STOIKIOMETRI

Pengertian Stoikiometri

Stoikiometri dalam arti yunani berarti, stoicheion yang artinya unsur dan metron yang berarti pengukuran, sehingga stoikiometri dapat diartikan sebagai suatu pengukuran atau ilmu matematis dari reaktan dan produk sebuah reaksi kimia. Singkatnya, stoikiometri mengacu pada banyaknya reaktan dan produk dalam suatu reaksi kimia. Volume, massa dan jumlah zat pada suatu reaksi kimia dapat dihitung dengan cara menghubungkan reaktan dan produk menggunakan informasi-informasi yang tersedia.

Hukum Dasar Kmia

Hukum Kekekalan Massa

“Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama“, dikemukakan oleh Antoine Laurent Lavoisier.

Contoh

Fe(s) + O2(g) ⎯⎯→ Fe2O2(s)

Besi dengan suatu massa tertentu yang kemudian bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa besi oksida yang massanya sama dengan massa dari besi dan oksigen mula mula.

Hukum Perbandingan Tetap

“Perbandingan massa unsur-unsur dalam satu senyawa adalah tertentu dan tetap”, teori ini dikemukakan oleh Joseph Louis Proust

Perbandingan massa Na terhadap Cl tetap, yaitu 1 : 1,54. Perbandingan massa besi dan belerang pada senyawa besi sulfida (FeS) tetap, yaitu 7 : 4. Reaksi antara hidrogen dan oksigen membentuk air memiliki perbandingan massa H : O membentuk air adalah 1 : 8

Hukum Perbandingan Tetap

“Jika dua jenis unsur bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika massa-massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut sama, sedangkan massa-massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana. “, dikemukakan oleh John Dalton dimana pada pereaksian massa oksigen yang sama, ternyata perbandingan massa unsur nitrogen didalam senyawa nitrogen dioksida dan senyawa nitrogen monoksida merupakan bilangan bulat dan sederhana

=

Hukum Perbandingan Volume

“Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana.“ dikemukakan oleh Gay Lussac. Hukum perbandingan volume dari Gay Lussac dapat dinyatakan sebagai berikut. “Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing gas.” Untuk dua buah gas (misalnya gas A dan gas B) yang tercantum dalam satu persamaan reaksi, berlaku hubungan:

Hipotesis Avogadro

“Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula”, dikemukakan oleh Amedeo Avogadro dimana perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya.

Prinsip Penyetaraan Persamaan Reaksi

Pada cara menyetarakan persamaan reaksi jumlah atom yang berada dikiri (reaktan) harus sama dengan jumlah atom dikanan (produk).

Contoh:

Atom

Jumlah atom reaktan

Jumlah atom produk

H

2

2

O

2

1

Gambar 1 Penyetaraan Reaksi

Jumlah atom H pada produk hasil reaksi sudah setara pada sesuai dengan reaktan, namun berbeda dengan atom O pada reaktan serta produk berbeda, sehingga reaksi diatas adalah reaksi yang belum setara. Untuk menyetarakan reaksi diatas dapat dilakukan penambahan koefisien pada reaksi sehingga persamaan reaksinya ialah:

Atom

Jumlah Atom Reaktan

Jumlah Atom Produk

H

2 x 2 = 4

2 x 2 = 4

O

1 x 2 = 2

2 x 1 = 2

Gambar 2 Reaksi Setara

Jumlah atom hidrogen dan oksigen dalam reaktan maupun produk sudah setara, sehingga dapat dikatakan rekasi setara.

Konsep Mol

Satuan jumlah zat dalam ilmu kimia dapat disebut mol. Konsep mol dimana satu mol zat terdapat jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12 gram C–12, yaitu 6,02 × 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut bilangan Avogadro. Partikel zat berupa atom, molekul, maupun ion.

Gambar 3 Jembatan Mol

Keterangan :

n : Jumlah mol (mol)

g : Massa (gram)

V : Volume (liter)

N : Jumlah partikel (atom atau ion atau molekul)

M : Molaritas (M)

Kondisi Standar

Kondisi dengan suhu 0 °C dan tekanan 1 atm disebut keadaan standar dan dinyatakan dengan STP (Standard Temperature and Pressure).-

Sehingga dalam keadaan standar (STP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 22,4 liter/mol.

Keadaan Kamar

Kondisi pengukuran gas dalam suhu 25 °C dan dalam tekanan 1 atm disebut keadaan kamar dan dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure).

Pada keadaan kamar (RTP), volume dalam 1 mol yaitu 24,4 liter.

Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui

Untuk pada tekanan yang nilainya diketahui maka dapat digunakan persamaan gas ideal dengan rumus PV=nRT, untuk mengetahu volume gas digunakan rumus:

Keadaan yang Mengacu pada Keadaan Gas Lain

Volume gas bergantung pada jumlah molnya dalam suhu dan tekanan yang sama. Dimisalkan gas pertama dengan jumlah mol n1 dan volume V1 gas kedua n2 dan V2

Menentukan Rumus Kimia Zat

Rumus kimia zat dapat dibedakan menjadi dua yaitu rumus empiris dan rumus molekul. Rumus empiris ditentukan dengan menghitung mol komponen penyusun zatnya dengan menggunakan Mr. Sedangkan rumus molekul dapat ditentukan jika rumus empiris dan massa molekul relatif (Mr ) zat diketahui.

Menentukan Rumus Empiris Zat

Dalam menentukan rumus empiris, perbandingan mol unsur-unsur dalam zat harus merupakan perbandingan paling sederhana.

Contoh:

Sejumlah sampel zat mengandung 11,2 gram Fe dan 4,8 gram O (Ar Fe = 56 dan O = 16). Tentukan rumus empiris senyawa tersebut.

Komponen Penyusun Zat

Massa (gram)

Mol Komponen

Fe

11,2 gram

Mol Fe =

O

4,8 gram

Mol O =

Didapatkan perbandingan Fe: O=0,2 : 0,3 = 2 : 3, maka rumus empiris senyawa adalah Fe2O3.

Menentukan Rumus Molekul Zat

Pada dasarnya rumus molekul merupakan kelipatan-kelipatan dari rumus empirisnya. Untuk menentukan rumus molekul maka:

Dapat ditentukan nilai n jika rumus empirisnya dan massa molekul relatif (Mr) zat diketahui.

)

Pereaksi Pembatas

Ada kalanya di dalam suatu reaksi kimia, sebuah reaktan habis lebih dahulu, sementara reaktan lainnya masih bersisa dimana ini disebabkan perbandingan mol zat-zat pereaksi yang dijumlahkan tidak selalu sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Hal ini menyebabkan ada zat pereaksi yang akan habis bereaksi lebih dahulu. Pereaksi yang habis terlebih dahulu inilah yang kemudian disebut pereaksi pembatas.

contoh

2NaOH(aq) + H2SO4(aq) ⎯⎯→ Na2SO4 (aq) + 2H2O(l)

Tentukan pereaksi pembatas, pereaksi sisa dan mol Na2SO4 serta H2O.

=

=

2 NaOH(aq) + H2SO4(aq) ⎯⎯→ Na2SO4(aq) + 2H2O(l)

m : 1mol 1mol 0 0

b : 1 mol 0,5 mol

s : 0 mol 0,5 mol 0,5 mol 0,5 mol

Pereaksi yang sisa adalah H2SO4(aq), dan mol Na2SO4 adalah 0,5 mol serta H2SO4 adalah 1 mol.

Komposisi Zat

Komposisi zat dinyatakan dalam persen massa (% massa). Perhitungan persen massa untuk setiap komponen dapat menggunakan persamaan berikut.

x 100%

Komposisi Zat Secara Teoritis

Struktur teoritis materi adalah komposisi suatu zat tertentu dari rumus kimianya. Untuk zat sejenis senyawa, komposisinya bersifat teoritis dapat dinyatakan dalam persentase massa unsur-unsur dalam campuran