Rumus kimia merupakan simbol yang digunakan untuk menyatakan komposisi molekul atau senyawa. Rumus kimia tidak hanya berisi gabungan lambang unsur kimia penyusun suatu molekul atau senyawa, tetapi rumus kimia juga berisi tentang perbandingan komposisi unsur-unsur yang membentuk molekul atau senyawa tersebut. 

Rumus kimia ini biasanya diperoleh melalui percobaan. Secara umum, rumus kimia dapat ditulis dengan pola AxBy, di mana A dan B merupakan lambang unsur penyusun senyawa, sementara x dan y merupakan indeks yang menyatakan jumlah atom A dan B. Penulisan rumus kimia suatu molekul atau senyawa dapat dilakukan dengan menggunakan rumus empiris dan rumus molekul. 

Rumus empiris dan rumus molekul ini hanya digunakan pada materi yang tersusun atas molekul-molekul. Sehingga penggunaannya hanya untuk senyawa-senyawa kovalen saja, dan tidak berlaku untuk senyawa ionik, karena senyawa ionik tidak tersusun atas molekul-molekul melainkan tersusun atas ion positif (kation) dan ion negetif (anion).

Rumus Molekul

Rumus molekul merupakan rumus kimia yang menyatakan jumlah atom-atom penyusun suatu senyawa. Rumus molekul ini selain memberikan informasi tentang atom-atom penyusun suatu senyawa juga memberikan informasi tentang jumlah yang sebenarnya dari masing-masing atom tersebut.

Contoh :

  1. Molekul air terdiri atas dua atom hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O), sehingga rumus molekul dari air adalah H2O
  2. Molekul asam oksalat terdiri atas 2 atom hidrogen (H), 2 atom karbon (C), dan 4 atom oksigen (O), sehingga rumus molekul dari asam oksalat adalah H2C2O4.
  3. Gula pasir tersusun atas molekul-molekul sukrosa. Dalam setiap molekul sukrosa tersusun atas 12 atom karbon (C), 22 atom hidrogen (H), dan 11 atom oksigen (O). Sehingga sukrosa memiliki rumus molekul C22H22O11
  4. Cuka atau asam asetat merupakan senyawa kimia yang molekulnya tersusun atas 2 atom karbon, 2 atom oksigen, dan 4 atom hidrogen. Sehingga rumus molekul asam asetat adalah CH3COOH.
  5. Etana merupakan senyawa kimia yang molekulnya tersusun atas 2 atom karbon, dan 6 atom (C) hidrogen (H). Sehingga etana memiliki rumus molekul C2H6.

Rumus Empiris

Rumus empiris merupakan rumus kimia yang menyatakan perbandingan jumlah atom penyusun suatu senyawa atau molekul secara sederhana. Rumus empiris memberikan informasi tentang atom-atom yang menyusun suatu molekul atau senyawa dengan disertai perbandingan bilangan bulat yang paling sederhana dari atom-atom tersebut.

  1. Hidrogen peroksida memiliki rumus molekul H2O2, hal ini menunjukkan bahwa dalam molekul hidrogen peroksida terdapat dua atom hidrogen (H) dan dua atom oksigen (O), sehingga perbandingan jumlah atom hidrogen dan oksigen dalam molekul tersebut adalah 2:2 atau 1:1. Dengan demikian, rumus yang paling sederhana dari hidrogen peroksida (rumus empirisnya) adalah HO.
  2. Benzena memiliki rumus molekul C6H6, artinya dalam molekul benzena terdapat 6 atom karbon (C) dan 6 atom hidrogen (H), sehingga perbandingan jumlah atom karbon dan oksigen dalam molekul benzena adalah 6:6 atau 1:1. Dengan demikian, rumus empiris benzena adalah CH.
  3. Hidrazin memiliki rumus molekul N2H4, artinya dalam molekul hidrazin terdapat 2 atom nitrogen (N) dan 4 atom hidrogen (H), sehingga dapat diperoleh perbandingan jumlah atom nitrogen dan hidrogen dalam molekul hidrazin adalah 2:4 atau 1:2. Dengan demikian, rumus empiris hidrazin adalah NH2.
  4. Cuka atau asam asetat memiliki rumus molekul CH3COOH. Dalam molekul asam asetat terdapat 2 atom C, 4 atom H, dan 2 atom O. Perbandingan antara jumlah atom C : H : O adalah 2 : 4 : 2 atau 1 : 2 : 1, sehingga asam cuka memiliki rumus empiris CH2O.

Hubungan Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus molekul merupakan kelipatan dari rumus empiris suatu molekul atau senyawa. Sehingga hubungan antara rumus empiris dan rumus molekul dapat dituliskan sebagai berikut.

Suatu molekul dapat memiliki rumus molekul dan rumus empiris yang sama. Diantara beberapa molekul yang memiliki rumus molekul dan rumus empiris yang sama adalah CO2, H2O, SO3, H2CO3, dan HNO3. Ada juga beberapa senyawa yang memiliki rumus molekul berbeda, akan tetapi memiliki rumus empiris yang sama. Contohnya adalah etuna dan benzena. Etuna memiliki rumus molekul C2H2, dan benzena memiliki rumus molekul C6H6. Sementar itu rumus empiris dari etuna maupun benzena adalah sama yaitu CH.

Cara Menentukan Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Penentuan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa dapat ditentukan berdasarkan massa atom relatif atau massa molekul relatif. untuk lebih memahami tentang penentuan rumus empiris dan rumus molekul, perhatikan beberapa langkah yang dapat digunakan untuk menentukan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa berikut ini.

  1. Menentukan persentase massa dari masing-masing unsur penyusun senyawa
  2. Menentukan perbandingan mol dari masing-masing unsur penyusun senyawa dengan rumus sebagai berikut.

3. Menentukan rumus empiris melalui perbandingan mol yang paling sederhana

4. Menentukan rumus molekul senyawa dengan menghitung nilai n pada rumus berikut.

5. Mengalikan rumus empiris dengan nilai n yang telah dihitung sehingga diperoleh rumus molekulnya.

Contoh :

  1. Tentukan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa yang terdiri atas 84% karbon dan 16% hidrogen, jika diketahui Ar C = 12; H = 1 g mol-1; dan Mr senyawa tersebut adalah 100 g mol-1!

Langkah penyelesaian:

a. Menentukan persentase masssa karbon dan hidrogen
Persentase masssa karbon dan hidrogen adalah 84% dan 16%

b. Menentukan perbandingan mol karbon dan hidrogen

c. Menentukan rumus empiris
Rumus empiris senyawa tersebut adalah C7H6.

d. Menghitung nilai n

e. Mengalikan rumus empiris dengan nilai n.
Karena  (C7H16)1 maka rumus molekul senyawa tersebut sama dengan rumus empirisnya yaitu C7H16.

2. Tentukan rumus molekul suatu senyawa yang tersusun atas unsur-unsur kalium sebanyak 26,57 gram, kromium sebanyak 35,35 gram, dan oksigen sebanyak 38,07 gram! Jika diketahui Ar K = 39 g mol-1; Cr = 52 g mol-1: O =16 g mol-1 dan Mr senyawa tersebut adalah 294 g mol-1.

Langkah penyelesaian:

a. Menentukan persentase masssa unsur kalium, kromium dan oksigen.
Masssa kalium = 26,57 gram, massa kromium = 35,35, dan massa oksigen = 38,07 gram

b. Menentukan perbandingan mol karbon dan hidrogen

c. Menentukan rumus empiris.
Rumus empiris senyawa tersebut adalah K2Cr2O7

d. Menghitung nilai n

e. Mengalikan rumus empiris dengan nilai n

Karena  (K2Cr2O7)1 maka rumus molekul senyawa tersebut sama dengan rumus empirisnya yaitu K2Cr2O7..