PERSAMAAN KIMIA DAN STOIKIOMETRI

Persamaan kimia

• Reaksi kimia: perubahan yang terjadi saat satu atau lebih zat diubah menjadi zat lain

• Persamaan kimia menyatakan kesetaraan jumlah zat-zat yang bereaksi dan jumlah zat-zat hasil reaksi, dan penulisan zat tersebut menggunakan lambang unsur atau rumus kimia

Jenis-jenis Reaksi Kimia

• Reaksi penggabungan: reaksi dimana dua/lebih zat bergabung membentuk zat baru

• Reaksi penguraian: reaksi dimana suatu zat diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana

• Reaksi penggantian/pertukaran: reaksi dimana suatu unsur bereaksi dengan senyawa menggantikan unsur yang terdapat dalam senyawa tersebut

• Reaksi metatesis: reaksi yang melibatkan pertukaran antara pereaksi

• Reaksi pembakaran: reaksi yang melibatkan oksigen sebagai pereaksinya

Cara menulis dan menyetarakan persamaan kimia

1. Identifikasi pereaksi (reaktan) dan hasil reaksi, kemudian tuliskan rumus kimia unsur/senyawa, masing-masing di ruas kiri dan kanan dan dihubungkan dengan tanda panah.

2. Setarakan persamaan kimia tersebut dengan menambahkan angka (koefisien) di depan masing-masing rumus kimia unsur/senyawa yang terlibat, sehingga hukum kekekalan massa terpenuhi.

• Rumus kimia: ungkapan suatu zat dengan lambang unsur-unsur pembentuk senyawa dan jumlah atom unsur yang menyususn senyawa tersebut

• Rumus empiris: rumus kimia yang menyatakan perbandingan terkecil dari jumlah atom-atom pembentuk senyawa

• Rumus molekul: rumus kimia yang menyatakan jenis dan jumlah atom sebenarnya yang menyusun suatu senyawa

Massa Atom Relatif

• Massa atom relatif (Ar): perbandingan massa satu atom dengan massa atom standar

• Massa molekul relatif (Mr): jumlah massa dari atom-atom

Penentuan Massa Molekul Relatif

Massa molekul relatif senyawa dapat ditentukan dengan beberapa cara, tergantung pada sifat dan wujud senyawa.

• Senyawa berwujud gas dapat ditentukan dengan beberapa cara: rapat uap, hukum difusi dan cara Regnault

• Senyawa berwujud padat dapat ditentukan dengan pengukuran sifat koligatif

• Rapat uapPerbandingan massa suatu gas dengan gas lain (pada T dan P yang sama) akan setara dengan perbandingan massa molekulnya.

• Cara difusiMolekul gas selalu bergerak (berdifusi) dalam ruang dengan kecepatan yang bergantung pada massanya.

• Cara Regnault: memasukkan zat ke dalam bejana yang diketahui volumenya dan kemudian diukur suhu dan tekanannya.

dimana w = massa gas (g), R = tetapan gas ideal (0,082 L atm K-1 mol-1), T= suhu (K), P = tekanan (atm), V = volume (L)

• Pengukuran sifat koligatifMr ditentukan dari sifat koligatifnya, yaitu kenaikan titik didih (∆Tb), penurunan titik beku (∆Tf), penurunan tekanan uap jenuh (∆P) dan tekanan osmotik (π).

Contoh Soal

• Gas X berdifusi melalui lubang kecil dengan kecepatan 225 cm/s, sedangkan kecepatan oksigen dalam lubang yang sama adalah 240 cm/s. Tentukan Mr X.

• Suatu gas bermassa 0,25 g dan bervolume 500 mL pada suhu 27 °C dan tekanan 0,3 atm. Tentukan Mr gas.

• Dalam 250 gram air dilarutkan suatu senyawa sebanyak 18 g. Setelah diukur ternyata titik didih larutan = 100,208 °C. Tentukanlah Mr senyawa, bila diketahui Tb air = 100 °C dan Kb air = 0,52 °C.

Stoikiometri

• Stoikiometri (bahasa Yunani): stoicheon = unsur dan metrain = mengukur

• Stoikiometri: bidang dalam ilmu kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik pereaksi maupun hasil reaksi

• Dasar stoikiometri: koefisien reaksi

Konsep mol

• Mol: satuan jumlah zat yang menyatakan banyaknya partikel zat tersebut

• Avogadro: pada T dan P sama, setiap gas yang volumenya sama mempunyai jumlah molekul sama

• Penentuan tetapan Avogadro yang akurat didasarkan pada jumlah atom yang terdapat dalam 12,00 g isotop C-12 = 6,02 x 1023

• Satu mol zat mengandung 6,022 x 1023 partikel penyusun zat

• Hubungan antara massa zat dalam gram dengan Ar atau Mr zat

MOL Jumlah partikelMassa zat x Ar atau Mr x 6,02.1023

Contoh Soal

• Bila sebuah ember berisi 2,00 lb NaOH, berapa lb mol NaOH dan gram mol NaOH terdapat di dalamnya?

2,00 lb NaOH 1 lb mol NaOH 454 g mol

40 lb NaOH 1 lb mol

• Suatu senyawa mengandung 40% karbon, 6,67% hidrogen dan 53,3% oksigen. Tentukan rumus molekul (RM) senyawa bila Mr = 180.

Stoikiometri Reaksi

• Koefisien reaksi pada persamaan kimia menunjukkan perbandingan jumlah mol zat-zat yang bereaksi dan zat hasil reaksi

• Pereaksi pembatas: pereaksi yang habis bereaksi dan menjadi pembatas terjadinya reaksi

• Pereaksi berlebih: pereaksi yang tidak habis beraksi atau bersisa

Contoh Soal • Bila 28 g besi direaksikan dengan belerang menjadi besi sulfida,

maka tentukanlah belerang yang diperlukan dan besi sulfida yang terbentuk.Penyelesaian

Fe(s) + S(s) FeS(s)28 g ? ?0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol

S yang diperlukan = 0,5 mol = 0,5 x 32 = 16 gFeS yang terbentuk = 0,5 mol = 0,5 x 88 = 44 g

• 11,5 g natrium direaksikan dengan 48 g oksigen, tentukanlah massa Na2O yang terbentuk dan massa pereaksi yang tersisaPenyelesaian

4Na + O2 2Na2O

0,5 mol 1,5 mol0,5 mol 0,125 mol 0,25 mol

Na2O yang terbentuk = 0,25 mol = 0,25 x 62 = 15,5 g

Sisa O2 adalah (1,5 – 0,125) mol = 1,375 x 32 = 44 g

• Berapa jumlah maksimum (dalam gram) gas nitrogen dioksida yang dapat dihasilkan dari campuran 3,823 g gas NO dan 2,886 g gas O2?

Persamaan reaksi:2 NO (g) + O2 (g) 2 NO2 (g)

Stoikiometri Larutan

• Molaritas: satuan konsentrasi larutan untuk menyatakan jumlah mol zat terlarut per liter larutan

• Pengenceran larutan

• Hitunglah molaritas larutan yang mengandung 2 gram NaOH dalam 2 L larutan!

Stoikiometri Gas• Hukum Boyle

Pada suhu tetap, volume suatu gas yang massanya tertentu berbanding terbalik dengan tekanannya

• Hukum CharlesPada tekanan tetap, volume zat berbanding lurus dengan suhu mutlaknya

• Hukum Gay LussacTekanan suatu gas dengan massa tertentu berbanding lurus dengan suhu mutlak, bila volume dijaga tetap

• Hukum AvogadroPada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mempunyai jumlah molekul yang sama

• Hukum gas ideal: menggabungkan semua hukum empiris gas

P V = n R TR = tetapan gas (8,314 J mol-1 K-1 atau 0,082 L atm mol-1 K-1)

Keterbatasan hukum gas ideal dan hukum empiris gas lainnya adalah hanya sesuai untuk tekanan sedang dan suhu tidak terlalu rendah

• Berapa gram gas oksigen yang terdapat dalam suatu wadah dengan volume 50,0 L pada 21 °C, bila tekanan oksigen 15,7 atm?

• Berapa liter gas klor yang dapat dihasilkan pada 40 °C dan 1,036 atm dari 9,41 g HCl, menurut persamaan kimia berikut:KMnO4 (s) + HCl (aq) MnCl2 (aq) + KCl (aq) + H2O (l) + Cl2 (g)

Konsep Mol

MOL (n)

JUMLAH PARTIKEL (X)

MASSA (m) MOLARITAS (M)

GAS IDEAL (VSTP)

X = n x (6,02 x 1023)

VSTP = n x 22,4M = n/V

m = n x Ar/Mr