STOIKHIOMETRI

Persamaan Reaksi Kimia

Setarakanlah reaksi berikut:

a.        C3H8 + O2         CO2 + H2O

b.        Sb2S3 + HNO3         Sb3O5 + NO2 + S + H2O

c.        KMnO4 + H2C2O4 + H2SO4                   K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O

Konsep Mol

1. Tentukan jumlah molekul yang terdapat dalam 5,6 liter gas NH3 pada keadaan standar.

2. Hitung mol dan massa HBr yang terdapat dalam HBr 2 M bila volumenya 1,5 liter (Ar Br = 80)

3. Jika 28 g besi direaksikan dengan belerang menjadi besi sulfida, tentukan belerang yang diperlukan (Ar Fe = 56, S = 32).

4. Sebanyak 2,5 liter Ba(NO3)2 2 M direaksikan dengan H2SO4 0,5 M. Tentukan:

1. reaksi yang terjadi
2. volume H2SO4 0,5 M yang diperlukan
3. massa zat-zat yang terbentuk

(Ar Ba = 137; N = 14; O = 16; S = 32)

5. Tentukan volume dari 11 g gas karbondioksida yang diukur pada kondisi:

1. suhu 27oC dan tekanan 5 atm
2. suhu 273 K dan tekanan 1 atm

Pereaksi Pembatas

Dalam reaksi yang non stoikhiometrik maka kuantitas hasil reaksi dihitung dari kuantitas stoikhiometri pereaksi yang terkecil. Kuantitas stoikhiometri disebut satuan jumlah pereaksi (sjp) yang diperoleh dari jumlah mol dibagi koefisian

                                sjp = mol/koefisien

Harga sjp terkecil merupakan pereaksi pembatas. Hasil suatu reaksi ditentukan oleh kesetaraan mol terhadap pereaksi pembatasnya.

1.        Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 mol HCl sesuai persamaan reaksi:

        KIO3 + 5 KI + 6 HCl                 6 KCl + 3 I2 + 3 H2O

        Apakah semua pereaksi akan habis? Manakah pereaksi pembatasnya dan berapa gram I2 yang terbentuk (Ar I2 = 127 g/mol)

2. Sebanyak 500 ml HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 liter Ba(OH)2 0,2 M. Tentukan:

1. massa BaCl2 yang terjadi
2. massa pereaksi yang tersisa

Hasil Teoritis dan Hasil Nyata

Jumlah produk yang dihitung dari persamaan reaksi disebut hasil teoritis. Pada beberapa kasus, produk yang didapat (hasil nyata) kurang dari yang seharusnya, biasanya disebabkan oleh satu atau beberapa alasan sbb:

1. Reaksi tidak murni
2. Beberapa produk hilang karena proses mekanik seperti menempel di dinding bejana
3. Reaktan mengalami reaksi lain

Reaksi yang diharapkan berlangsung disebut reaksi utama. Reaksi yang tidak diinginkan disebut reaksi samping, produk dari reaksi samping berupa hasil samping (by product).

Persentase hasil (% hasil) suatu reaksi adalah jumlah produk sesungguhnya yang diperoleh (eksperimental) dibagi jumlah produk (hasil) teoritis dari persamaan reaksi dikali 100%.

                   % Hasil = (Hasil nyata/Hasil teoritis) x 100%

Soal:

Jika terdapat 68,5 g karbon didalam udara

1. berapa hasil teoritis CO2 yang dihasilkan
2. Jika CO2 hasil eksperimen menghasilkan 237 g CO2, berapakah % hasil.

RUMUS KIMIA

Dalam Kimia dikenal tiga macam rumus, yaitu: rumus empiris (RE), rumus molekul (RM), dan rumus struktur.

Rumus Empiris (RE)

Menyatakan perbandingan atom unsur dalam senyawa.

Contoh:

• Dalam etana terdapat karbon dan hydrogen dengan perbandingan atomnya 1:3

RE Etana : (CH3)n

• Glukosa mengandung karbon, hydrogen, dan oksigen dengan perbandingan 1:2:1

RE Glukosa : (CH2O)n        

Soal:

Pada pembakaran 30 g senyawa organik dihasilkan 44 g CO2 (Mr = 44) dan 18 g H2O (Mr = 18). Tentukan rumus empiris senyawa organik tersebut.

Jawab:

Dari massa CO2 yang dihasilkan: 44 g CO2 

Mol CO2 = 44 g / 44 g.mol-1 CO2 = 1 mol CO2

1 mol CO2 mengandung 1 mol C

Massa C = 1 mol C x 12 g.mol -1 = 12 g C

Dari massa H2O yang dihasilkan : 18 g H2O

Mol H2O = 18 g / 18 g.mol-1 H2O = 1 mol H2O

1 mol H2O mengandung 2 mol H

Massa H = 2 mol x 1 g.mol-1 H = 2 g H

Massa O = 30 g – (12 g + 2 g) = 16 g

C : H : O = 12g C/12 g.mol-1 : 2g H/1g.mol-1 : 16g O/16 g.mol-1

              = 1 : 2 : 1

• Rumus empiris = (CH2O)n

Rumus Molekul

Menyatakan jenis maupun jumlah atom yang terdapat dalam satu molekul.

Menentukan rumus molekul senyawa yang tidak diketahui memerlukan percobaan laboratorium dengan langkah umum sebagai berikut:

1. Analisis kualitatif, yaitu menentukan unsur yang terdapat dalam senyawa
2. Analisis kuantitatif, yaitu untuk menentukan % massa masing-masing unsur
3. Menentukan RE dari data analisis kualitatif dan kuantitatif
4. Menentukan Mr dengan cara sifat penurunan titik beku atau tekanan osmotik
5. Menentukan RM berdasarkan RE dan Mr nya

Soal:

Suatu senyawa mengandung 40 % karbon, 6.67 % hydrogen dan 53.3 % oksigen. Tentukan rumus molekul jika Mr = 180

Jawab:

Rumus empiris =         C : H : O        = 40/12 : 6.67/1 : 53.3/16

                                                = 3,33 : 6,67 : 3,33

                                                = 1 : 2 : 1

                                                = (CH2O)n                

Rumus molekul =        (CH2O)n         = Mr

                           (12 + 2 + 16)n        = 180

                                    30n        = 180

                                        n        = 180/30 = 6

         = (CH2O)6        = C6H12O6

Soal:

Pirimidin tersusun dari 60% karbon, 5% hidrogen dan sisanya nitrogen (Ar C=12; H=1; N=14). Jika 1 gram pirimidin mengandung 7,5 x 1021 molekul (L = 6 x 1023), tentukan rumus molekul pirimidin

Jawab:

• Penentuan Rumus Empiris

C = 60% ; H = 5% ; N = 35%

C : H : N = 60/12 : 5/1 : 35/14 = 2 : 2 : 1

Rumus empiris pirimidin: C2H2N

• Penentuan Mr

Mol        = jumlah molekul/L

                   = 7,5x1021 / 6x1023

                = 0,0125 mol

Mr        = massa / mol

                = 1 g / 0,0125 mol

                = 80 g/mol

• Penentuan Rumus Molekul

(C2H2N)n         = 80

(24+2+14)n        = 80

40 x                 = 80

                x        = 2

Rumus molekul pirimidin: C4H4N2 

Rumus Struktur

Memperlihatkan jenis dan jumlah atom maupun posisinya dalam ruang.

Contoh: Rumus struktur dari CH4, NH3, dan molekul H2O