Rumus Molekul: Jangan Berhenti di Tengah Jalan

Dua Jenis Rumus Kimia

Rumus kimia bisa menunjukkan rasio paling sederhana (Rumus Empiris) atau wujud asli seutuhnya (Rumus Molekul).

Bayangkan kamu sedang bermain balok bangunan (Lego). Rumus Empiris ibarat satu paket dasar balok dengan komposisi paling sederhana: misalnya 1 balok karbon, 2 balok hidrogen, dan 1 balok oksigen ($\text{CH}_2\text{O}$). Paket dasar ini belum tentu mencerminkan ukuran bangunan utuh yang sebenarnya di alam. Bangunan utuh yang berdiri nyata disebut Rumus Molekul, yang bisa tersusun dari satu, dua, atau bahkan enam paket dasar yang dirangkai sekaligus.

Sebagai ilustrasi, formaldehida memiliki rumus molekul $\text{CH}_2\text{O}$ (hanya butuh 1 paket dasar). Sementara itu, molekul glukosa memiliki rumus molekul $\text{C}_6\text{H}_12\text{O}_6$ karena membutuhkan 6 paket dasar $\text{CH}_2\text{O}$ sekaligus agar terbentuk sempurna. Meskipun sifat fisik dan kimianya sangat berbeda, keduanya memiliki perbandingan dasar atom yang identik.

Ketika kita menganalisis senyawa tak dikenal di laboratorium dan mengubah persentase massa unsur menjadi mol, hasil perhitungan pertama selalu berupa Rumus Empiris. Mengetahui rasio dasar saja belum cukup untuk menentukan wujud asli molekulnya sebelum kita mengetahui bobot totalnya.

Mencari Paket Dasar (Empiris)

Perbandingan mol unsur-unsur pembentuk menghasilkan Rumus Empiris.

Rumus kimia berbicara tentang jumlah partikel atau atom, bukan berat timbangan. Karena massa tiap atom berbeda ($\text{Ar C} = 12$, $\text{Ar H} = 1$, $\text{Ar O} = 16$), persentase massa tidak bisa langsung dijadikan angka indeks pada rumus kimia. Di sinilah mol berperan sebagai jembatan penghubung antara massa zat dan jumlah atomnya.

Mari tinjau data dari soal: senyawa mengandung $40\%$ massa C, $6{,}67\%$ massa H, dan sisanya oksigen. Pertama, kita cari persentase oksigen:

$$\text{Massa O} = 100\% - (40\% + 6{,}67\%) = 53{,}33\%$$

Untuk mempermudah perhitungan, asumsikan kita memiliki sampel seberat $100\text{ gram}$. Dengan asumsi ini, persentase massa langsung setara dengan gram:

• $\text{Massa C} = 40\text{ gram}$

• $\text{Massa H} = 6{,}67\text{ gram}$

• $\text{Massa O} = 53{,}33\text{ gram}$

Sekarang, konversikan setiap massa menjadi mol dengan membaginya dengan Ar masing-masing:

• $\text{mol C} = \frac{40}{12} = 3{,}33\text{ mol}$

• $\text{mol H} = \frac{6{,}67}{1} = 6{,}67\text{ mol}$

• $\text{mol O} = \frac{53{,}33}{16} = 3{,}33\text{ mol}$

Bagi ketiga nilai mol tersebut dengan angka terkecil ($3{,}33$) untuk memperoleh rasio bilangan bulat paling sederhana:

$$\text{C} : \text{H} : \text{O} = \frac{3{,}33}{3{,}33} : \frac{6{,}67}{3{,}33} : \frac{3{,}33}{3{,}33} = 1 : 2 : 1$$

Menyesuaikan dengan Blueprint

Massa Molekul Relatif ($Mr$) menentukan berapa banyak 'paket dasar' yang digabung menjadi Rumus Molekul.

Pada soal, diketahui blueprint ukuran asli senyawa tersebut adalah $Mr = 60$. Untuk mengetahui berapa paket dasar yang harus kita gabungkan, kita perlu menghitung massa dari satu paket dasar ($\text{Mr}$ rumus empiris $\text{CH}_2\text{O}$):

$$\text{Mr empiris} = (1 \times 12) + (2 \times 1) + (1 \times 16) = 30$$

Satu paket dasar hanya berbobot $30$, padahal blueprint molekul menuntut bobot $60$. Kita cari faktor pengali bilangan bulat ($n$):

$$n = \frac{Mr\text{ senyawa}}{Mr\text{ empiris}} = \frac{60}{30} = 2$$

Karena nilai $n = 2$, kita lipatgandakan seluruh atom dalam paket dasar sebanyak dua kali:

$$\text{Rumus Molekul} = (\text{CH}_2\text{O})_2 = \text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2$$

Hasil ini menunjukkan bahwa Opsi C adalah jawaban yang benar.