Rumus Empiris dan Rumus Molekul: Definisi dan Soal

Nama senyawa kimia dapat membedakan antara senyawa satu dengan senyawa lain. Namun nama senyawa kurang spesifik dalam menunjukkan atom-atom yang menunjukkan komponen penyusun senyawa tersebut.

Seperti halnya pada perhitungan matematika, senyawa kimia akan lebih mudah dipahami dalam bentuk rumus kimia.

Dengan menuliskan atom-atom dan jumlah atau perbandingannya, senyawa kimia ditulis lebih informatif.

Rumus kimia dibedakan menjadi dua jenis yaitu rumus empiris dan rumus molekul. Apa sih perbedaan kedua rumus kimia tersebut?

Mari simak lebih lanjut penjelasan berikut ini.

Pengertian Rumus Empiris dan Rumus Molekul

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.

Secara garis besar, rumus empiris berupa perbandingan paling sederhana dari atom-atom penyusun suatu senyawa.

Sedangkan rumus molekul menyatakan atom-atom penyusun suatu senyawa lengkap dengan jumlahnya dalam satu molekul yang ditulis mengikuti kaidah tertentu, seperti aturan penulisan senyawa organik,  senyawa ion, senyawa kompleks, dan lain-lain.

Sebagai contoh senyawa etanol, etanol merupakan nama senyawanya. Rumus molekul etanol yaitu C2H5OH sedangkan rumus empirisnya yaitu C2H6O.

Contoh lainnya yaitu benzena, memiliki rumus molekul C6H6, sedangkan rumus empirisnya adalah CH.

Dari beberapa contoh tersebut dapat diartikan bahwa rumus empiris adalah penyederhanaan rumus molekul.

Beberapa contoh lainnya dapat dilihat pada tabel berikut.

Nama SenyawaRumus MolekulRumus Empirisn (faktor perkalian)
GlukosaC6H12O6CH2O6
Asam oksalatC2H2O4CHO22
Asam formatCH2O2CH2O21
IsooktanaC8H18C4H92
Hidrogen peroksidaH2O2HO2

Bagaimana apabila terdapat sebuah sampel yang tidak diketahui nama senyawanya dan rumus molekulnya tetapi dapat diketahui komponen penyusunnya?

Berdasarkan komponen penyusun yang diketahui dapat dihitung dan ditentukan rumus empirisnya.

Seperti apa cara penentuannya? Mari kita bahas lebih lanjut.

Baca juga Hukum Faraday.

Cara Menentukan Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Selain ditentukan dari rumus molekulnya seperti pada pembahasan di atas, rumus empiris dapat diketahui dari hasil eksperimen.

Rumus molekul merupakan perbandingan mol paling sederhana dan bilangan bulat.

Semisal pada senyawa yang mengandung C, H, dan O memiliki perbandingan mol sebagai berikut:

C : H : O = x : y : z

maka rumus empirisnya yaitu CxHyOz dimana x, y, dan z merupakan bilangan bulat dengan perbandingan paling rendah. Hubungan antara rumus empiris dan rumus molekul yaitu

(rumus empiris)n = rumus molekul

dimana n adalah faktor perkalian dan merupakan bilangan bulat. Nilai n dapat ditentukan jika Mr zat diketahui.

Mr rumus molekul = n x rumus empiris

Misal, untuk suatu zat dengan Mr 84 memiliki rumus empiris C2H2O.

n = 84 / Mr C2H2O

n = 84 / 42

n = 2

maka rumus molekulnya yaitu (C2H2O)2 = C4H4O2

Bagaimana cukup mudah bukan? Untuk belajar lebih lanjut mari kita coba aplikasikan pada contoh soal berikut ini!

Baca juga Reaksi Redoks (Oksidasi-Reduksi).

Contoh Soal Rumus Empiris dan Rumus Molekul

1. Apabila sebuah senyawa memiliki 5,27 mol C, 5,2 mol H, dan 1,32 mol O, sedangkan Mr nya adalah 136, tentukan rumus empiris dan rumus molekulnya!

Pembahasan

Kita bisa tentukan dengan perhitungan seperti ini.

C : H : O = 5,27 : 5,2 : 1,32

C : H : O = 3,99 : 3,93 : 1        (pembagian dengan 1,32)

C : H : O = 4 :4 : 1                    (pembulatan)

Maka rumus empirisnya yaitu C4H4O.

n = Mr rumus molekul / Mr rumus empiris

n = 136 / (4×12+4×1+16)

n = 2

Maka rumus molekulnya yaitu (C4H4O)2=C8H8O2

2. Tentukan rumus empiris dari sebuah sampel mengandung 3,5 gram Silikon (Si, Ar=28) dan 4 gram Oksigen (O, Ar=16)!

Pembahasan

Rumus empirisnya dapat dihitung berdasarkan perbandingan molnya sebagai berikut.

mol = massa / Ar

mol Si = 3,5 / 28 = 0,125 mol

mol O = 4 / 16 = 0,25 mol

mol Si : mol O = 0,125 : 0,25

apabila disederhanakan dan dibulatkan maka Si : O = 1 : 2, maka rumus empirisnya yaitu SiO2.

Baca juga Struktur Atom.

3. Suatu sampel diketahui mengandung 40% atom C, 6,67% atom H, dan 53,33% atom O. Apabila diketahui massa molekul relatifnya yaitu 60, tentukan rumus molekul sampel tersebut!

Pembahasan

Bagaimana apabila diketahui sebagai persentase? Caranya tidak berbeda jauh. Perhatikan pembahasan berikut.

Persen dapat diartikan sebagai bagian per 100, maka apabila dimisalkan dalam 100 gram maka diperoleh data sebagai berikut.

AtomMassa per 100 gramJumlah molMassa / ArPerbandingan mol
C4040 / 12 = 3,331
H3,333,33 / 1 = 6,672
O53,3353,33 / 16 = 3,331

Jadi, rumus empirisnya adalah CH2O.

n = 60 / (12+1×2+16)

   = 2

Sedangkan rumus molekulnya yaitu (CH2O)2=C2H4O2

4. Sejumlah hidrokarbon dengan volume 20 ml pada keadaan STP dibakar menjadi 60 ml karbon dioksida dan 60 ml air dalam fasa gas dan STP. Apabila diketahui Mr senyawa tersebut sebesar 42, tentukan rumus molekul senyawa hidrokarbon tersebut!

Pembahasan

Dengan menggunakan hukum avogadro yang menyatakan pada keadaan STP, V1 / n1 = V2 / n2 , maka perbandingan volume sama dengan perbandingan mol. Terdapat dua cara untuk mengerjakan soal tersebut.

Cara 1: dihitung dari mol CO2 dan H2O

Misal:

V1 = volume CO2

V2 = volume H2O

n1 = mol CO2

n2 = mol H2O

Reaksi yang terjadi yaitu CxHy  + O2 à x CO2 + ½ y H2O

Jumlah C pada CO2 adalah 1

Jumlah H pada H2O adalah 2

V1 : V2 = n1 : n2 = 60 :60

CO2 : H2O = 60 : 60

C : H = 60 : 60×2 = 60 : 120 = 1 : 2

Maka rumus empirisnya CH2.

n = 42 / 14 = 3

sehingga rumus molekulnya yaitu (CH2)3 = C3H6

Cara 2: dihitung dari koefisien reaksinya

Berdasarkan hukum avogadro, pada keadaan STP volume dan koefisien reaksi merupakan perbandingan antar zat yang bereaksi

CxHy  + O2 à x CO2 + ½ y H2O

20 CxHy  + O2 à 60 CO2 + 60 H2O

1 CxHy  + O2 à 3 CO2 + 3 H2O

Maka 1 molekul CxHy mengandung 3 atom C (dari CO2) dan 6 atom H (dari H2O), sehingga rumus molekulnya C3H6.

Kesimpulan

Contoh soal dan materinya cukup lengkap bukan? Jadi, rumus kimia dibagi menjadi dua, yaitu rumus empiris dan rumus molekul.

Rumus empiris menyatakan perbandingan paling sederhana dari atom penyusunnya.

Sedangkan rumus molekul menyatakan jenis dan jumlah atom penyusunnya. Demikian pembahasan pada kesempatan ini, semoga dapat bermanfaat bagi kita semua. Baca juga Reaksi Senyawa Karbon.