Rumus kimia zat ada dua jenis yaitu rumud empiris dan rumus molekul. Rumus empiris adalah rumus yang menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom atom penyusun suatu molekul sedangkan rumus molekul adalah rumus yang menunjukkan jumlah asli/sebenarnya unsur unsur penyusun suatu senyawa. Misalnya glukosa memiliki rumus C6H12O6, rumus ini merupakan rumus molekul karena menunjukkan jumlah sebenarnya dari unsur yang menyusun sebuah molekul glukosa. Perbandingan sederhana dapat kita peroleh dengan membagi indek unsur dalam rumus molekul glukosa tersebut dengan 6, sehingga rumusnya menjadi CH2O. CH2O inilah yang disebut dengan rumus empiris.
Rumus empiris dapat ditentukan dengan menghitung mol komponen penyusun zat dengan menggunakan massa molar. Sedangkan rumus molekul dapat ditentukan jika rumus empiris dan massa molekul relatif (Mr) zat diketahui.
Untuk memahami langkah langkah dalam menentukan kedua jenis rumus kimia zat tersebut marilah kita perhatikan penjelasan berikut ini.
Menentukan rumus empiris senyawa
Seperti yang dikemukakan Avogadro bahwa perbandingan mol menunjukkan juga perbandingan jumlah unsur penyusun dalam suatu senyawa. Maka dari itu untuk menentukan rumus empiris dari suatu zat kita hanya tinggal membandingkan mol masing masing unsur pembentukknya dalam bentuk yang paling sederhana.
Contoh Soal:
Soal 1 : menentukan rumus empiris jika diketahui massa masing masing unsur penyusunnya.
Suatu senyawa nitrogen oksida terdiri dari 7 gram nitrogen dan 12 gram oksigen (Ar N = 14 dan O = 16). Tentukan rumus empiris nitrogen oksida tersebut!
Pembahasan :
Seperti yang dijelaskan sebelumnya kita hanya perlu membandingkan mol nitrogen dan oksigen dalam bentuk paling sederhana untuk menentukan rumus empiris dari nitrogen oksida tersebut.
Mol nitrogen = gr/Ar = 7/14 = 0,5 mol
Mol oksigen = gr/Ar = 12/16 = 0,75 mol
Perbandingan mol N dan O
= 0,5 : 0,75
= 2 : 3
Maka rumus empiris senyawa nitrogen oksida tersebut adalah N2O3
Soal 2 : Menentukan rumus empiris jika diketahui persen massa masing masing unsur penyusunnya.
Bahan penyedap makanan monosodium glutamat (MSG) mempunyai susunan 13,6% Na, 35,5% C, 4,8% H, 8,3% N, dan 37,8% O (Ar Na = 23, C = 12, H = 1, N = 14, O = 16). Tentukan rumus empiris MSG tersebut!
Pembahasan :
Langkah pertama adalah menentukan massa masing masing unsur. Karena tidak diketaui dalam soal (yang diketahui hanya persen massa nya saja), jadi kita misalkan sembarang saja. Agar lebih mudah karena persen massa nya diketahui dalam bentuk persen makan massa MSG yang kita misalkan adalah 100 gram.
Dari 100 gram Mg akan mengandung :
Na = 13,5% x 100 gram = 13,5 gram
C = 35,5% x 100 gram = 35,5 gram
H = 4,8 % x 100 gram = 4,8 gram
N = 8,3 % x 100 gram = 8,3 gram
O = 37,8 % x 100 gram = 37,8 gram
Langkah selanjutnya adalah menentukan mol masing masing unsur :(karena angka nya tidak terlalu bagus jadi saya bulatkan saja ya . . .yang penting konsepnya benar. . . heheh)
Mol Na = gr/Ar = 13,5/23 = 0,6 mol
Mol C = gr/Ar = 35,5/12 = 3 mol
Mol H = gr/Ar = 4,8/1 = 5 mol
Mol N = gr/Ar = 8,3/14 = 0,6 mol
Mol O = gr/Ar = 37,8/16 = 2,4 mol
Kemudian kita bandingkan saja mol nya. . .
Na : C : H : N : O = 0,6 : 3 : 5 : 0,6 : 2,4
= 6 : 30 : 50 : 6 : 24
= 1 : 5 : 8 : 1 : 4
Jadi kira kira rumus empiris dari MSG adalah C5H8NO4Na
Aduh soalnya salah pilih nih . . . .hehehe . . . maaf angkanya kurang bagus ya . . . tapi tentu kalian mengerti kan jika mengikuti langkah langkahnya. . . . oke . . .
Menentukan rumus molekul zat
Pada dasarnya rumus molekul merupakan kelipatan-kelipatan dari rumus empirisnya seperti yang sudah saya jelaskan diawal. Rumus molekul glukosa yaitu C6H12O6 merupakan enam kali rumus empiris glukosa CH2O.
Berdasarkan hal ini dapat kita buat sebuah hubungan:
(rumus empiris) x n = rumus molekul
Nilai n dapat diketahui menggunakan rumus :
n = Mr rumus molekul / Mr rumus empiris
Contoh Soal :
Soal 1
Suatu zat memiliki Mr sebesar 181,5. Jika rumus empirisnya adalah C2HCl (Ar C = 12, H = 1, Cl = 35,5), tentukan rumus molekulnya!
Pembahasan :
Pertama kita cari dulu Mr rumus empirisnya
Mr C2HCl = 24 + 1 + 35,5 = 60,5
Langkah selanjutnya adalah mencari harga n
= Mr rumus molekul/Mr rumus empiris
= 181,5/60,5
= 3
Rumus molekul = (rumus empiris) x n
= (C2HCl)x2
= C4H2Cl2
Soal 2
Senyawa CxHyOz tersusun dari 40% karbon, 6,67% hidrogen, dan sisanya oksigen. Jika Mr senyawa tersebut adalah 90, tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
Pembahasan :
Kita cari dulu berapa persen oksigen dalam senyawa
= 100% - (40% + 6,67%)
= 53,33 %
Setelah itu cari massa masing masing unsur dengan memisalkan massa senyawa CxHyOz dengan 100 gram
Massa C = 40 % x 100 gram = 40 gram
Massa H = 6,67% x 100 gram = 6,67 gram
Massa O = 53,33 % x 100 gram = 53,33 gram
Habis itu cari rumus empirisnnya dengan membandingkan mol masing masin unsur :
mol C : mol H : mol O = 40/12 : 6,67/1 : 53,33/16
=3,33 : 6,67 : 3,33
= 1 : 2 : 1
Rumus empiris senyawa CxHyOz adalah CH2O
Mr rumus empiris = 12 + 2 + 16 = 30
Harga n = Mr rumus molekul / Mr rumus empiris
= 90/30
= 3
Maka rumus molekul senyawa adalah = (CH2O)x2 = C2H4O2
Soal 3
Pada pembakaran sempurna 2,3 gram suatu senyawa yang mengandung C, H, dan O dihasilkan 4,4 gram CO2 dan 2,7 gram H2O. Persamaan reaksinya:
CxHyOz + O2 → CO2 + H2O
Tentukan rumus empiris senyawa tersebut! (Ar C = 12, H = 1, dan O = 16)
Pembahasan :
Yang perlu kita cari adalah mol masing masing unsur penyusun molekul tersebut yaitu C, H dan O. untuk mencari mol kita butuh massa, tetapi kan belum diketahu dalam soal. . .cara mencarinya adalah sebaga berikut :
CxHyOz terbakar menghasilan CO2 dan H2O. semua C dari senyawa ini berubah menjadi CO2 sedangkan H nya semua berubah menjadi H2O. untuk itu kita perlu mencari massa C dan H dalam masing masing senyawa CO2 dan H2O.
Massa C dalam CO2 = (1.Ar C/Mr CO2) x massa CO2
= 12/44 x 4,4 gram
=1,2 gram
Massa H dalam H2O = (2.ArH/Mr H2O) x massa H2O
= 2/18 x 2,7 gram
= 0,3 gram
Lalu bagai mana mencari massa O?? O itu ada bisa berasal dari senyawa CxHyOz atau dari O2. . . untuk memudahkan mencarinya kita pakai saja prinsip hukum kekekalan massa.
Massa CxHyOz = massa C + massa H + Massa O
Massa O = massa CxHyOz – (massa C + Massa H)
Massa O = 2,3 gram – ( 1,2 + 0,3 ) gram
Massa O = 2,3 gram - 1,5 gram
Massa O = 0,8 gram
Setelah itu baru kita cari perbandingan mol masing masinng unsur.
mol C : mol H : mol O = 1,2/12 : 0,3/1 : 0,8/16
= 0,1 : 0,3 : 0,2
= 1 : 3 : 2
Maka rumus empiris senyawa adalah = CH3O2