Model Atom Mekanika Kuantum

Model Atom Mekanika Kuantum

Sebelumnya kita sudah membahas tentang dualisme gelombang-partikel yang menyatakan bahwa sebuah objek dapat berperilaku baik sebagai gelombang maupun partikel. dalam skala atomik, elektron dapat kita tinjau sebagai gejala gelombang yang tidak memiliki posisi tertentu di dalam ruang. Posisi sebuah elektron diwakili oleh kebolehjadian atau peluang terbesar ditemukannya elektron di dalam ruang.

Demi mendapatkan penjelasan yang lengkap dan umum dari struktur atom, prinsip dualisme gelombang-partikel digunakan. Di sini gerak elektron digambarkan sebagai sebuah gejala gelombang. Persamaan dinamika Newton yang sedianya digunakan untuk menjelaskan gerak elektron digantikan oleh persamaan Schrodinger yang menyatakan fungsi gelombang untuk elektron. Model atom yang didasarkan pada prinsip ini disebut model atom mekanika kuantum.

Model atom mekanika kuantum dikembangkan oleh Erwin Schrodinger (1926).Sebelum Erwin Schrodinger, seorang ahli dari Jerman Werner Heisenberg mengembangkan teori mekanika kuantum yang dikenal dengan prinsip ketidakpastian yaitu “Tidak mungkin dapat ditentukan kedudukan dan momentum suatu benda secara seksama pada saat bersamaan, yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada jarak tertentu dari inti atom”.

Daerah ruang di sekitar inti dengan kebolehjadian untuk mendapatkan elektron disebut orbital. Bentuk dan tingkat energi orbital dirumuskan oleh Erwin Schrodinger.Erwin Schrodinger memecahkan suatu persamaan untuk mendapatkan fungsi gelombang untuk menggambarkan batas kemungkinan ditemukannya elektron dalam tiga dimensi.

Persamaan Schrodinger

x,y dan z Y m ђ E V

= Posisi dalam tiga dimensi = Fungsi gelombang = massa = h/2p dimana h = konstanta plank dan p = 3,14 = Energi total = Energi potensial

Model atom dengan orbital lintasan elektron ini disebut model atom modern atau model atom mekanika kuantum yang berlaku sampai saat ini, seperti terlihat pada gambar berikut ini.

Awan elektron disekitar inti menunjukan tempat kebolehjadian elektron. Orbital menggambarkan tingkat energi elektron. Orbital-orbital dengan tingkat energi yang sama atau hampir sama akan membentuk sub kulit. Beberapa sub kulit bergabung membentuk kulit.Dengan demikian kulit terdiri dari beberapa sub kulit dan subkulit terdiri dari beberapa orbital. Walaupun posisi kulitnya sama tetapi posisi orbitalnya belum tentu sama.

CIRI KHAS MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG

1. Gerakan elektron memiliki sifat gelombang, sehingga lintasannya (orbitnya) tidak stasioner seperti model Bohr, tetapi mengikuti penyelesaian kuadrat fungsi gelombang yang disebut orbital (bentuk tiga dimensi darikebolehjadian paling besar ditemukannya elektron dengan keadaan tertentu dalam suatu atom)
2. Bentuk dan ukuran orbital bergantung pada harga dari ketiga bilangan kuantumnya. (Elektron yang menempati orbital dinyatakan dalam bilangan kuantum tersebut)
3. Posisi elektron sejauh 0,529 Amstrong dari inti H menurut Bohr bukannya sesuatu yang pasti, tetapi bolehjadi merupakan peluang terbesar ditemukannya elektron

»»  READMORE...

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI

Pengalaman menunjukan bahwa serpihan kayu terbakar lebih cepat daripada balok kayu, hal ini berarti bahwa laju reaksi yag sama dapat berlangsung dengan kelajuan yang berbeda, bergantung pada keadaan zat pereaksi. Dalam bagian ini akan dibahas faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Pengetahuan tentang hal ini memungkinkan kita dapat mengendalikan laju reaksi, yaitu melambatkan reaksi yang merugikan dan menambah laju reaksi yang menguntungkan.

1. Konsentrasi Pereaksi

Konsentrasi memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab semakin besarkonsentrasi pereaksi, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil konsentrasi pereaksi, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil.

2. Suhu

Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu rekasi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil.

3. Tekanan

Banyak reaksi yang melibatkan pereaksi dalam wujud gas. Kelajuan dari pereaksi seperti itu juga dipengaruhi tekanan. Penambahan tekanan dengan memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi, dengan demikian dapat memperbesar laju reaksi.

4. Katalis

Katalis adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi.

5. Luas Permukaan Sentuh

Luas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting dalam laju reaksi, sebab semakin besar luas permukaan bidang sentuh antar partikel, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak, sehingga menyebabkan laju reaksi semakin cepat. Begitu juga, apabila semakin kecil luas permukaan bidang sentuh, maka semakin kecil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju reaksi pun semakin kecil. Karakteristik kepingan yang direaksikan juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi; sedangkan semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan untuk bereaksi.

»»  READMORE...

Entalpi dan Perubahan Entalpi

Entalpi dan Perubahan Entalpi

Setiap sistem atau zat mempunyai energi yang tersimpan didalamnya. Energi potensial berkaitan dengan wujud zat, volume, dan tekanan. Energi kinetik ditimbulkan karena atom – atom dan molekul­molekul dalam zat bergerak secara acak. Jumlah total dari semua bentuk energi itu disebut entalpi (H) . Entalpi akan tetap konstan selama tidak ada energi yang masuk atau keluar dari zat. . Misalnya entalpi untuk air dapat ditulis H H20 (l) dan untuk es ditulis  H H20 (s).

Perhatikan lampu spiritus, jumlah panas atau energi yang dikandung oleh spiritus pada tekanan tetap disebut entalpi spiritus. Entalpi tergolong sifat eksternal, yakni sifat yang bergantung pada jumlah mol zat. Bahan bakar fosil seperti minyak bumi, batubara mempunyai isi panas atau entalpi.

Entalpi (H) suatu zat ditentukan oleh jumlah energi dan semua bentuk energi yang dimiliki zat yang jumlahnya tidak dapat diukur. Perubahan kalor atau entalpi yang terjadi selama proses penerimaan atau pelepasan kalor dinyatakan dengan ” perubahan entalpi (ΔH) ” . Misalnya pada perubahan es menjadi air, maka dapat ditulis sebagai berikut:

Δ H = H H20 (l) -H H20 (s) (7)

Marilah kita amati reaksi pembakaran bensin di dalam mesin motor. Sebagian energi kimia yang dikandung bensin, ketika bensin terbakar, diubah menjadi energi panas dan energi mekanik untuk menggerakkan motor.

Demikian juga pada mekanisme kerja sel aki. Pada saat sel aki bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik, energi panas yang dipakai untuk membakar bensin dan reaksi pembakaran bensin menghasilkan gas, menggerakkan piston sehingga menggerakkan roda motor.

Gambar 10 berikut ini menunjukkan diagram perubahan energi kimia menjadi berbagai bentuk energi lainnya.

Harga entalpi zat sebenarnya tidak dapat ditentukan atau diukur. Tetapi ΔH dapat ditentukan dengan cara mengukur jumlah kalor yang diserap sistem. Misalnya pada perubahan es menjadi air, yaitu 89 kalori/gram. Pada perubahan es menjadi air, ΔH adalah positif, karena entalpi hasil perubahan, entalpi air lebih besar dari pada entalpi es.

Termokimia merupakan bagian dari ilmu kimia yang mempelajari perubahan entalpi yang menyertai suatu reaksi. Pada perubahan kimia selalu terjadi perubahan entalpi. Besarnya perubahan entalpi adalah sama besar dengan selisih antara entalpi hasil reaksi dam jumlah entalpi pereaksi.

Pada reaksi endoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih besar, sehingga ΔH positif. Sedangkan pada reaksi eksoterm, entalpi sesudah reaksi menjadi lebih kecil, sehingga ΔH negatif. Perubahan entalpi pada suatu reaksi disebut kalor reaksi. Kalor reaksi untuk reaksi-reaksi yang khas disebut dengan nama yang khas pula, misalnya kalor pembentukan,kalor penguraian, kalor pembakaran, kalor pelarutan dan sebagainya.

Suatu reaksi kimia dapat dipandang sebagai suatu sistem yang terdiri dari dua bagian yang berbeda, yaitu pereaksi dan hasil reaksi atau produk. Perhatikan suatu reaksi yang berlangsung pada sistem tertutup dengan volume tetap (ΔV = 0), maka sistem tidak melakukan kerja, w = 0. Jika kalor reaksi pada volume tetap dinyatakan dengan qv , maka persamaan hukum I termodinamika dapat ditulis:

ΔU = qv + 0  = qv = q _reaksi (8)

q _reaksi disebut sebagai kalor reaksi. Hal ini berarti bahwa semua perubahan energi yang menyertai reaksi akan muncul sebagai kalor. Misal: suatu reaksi eksoterm mempunyai perubahan energi dalam sebesar 100 kJ. Jika reaksi itu berlangsung dengan volume tetap, maka jumlah kalor yang dibebaskan adalah 100 kJ.

Kebanyakan reaksi kimia berlangsung dalam sistem terbuka dengan tekanan tetap (tekanan atmosfir). Maka sistem mungkin melakukan atau menerima kerja tekanan – volume, w = 0). Oleh karena itu kalor reaksi pada tekanan tetap dinyatakan dengan qp , maka hukum I termodinamika dapat ditulis sebagai berikut:

ΔU = qp + w atau qp  = ΔU – w = q _reaksi (9)

Untuk menyatakan kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap, para ahli mendefinisikan suatu besaran termodinamika yaitu entalpi (heat content) dengan lambang “H”

Entalpi didefinisikan sebagai jumlah energi dalam dengan perkalian tekanan dan volume sistem, yang dapat dinyatakan:

H = U + P V (10)

Reaksi kimia termasuk proses isotermal, dan bila dilakukan di udara terbuka maka kalor reaksi dapat dinyatakan sebagai:

qp = Δ H (11)

Jadi, kalor reaksi yang berlangsung pada tekanan tetap sama dengan perubahan entalpi. Oleh karena sebagian besar reaksi berlangsung pada tekanan tetap, yaitu tekanan atmosfir, maka kalor reaksi selalu dinyatakan sebagai perubahan entalpi (ΔH).

Akibatnya, kalor dapat dihitung dari perubahan entalpi reaksi, dan perubahan entalpi reaksi yang menyertai suatu reaksi hanya ditentukan oleh keadaan awal (reaktan) dan keadaan akhir (produk).

q = ΔH reaksi = Hp-Hr (12)

Contoh:

Suatu reaksi berlangsung pada volume tetap disertai penyerapan kalor sebanyak 200 kJ. Tentukan nilai Δ U , Δ H, q dan w reaksi itu

Jawab:

Sistem menyerap kalor sebanyak 200 kJ  , berarti q = + 200 kJ

Reaksi berlangsung pada volume tetap , maka w = 0 kJ.

ΔU = q + w

= + 200 kJ + 0 kJ = 200 kJ Δ H = q = + 200 kJ

Top of Form

Bottom of Form

SOAL

1. Jika nomor atom kalsium adalah 20, maka konfigurasi elektron dari ion Ca2+ adalah ... .

a. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

b. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

c. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2

d. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

e. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2

2. Jumlah elektron dalam atom P (nomor atom 15) yang mempunyai bilangan kuantum = 0 adalah ... .

a. 2

b. 4

c. 6

d. 7

e. 10

3. Kalau atom X yang nomor atomnya 16 dituliskan konfigurasi elektronnya, maka atom itu memiliki ciri-ciri ... .

a. elektron valensinya 2 valensinya 2

b. elektron valensinya 2 valensinya 6

c. elektron valensinya 6 valensinya 1

d. elektron valensinya 6 valensinya 2

e. elektron valensinya 6 valensinya 3

4. Unsur Sc dengan nomor atom 21 dalam sistem periodik terletak pada ... .

a. golongan IA periode 3

b. golongan IB periode 4

c. golongan IIIA periode 4

d. golongan IIIB periode 3

e. golongan IIIB periode 4

5. Bagan berikut ini merupakan potongan sistem periodik yang tidak lengkap,

Atom unsur yang memiliki energi ionisasi terbesar adalah ... .

a. A

b. B

c. C

d. D

e. E

6. Pasangan senyawa berikut yang keduanya merupakan senyawa kovalen polar adalah ... .

a. HCl dan H2O

b. HCl dan NaCl

c. CO2 dan H2O

d. NH3 dan BF3

e. BeCl2 dan CO2

7. Nomor atom belerang (S) adalah 16 dan nomor atom oksigen (O) adalah 8, maka tipe molekul SO2 adalah ... .

a. AX2

b. AX2E

c. AX2E2

d. AXE

e. A2XE

8. Jika nomor atom N = 7 dan H = 1, maka orbital hibrid yang terjadi pada molekul NH3 adalah ... .

a. sp

b. sp2

c. sp3 d. spd

e. sp3d

9. Diketahui Hf CO2(g) adalah –393,5 kJ mol–1, maka perubahan entalpi reaksi berikut :

2CO2(g) 2CO(s) + 2O2(g) adalah ... .

a. –393,5 kJ

b. +393,5 kJ

c. –787,0 kJ

d. +787,0 kJ

e. –1574,0 kJ

10. Diketahui :

Hf CH4(g) = –74,8 kJ mol–1

Hf CO2(g) = –393,5 kJ mol–1

Hf H2O(g) = –241,8 kJ mol–1

maka banyaknya gas CH4 pada STP yang harus dibakar agar kalor yang dihasilkan dapat menaikkan suhu 1000 gram air dari 50oC hingga tepat mendidih adalah ... .

a. 1,48 liter

b. 2,95 liter

c. 5,90 liter

d. 11,20 liter

e. 22,4 liter

11. Diketahui persamaan termokimia:

2CH4(g) + 4O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g) H = –1604 kJ.

Pada pembakaran 11,2 liter CH4 (STP) ... .

a. membebaskan 401 kJ

b. memerlukan 401 kJ

c. membebaskan 802 kJ

d. memerlukan 802 kJ

e. membebaskan 1604 kJ

12. Diketahui :

entalpi pembentukan CO2 = x kJ/mol

entalpi pembentukan H2O = y kJ/mol

entalpi pembentukan C3H8 = z kJ/mol

maka entalpi pembakaran C3H8 adalah ... .

(dalam kJ/mol).

a. x + y + z

b. 3x + 4y + z

c. 3x – 4y – z

d. 3x + 4y – z

e. 4x – 3y + z

13. Diketahui energi ikatan:

C – C = 348 kJ mol–1

C = C = 614 kJ mol–1

H – Cl = 431 kJ mol–1

C – H = 413 kJ mol–1

C – Cl = 328 kJ mol–1

Harga reaksi:

C2H4 + HCl CH3 – CH2Cl adalah ... .

a. –44 kJ

b. +44 kJ

c. –88 kJ

d. +88 kJ

e. –132 kJ

14. Pada reaksi 100 ml larutan NaOH 0,1M dan 100 ml larutan HCl 0,1 M terjadi kenaikan suhu dari 25oC menjadi 45oC. Jika larutan dianggap sama dengan air, kalor jenis air 4,2 J/gr K, massa jenis air 1 gr/cm3 maka H reaksi :

NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l)

adalah ... .

a. –420 kJ

b. –840 kJ

c. +420 kJ

d. +840 kJ

e. –8400 kJ

15. Pada reaksi : 4NO2(g) + O2(g) 2N2O5(g).

Jika laju berkurangnya gas NO2 sebesar 0,064 M s–1, maka laju pembentukan N2O5 adalah ... .

a. 0,064 M s–1

b. 0,048 M s–1

c. 0,032 M s–1

d. 0,016 M s–1

e. 0,008 M s–1

16. Diketahui reaksi:

2Fe3+(aq) + 3S2–(aq) S(s) + 2FeS(s)

diperoleh data sebagai berikut:

NO [Fe3+]

M [S2–]

M Laju

M/s

1

2

3

4 0,1

0,2

0,2

0,2 0,1

0,1

0,2

0,3 2

8

16

54

maka persamaan laju reaksinya adalah ... .

a. v = k [Fe3+] [S2–]

b. v = k [Fe3+]2 [S2–]

c. v = k [Fe3+]2 [S2–]2

d. v = k [Fe3+]2 [S2–]3

e. v = k [Fe3+]3 [S2–]2

17. Pada reaksi A B, saat konsentrasi sebesar 0,40 M laju reaksinya 1,6 x 10–2 M/s. Saat orde reaksi terhadap A adalah satu, maka tetapan laju reaksinya adalah ... .

a. 0,01 s–1

b. 0,02 s–1

c. 0,04 s–1

d. 0,08 s–1

e. 0,16 s–1

18. Faktor berikut akan memperbesar laju reaksi, kecuali ... .

a. suhu dinaikkan

b. pada suhu tetap ditambah suatu katalisator

c. pada volum tetap ditambah zat pereaksi

d. pada suhu tetap tekanan diperbesar

e. pada suhu tetap volum diperbesar

»»  READMORE...

Larutan penyangga

Larutan penyangga

Larutan penyangga yang bersifat asam
Larutan penyangga yang bersifat asam adalah sesuatu yang memiliki pH kurang dari 7. Larutan penyangga yang bersifat asam biasanya terbuat dari asam lemah dan garammya – acapkali garam natrium.
Contoh yang biasa merupakan campuran asam etanoat dan natrium etanoat dalam larutan. Pada kasus ini, jika larutan mengandung konsentrasi molar yang sebanding antara asam dan garam, maka campuran tersebut akan memiliki pH 4.76. Ini bukan suatu masalah dalam hal konsentrasinya, sepanjang keduanya memiliki konsentrasi yang sama.

»»  READMORE...

kimia

»»  READMORE...

KIMIA

A. MENURUT ARRHENIUS

Asam ialah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion H⁺.
Basa ialah senyawa yang dalam larutannya dapat menghasilkan ion OH^-.
Contoh:

1) HCl(aq)    →  H⁺(aq) + Cl^-(aq)
2) NaOH(aq) →  Na⁺(aq) + OH^-(aq)

B. MENURUT BRONSTED-LOWRY

Asam ialah proton donor, sedangkan basa adalah proton akseptor.
Contoh:

1) HAc(aq) + H₂O(l)   ↔     H₃O+(aq) + Ac^-(aq)
    asam-1    basa-2        asam-2       basa-1
HAc dengan Ac^- merupakan pasangan asam-basa konjugasi.
H₃O+ dengan H₂O merupakan pasangan asam-basa konjugasi.
2) H₂O(l) + NH₃(aq)   ↔    NH₄⁺(aq) + OH^-(aq)
    asam-1   basa-2          asam-2     basa-1
H₂O dengan OH^- merupakan pasangan asam-basa konjugasi.
NH₄⁺ dengan NH₃ merupakan pasangan asam-basa konjugasi.
Pada contoh di atas terlihat bahwa air dapat bersifat sebagai asam (proton donor) dan sebagai basa (proton akseptor). Zat atau ion atau spesi seperti ini bersifat ampiprotik (amfoter).

»»  READMORE...