Cara Menentukan Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus Empiris

Rumus empiris adalah rumus yang menyatakan perbandingan paling sederhana dari mol tiap-tiap atom penyusun suatu senyawa. Kita ambil contoh pada senyawa glukosa C₆H₁₂O₆, menunjukkan bahwa untuk glukosa tersusun atas 6 atom karbon, 12 atom hidrogen dan 6 atom oksigen. Hal ini setara dengan 6 mol karbon, 12 mol hidrogen dan 6 mol oksigen. Jumlah atom dan jumlah mol masing-masing unsur disajikan dalam perbandingan yang sama, yaitu 6 : 12 : 6 atau dalam bentuk paling sederhana 1:2:1. Maka rumus empiris dari glukosa C₆H₁₂O₆ adalah CH₂O.

Menentukan Rumus Empiris dari Persen Massa

Rumus empiris suatu senyawa dapat dikaitkan dengan persen massa unsur-unsur penyusunnya menggunakan konsep mol. Sebagai contoh, rumus empiris untuk etilena (rumus molekul C₂H₄) adalah CH₂. Persen massa dihitung dari massa karbon dan hydrogen dalam 1 mol CH₂ menggunakan rumus:  

Massa C = 1 mol C x 12 gram/mol = 12 gram

Massa H = 2 mol H x 1 gram/mol = 2 gram

Kemudian kita jumlahkan massa C dan H sehingga diperoleh massa total 14 gram. Persentase massa karbon dan hidrogen dalam senyawa tersebut kemudian diperoleh dengan membagi massa masing-masing dengan massa total dan dikalikan 100%. Hasil yang diperoleh adalah 85,714% C dan 14,286% H. 

 Lalu bagaimana cara menentukan rumus empiris jika pada soal yang diketahui adalah persen massa? 

Untuk menentukan rumus empiris dari persen massa suatu unsur, terlebih dahulu kita dapat mencari mol masing-masing unsur penyusun suatu senyawa dengan membagi persen massa dengan Ar unsur. Setelah itu membandingkan mol masing-masing unsur yang diperoleh. Perbandingan paling sederhana dari perbandingan mol unsur penyusun senyawa itulah yang merupakan rumus empiris.

Contoh Soal: 

Tentukan rumus empiris suatu senyawa hidrokarbon yang mengandung 80% massa C dan 20% massa H! (Ar C = 12, H =1)

Penyelesaian:

Mol C = persen massa C/ Ar C = 80/12 = 6,67 mol

Mol H = persen massa H/Ar H = 20/1 = 20 mol

 mol C : mol H = 6,67 : 20 = 1 : 3

Maka rumus empiris senyawa hidrokarbon tersebut adalah CH₃

Menentukan Rumus Empiris dari Massa Unsur 

Cara menentukan rumus empiris dari massa unsure sama dengan cara menentukan rumus empiris menggunakan persen massa. Kita perlu mencari mol masing-masing unsur penyusun kemudian membandingkannya. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh soal berikut.

Contoh Soal:

Tentukan rumus empiris suatu senyawa yang mengandung 3 gram C, 0,5 gram H dan 4 gram O! (Ar C = 12, H = 1, O = 16)

Penyelesaian: 

Mol C = massa C/Ar C = 3/12 = 0,25 mol 

Mol H = massa H/Ar H = 0,5/1 = 0,5 mol 

Mol O = massa O/Ar O = 4/16 = 0,25 mol 

mol C : mol H : mol O = 0,25 : 0,5 : 0,25 = 1 : 2 : 1 

Maka rumus empiris senyawa tersebut adalah CH₂O 

Menentukan Rumus Empiris Senyawa Berdasarkan Reaksi Pembakaran 

Hidrokarbon merupakan senyawa yang hanya mengandung karbon dan hidrogen. Rumus empirisnya dapat ditentukan melalui reaksi pembakaran dimana massa CO₂ dan H₂O yang dihasilkan dari reaksi pembakaran diketahui. 

Contoh Soal: 

Suatu senyawa yang digunakan sebagai bahan bakar pengelasan, hanya mengandung karbon dan hidrogen. Pembakaran sampel bahan bakar ini menghasilkan 3,38 gram CO₂ 0,692 gram air, dan tidak ada produk lain. Tentukan rumus empiris senyawa tersebut! 

Penyelesaian: 

Pertama kita hitung dulu mol C dan H. Karena semua karbon dalam senyawa telah diubah menjadi CO₂ dan semua hidrogen menjadi air (H₂O), maka mol C dan H dalam senyawa dapat kita tentukan: 

Mol CO₂ = massa CO₂ / Mr CO₂ = 3,38/44 = 0,0768 mol 

Mol C = mol CO₂ = 0,0768 mol 

Mol H₂O = massa H₂O/Mr H₂O = 0,692/18 = 0,0384 mol 

Mol H = 2 x mol H₂O = 2 x 0,0384 mol = 0,0768 mol 

mol C : mol H = 0,0768 : 0,0768 = 1 : 1 

Maka rumus empiris senyawa tersebut adalah CH. 

Hubungan antara Rumus Empiris dengan Rumus Molekul 

Rumus molekul adalah kelipatan bilangan bulat dari rumus empiris. Untuk menentukan rumus molekul, kita harus mengetahui massa molekul relatif (Mr) senyawa yang dicari. 

Contoh Soal: 

Suatu senyawa hidrokarbon memiliki rumus empiris CH₃. Jika 0,3 mol senyawa hidrokarbon tersebut memiliki massa 9 gram. Tentukan rumus molekulnya!

Penyelesaian: 

Langkah pertama yang harus kita lakukan adalah menentukan massa molekul relatif (Mr) senyawa hidrokarbon tersebut: 

 Mr hidrokarbon = massa/mol = 9 gram/0,3 mol = 30 gram/mol 

 Kemudian kita tentukan Mr untuk rumus empirisnya: 

 Mr CH₃ = 12 + 3x1 = 12 + 3 = 15 gram/mol 

 Terakhir, carilah kelipatan bilangan bulat untuk rumus empiris terhadap rumus molekul: 

 (Mr Rumus empiris) x n = Mr Rumus molekul 

15 x n = 30 n = 2 

 Sehingga rumus molekulnya adalah (CH₃)₂ = C₂H₆.