Sebelum kita meloncat lebih jauh kepada pembahasan soal-soal, terlebih dahulu kita akan uraikan tentang apa yang dimaksud dengan rumus empiris dan juga rumus molekul.
Apa itu Rumus Empiris ?
Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan perbandingan terkecil jumlah atom-atom pembentuk senyawa.Rumus empiris dapat ditentukan dengan menghitung mol komponen penyusun zat dengan menggunakan massa molar.
Untuk menentukan rumus empiris suatu senyawa yang terdiri dari dua unsur digunakan rumus sebagai berikut :
MolA : MolB =
massa unsur A
massa molar A
:
massa unsur B
massa molar B
Atau rumus di atas dapat juga diekspresikan dalam persamaan :
nA : nB =
Dimana :
mA
ArA
:
mB
ArB
Dimana :
- nA adalah jumlah mol unsur A
- nA adalah jumlah mol unsur B
- mA adalah massa unsur A
- ArA adalah massa atom relatif unsur A
- ArB adalah massa atom relatif unsur B
Jika seandainya
terdapat tiga unsur yang membentuk sebuah senyawa, maka kita harus membandingkan ketiga-tiga unsur tersebut untuk mendapatkan rumus empirisnya. Dengan demikian rumus empirisnya dapat kita tulis secara matematis :
nA : nB : nC =
Dimana :
mA
ArA
:
mB
ArB
:
mC
ArC
Dimana :
- nA adalah jumlah mol unsur A
- nA adalah jumlah mol unsur B
- nC adalah jumlah mol unsur C
- mA adalah massa unsur A
- mB adalah massa unsur B
- mC adalah massa unsur C
- ArA adalah massa atom relatif unsur A
- ArB adalah massa atom relatif unsur B
- ArC adalah massa atom relatif unsur C
Contoh Soal
Suatu sampel senyawa mengandung 27 gram unsur aluminium dan 24 gram unsur oksigen. Tentukanlah rumus empirisnya jika Ar Al = 27 dan O = 16 ?
Jawab
nAl : nO =
nAl : nO =
nAl : nO = 1 : 1,5
nAl : nO = 2 : 3
Jadi, rumus empiris sampel senyawa tersebut adalah Al2O3 .
mAl
ArAl
:
mO
ArO
nAl : nO =
27
27
:
24
16
nAl : nO = 1 : 1,5
nAl : nO = 2 : 3
Jadi, rumus empiris sampel senyawa tersebut adalah Al2O3 .
Apa itu Rumus Molekul ?
Rumus molekul dapat ditentukan jika rumus empiris dan massa molekul relatif (Mr ) zat diketahui. Pada dasarnya rumus molekul merupakan kelipatan-kelipatan dari rumus empirisnya. Untuk menentukan rumus molekul maka:
(Rumus Empiris)n = Rumus Molekul
dengan n = bilangan bulat
Nilai n dapat ditentukan jika rumus empiris dan massa molekul relatif (Mr ) zat diketahui.
Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris)
Contoh Soal
Terdapat suatu senyawa hidrokarbon yang mengandung 48 gram C dan 8 gram H (Ar C = 12, Ar H = 1). Carilah rumus molekul senyawa tersebut jika diketahui massa molekul relatifnya adalah 28 ?
Jawab
Pertama-tama kita cari terlebih dahulu rumus empirisnya dengan rumus :
nC : nH =
nC : nH =
nC : nH = 4 : 8
nC : nH = 1 : 2
Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2.
Dari rumus empiris senyawa CH2 dapat dicari Mr-nya dimana :
Mr CH2 = (1 x Ar C) + 2 (x Ar H)
Mr CH2 = (1 x 12) + (2 x 1) = 14
Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus :
Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris)
28 = n x 14
n =
Jadi rumus molekul senyawa tersebut adalah (CH2)2 = C2H4
nC : nH =
mC
ArC
:
mH
ArH
nC : nH =
48
12
:
8
1
nC : nH = 4 : 8
nC : nH = 1 : 2
Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah CH2.
Dari rumus empiris senyawa CH2 dapat dicari Mr-nya dimana :
Mr CH2 = (1 x Ar C) + 2 (x Ar H)
Mr CH2 = (1 x 12) + (2 x 1) = 14
Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus :
Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris)
28 = n x 14
n =
28
14
= 2 Jadi rumus molekul senyawa tersebut adalah (CH2)2 = C2H4
Latihan Soal Rumus Empiris dan Rumus Molekul
Soal No.1Sejumlah sampel zat mengandung 11,2 gram Fe dan 4,8 gram O (Ar Fe = 56 dan O = 16). Tentukan rumus empiris senyawa tersebut ?
Pembahasan
nFe : nO =
nFe : nO =
nFe : nO = 0,2 : 0,3
nFe : nO = 2 : 3
Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah Fe2O3
mFe
ArFe
:
mO
ArO
nFe : nO =
11,2
56
:
4,8
16
nFe : nO = 0,2 : 0,3
nFe : nO = 2 : 3
Jadi, rumus empiris senyawa tersebut adalah Fe2O3
Soal No.2
Suatu senyawa hidrokarbon memiliki komposisi zat 80% unsur karbon dan 20% unsur hidrogen. Tentukan rumus empirisnya jika Ar C = 12 dan Ar H = 1.
Pembahasan
Dalam soal ini kita misalkan massa yang digunakan untuk kedua unsur tersebut adalah : 100 gram, maka :
80% unsur karbon = 80% x 100 = 80 gram
20% unsur hidrogen = 20% x 100 = 20 gram
Langkah berikutnya baru kita cari perbandingan mol karbon dan mol hidrogen dengan rumus :
nC : nH =
nC : nH =
nC : nH =
nC : nH = 1 : 3
Jadi, Rumus empiris senyawa hidrokarbon tersebut adalah CH3.
80% unsur karbon = 80% x 100 = 80 gram
20% unsur hidrogen = 20% x 100 = 20 gram
Langkah berikutnya baru kita cari perbandingan mol karbon dan mol hidrogen dengan rumus :
nC : nH =
mC
ArC
:
mH
ArH
nC : nH =
80
12
:
20
1
nC : nH =
20
3
: 20 nC : nH = 1 : 3
Jadi, Rumus empiris senyawa hidrokarbon tersebut adalah CH3.
Soal No.3
Suatu senyawa mengandugn 64,8 g natrium, 45,2 g belerang dan 90 g oksigen. Jika diketahui Ar N = 23, Ar S = 32, dan Ar O = 16. Maka tentukan rumus empiris senyawa tersebut ?
Pembahasan
Karena dalam soal di atas menggunakan tiga buah unsur, maka kita harus membangdingkan ketiga mol unsur tersebut dengan rumus :
nNa : nS : nO =
nNa : nS : nO =
nNa : nS : nO = 2,8 : 1,4 : 5,6
nNa : nS : nO = 2 : 1 : 4
Jadi rumus empiris senyawa tersebut adalah Na2SO4.
nNa : nS : nO =
mNa
ArNa
:
mS
ArS
:
mO
ArO
nNa : nS : nO =
64,8
23
:
45,2
32
:
90
16
nNa : nS : nO = 2,8 : 1,4 : 5,6
nNa : nS : nO = 2 : 1 : 4
Jadi rumus empiris senyawa tersebut adalah Na2SO4.
Soal No.4
Suatu senyawa dengan rumus empiris CH (Ar C = 12 dan H = 1) mempunyai Mr = 26. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
Pembahasan
Pertama-tama kita cari Mr dari rumus empiris CH :
Mr dari rumus empiris CH = (1 x Ar C) + (1 x Ar H)
Mr dari rumus empiris CH = 12 + 1 = 13
Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus :
Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris)
26 = n x 13
n =
Jadi, rumus molekul senyawa tersebut adalah (CH)2 = C2H2
Mr dari rumus empiris CH = (1 x Ar C) + (1 x Ar H)
Mr dari rumus empiris CH = 12 + 1 = 13
Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus :
Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris)
26 = n x 13
n =
26
13
= 2 Jadi, rumus molekul senyawa tersebut adalah (CH)2 = C2H2
Soal No.5
Suatu senyawa (Mr = 46 g/mol) mengandung massa senyawa (g) 52,14% C; 13,03% H; dan 34,75% O. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut jika diketahui Ar H = 1, C = 12, dan O = 16.
Pembahasan
nC : nH : nO =
nC : nH : nO =
nC : nH : nO = 4,34 : 13,03 : 2,17
nC : nH : nO = 2 : 6 : 1
Rumus empiris senyawa tersebut adalah C2H6O.
Dari rumus empiris senyawa C2H6O dapat dicari Mr-nya dimana :
Mr C2H6O = (2 x Ar C) + (6 x Ar H) + (1 x Ar O)
Mr C2H6O = (2 × 12) + (6 × 1) + (1 × 16)
Mr C2H6O = 24 + 6 +16
Mr C2H6O = 46
Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus : Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris) 46 = n x 46
n =
Rumus molekul senyawanya adalah C2H6O. Jika kita perhatikan rumus molekul sama dengan rumus empirisnya, hal ini dikarenakan nilai "n" adalah 1.
mC
ArC
:
mH
ArH
:
mO
ArO
nC : nH : nO =
52,14
12
:
13,03
1
:
34,75
16
nC : nH : nO = 4,34 : 13,03 : 2,17
nC : nH : nO = 2 : 6 : 1
Rumus empiris senyawa tersebut adalah C2H6O.
Dari rumus empiris senyawa C2H6O dapat dicari Mr-nya dimana :
Mr C2H6O = (2 x Ar C) + (6 x Ar H) + (1 x Ar O)
Mr C2H6O = (2 × 12) + (6 × 1) + (1 × 16)
Mr C2H6O = 24 + 6 +16
Mr C2H6O = 46
Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus : Mr rumus molekul = n × (Mr rumus empiris) 46 = n x 46
n =
46
46
= 1 Rumus molekul senyawanya adalah C2H6O. Jika kita perhatikan rumus molekul sama dengan rumus empirisnya, hal ini dikarenakan nilai "n" adalah 1.