}\) 2 M ditambahkan air hingga volumenya 500 mL. Berapa molaritas larutan yang terjadi?
Pembahasan. \(\mathrm{M}_{1}\mathrm{V}_{1}\) = \(\mathrm{M}_{2}\mathrm{V}_{2}\) 2 M × 100 mL = \(\mathrm{M}_{2}\) × 500 mL\(\mathrm{nM}_{2}\) = 0,4 M
Mencampur Larutan dengan Konsentrasi Berbeda
Mencampur dua larutan berkonsentrasi berbeda menghasilkan larutan dengan konsentrasi baru, yang dihitung berdasarkan prinsip kekekalan jumlah mol zat terlarut.
\(M_1 V_1 + M_2 V_2 = M_f V_f\)
Soal. Larutan HCl 2 M sebanyak 100 mL dicampur dengan HCl 0,1 M sebanyak 400 mL. Berapa molaritas larutan yang terjadi?
Pembahasan. \(\mathrm{M}_{1}\mathrm{V}_{1} + \mathrm{M}_{2}\mathrm{V}_{2}\) = Mf × Vf (2 × 100) + (0,1 × 400) = Mf × 500 Mf = 0,48 M
Membuat Larutan dengan Konsentrasi Tertentu
Untuk membuat larutan dari zat padat, tentukan lebih dahulu molaritas dan volume larutan yang diinginkan, hitung jumlah mol zat terlarut dengan n = M × V, lalu hitung massanya dengan massa zat terlarut = n × Mm. Setelah ditimbang, zat dimasukkan ke labu ukur dan pelarut ditambahkan sedikit demi sedikit sambil diaduk hingga larut sempurna dan volume akhir tercapai.
Untuk membuat larutan dari zat pekat, tentukan molaritas dan volume larutan akhir, lalu gunakan rumus pengenceran \(\mathrm{M}_{1}\mathrm{V}_{1}\) = \(\mathrm{M}_{2}\mathrm{V}_{2}\) untuk menghitung volume larutan pekat yang perlu diambil. Volume tersebut kemudian diencerkan dengan pelarut hingga mencapai volume akhir yang diinginkan dan diaduk hingga merata.
Gratis — tolong sebarkan
Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.
Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp