Stoikiometri membahas perbandingan atom dalam reaksi kimia. Satuan dasar jumlah zat kimia adalah mole yang sama dengan 6,022x1023 partikel. Rumus empiris menunjukkan perbandingan terkecil atom dalam senyawa, sedangkan rumus molekul adalah formula sebenarnya. Konsentrasi larutan dinyatakan dalam molaritas yang menunjukkan jumlah mol zat terlarut per liter larutan.
1. STOICHIOMETRY
Stoichiometry berasal dari bahasa yunani yang berarti
stoicheion berarti unsur dan metron berarti mengukur
Stoichiometry adalah cabang ilmu kimia yang
mempelajari perbandingan atom dari unsur dalam
senyawa atau perbandingan unit formula dari bahan di
dalam reaksi kimia :
2 atom H + 1 atom O 1 molekul H2O
2 lusin H atom + 1 lusin atom O 1 lusin molekul H2 O
Perbandingan atom H dan O : 2: 1
Rasio tersebut merupakan Hukum Stoichiometry untuk air
2. Konsep Mole
Standard Internasional menetapkan unit dasar untuk jumlah
bahan kimia adalah mole (mol).
Satu mole dari unsur atau senyawa mempunyai jumlah
unit formula seperti pada atom di dalam 0,012 kg atau 12 g
dari carbon-12 (sama dengan 6,0221367 x 1023)
Bilangan tersebut dinamakan bilangan avogadro (biasanya
ditulis 6,02 x 1023 atau 6,022 x 1023 )
1 mol = bilangan avogadro = 6,022 x 1023 atom/senyawa)
Pada stoichiometry : jumlah dari mole sama dengan unit
formula
2 ml H + 1 mol O 1 mol H2O
Perbandingan H dan O = 2 : 1
3. Equivalen
Equivalent adalah perbandingan atom atau
mol yang terjadi dalam formula :
Misal P4O10
4 atom P terhadap 10 atom O
4 mol P terhadap 10 mol O
1 mol P4O10 4 mol P
1 mol P4O10 10 mol O
4 mol P 10 mol O
4. Contoh
Berapa mol O atom dibutuhkan untuk bereaksi dengan
4,20 mol atom Cl untuk membentuk Cl2O7
4,20 mol Cl ? Mol O
2 mol Cl 7 mol O
4,20 mol Cl X 7 mol O = 14, 7 mol O
2 mol Cl
5. Mengukur Mol dari unsur dan senyawa
1 mol unsur berat unsur dalam gr
Berapa mol Si dari 4,60 g Si ?
1 mol Si 28,09 gr Si
4,60 g Si X 1 mol Si = 0,164 mol Si
28,09 g Si
6. Persentase komposisi
% masa = masa bagian senyawa x 100 %
masa senyawa
Hasil analisis 0,5462 g dari suatu bahan, terdapat
0,1417 g N dan 0,4045 g O. Berapa prosentase dari
komposisi bahan ?
% N = 0,1417 g = 25,94 %
0,5462 g
% O = 0,4045 g = 74,06 %
0,5462 g
7. Untuk senyawa yang terdiri dari N dan O terdapat
beberapa aternatif : N2O, NO, NO2, N2O3, N2O4, dan
N2O5
Misal N2O5
2 mol N = 2 x 14,01 g N = 28,02 g N
5 mol O = 5 x 16,00 g O = 80,00 g O
1 mol N2O5 = 108,02 g N2O5
Perhitungan prosentase :
Untuk % N = 28,02 g x 100 % = 25,94 % N di N2O5
108,02
Untuk % O = 80,00 g x 100 % = 74,06 % O di N2O5
108,02 g
Jadi formula yang benar adalah N2O5 karena prosentase
kandungan N dan O dari bahan tersebut sama dengan
prosentase formula N2O5
8. Rumus empiris dan rumus molekul
Rumus empiris adalah rumus molekul yang
menggambarkan perbandingan bilangan bulat terkecil
dari atom di dalam molekul
Rumus molekul adalah formula sebenarnya dari molekul.
Misal :
Formula molekul : P4O10
Formula empirik : P2O5
9. Contoh
Suatu Sample yang belum diketahui rumusnya
mempunyai berat 2,571 g, terdiri dari 1,102 g C dan
1,469 g O, tuliskan rumus empirisnya ?
Mol C = 1,102 g C x 1 mol C = 0,09176 mol C
12,01 g C
Mol O = 1,469 g O x 1 mol O = 0,09181 mol O
16,00 g O
Formula empirik C0,09176 O0,09181 (harus nomor bulat)
C 0,09176 O0,09181
0,09176 0,09176
C1O1 CO
10. Menghitung rumus empiris dari prosentase komposisi
bahan
Bubuk putih yang digunakan di dalam keramik
mempunyai komposisi Ba = 69,58 %; C= 6,090 %; dan
O = 24,32 %. Tuliskan formula empiriknya
Merubah prosentase menjadi perbandingan mol.
Mol Ba = 69,58 g Ba x 1 mol Ba = 0,5067 mol Ba
137,33 g Ba
Mol C = 6,090 g C x 1 mol C = 0,5071 mol C
12,01 g C
Mol O = 24,32 g O x 1 mol O = 1,520 mol O
16,00 g O
Rumus empiris : Ba0,5067C0,5071O1,520 (dibagi 0,5067)
Ba1,009C1,001O3,000 BaCO3
11. Menghitung Rumus Molekul
Styrene merupakan bahan dasar untuk plastik
mempunyai formula empirik CH, dan masanya 104 g.
Tuliskan formula molekulnya !
Rumus empiris adalah CH
Masanya = masa C + masa H
= 12,01 g + 1,01 g = 13,02 g
Diketahui masa molekul = 104
Masa molekul styrene = 104/13,01 = 7,99 kali masa CH
atau 8 kali masa CH
Jadi rumus molekul Styrene adalah C8H8
12. Menyeimbangkan persamaan
Ada dua tahap penyamaan persamaan ;
Tahap I : Menulis persamaan yang belum seimbang
Tahap II : Mengatur koefisien pada bagian kiri dan kanan,
tanpa merubah simbol atom atau indeksnya
Contoh :
Tahap I :
Zn (s) + HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g) belum
seimbang
Tahap II :
Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g) seimbang
13. Perhitungan pereaksi pembatas dan berlebihan
Kadang-kadang reaksi memerlukan salah satu reaktan
yang berlebih
Misal pada pembuatan gas ammonia (NH3)
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Apabila kita menyediakan 1 mol N2 dan 5 mol H2, berapa produk
maksimum ?
1 mol N2 3 mol H2
Maka produk yang terbentuk adalah 2 mol NH3, sehingga
setelah 3 mol H2 bereaksi dg 1 mol N2 maka masih tersisa 2 mol
H2 (pereaksi berlebihan)
Bahan yang bereaksi semua yaitu N2 disebut pereaksi pembatas.
Apabila 2 mol N2 dan 5 mol H2 yang tersedia
5 mol H2 x 2 mol NH3 = 3,33 mol NH3
3 mol H2
H2 sebagai reaktan pembatas
14. Reaksi dalam larutan
Larutan : Campuran homogen dari partikel kimia terkecil
atom, ion atau molekul.
Pelarut (solvent) : media dimana bahan terlarut tercampur
dan terlarut.
Bahan terlarut (Solute) semua bahan yang terlarut pada
pelarut.
Gas : CO2 pada minuman berkarbonat
Larutan : ethylene glycol pada air (air radiator)
Padat : gula pasir
Konsentrasi larutan : adalah perbandingan antara solute
dan solution.
Dilute solution : konsentrasi sangat kecil (air laut)
Concentrated solution : konsentrasi sangat besar (sirup)
Saturated solution : pada suhu tertentu tidak dapat melarutkan lagi
solute.
15. Pengukuran konsentrasi larutan
Kelarutan suatu solute adalah jumlah gram solute per
100 g solvent pada temperature tertentu untuk mencapai
saturated solution (larutan jenuh).
Untuk stoichiometry untuk menyatakan konsentrasi
larutan adalah molarity, M (molar concentration).
Molarity adalah jumlah mol dari zat terlarut (solute) per
liter larutan(solution).
Molarity (M) = mole of solute
litre of solution
Misal larutan 0,100 mol NaCl di dalam 1,00 L atau 0,0100 mol
NaCl di dalam 0,100 L
=0,100 mol NaCl = 0,0100 mol NaCl = 0,100 M NaCl
1,00 L NaCl larutan 0,100 L NaCl larutan
16. Berapa M larutan NaCl yang melarutkan 1,461 g NaCl
dalam 250 mL gelas ukur.
Mol NaCl = 1,461 g NaCl x 1 mol NaCl = 0,02500 mol NaCl
58,44 g NaCl
M = 0,02500 mol NaCl = 0,1000 M NaCl
0,250 L larutan
17. Pembuatan larutan dari larutan standard
VdilMdil = V concedMconcen
V1M1 = V2M2
Bagaimana saudara mempersiapkan 100 mL 0,0400
M K2Cr2O7 dari 0,200 M K2Cr2O7
V1 = 100 mL, M1 = 0,0400 M
M2 = 0,200 M, V2 = ?
100 mL x 0,0400 M = V2 x 0,200 M
V2 = 100 mL x 0,0400 M
0,200 M
= 20,0 mL
18. Stoichiometry dari reaksi dalam larutan
Untuk menyiapkan AgBr dapat dilakukan dari larutan AgNO3
dan larutan NaBr
AgNO3(aq) + NaBr(aq) AgBr(s) + NaNO3(aq)
Berapa mL 0,125 M NaBr (larutan) harus ditambahkan
dengan zat terlarut di dalam 25,0 mL 0,115 M AgNO3
Solusi :
Pertama menghitung moles AgNO3
25,0 mL AgNO3 (lart) x 0,115 mol AgNO3 = 2,88 x 10-3 mol AgNO3
1000 mL AgNO3 lart
Berarti NaBr yang dibutuhkan juga = 2,88 x 10-3 mol
Karena 1 mol AgNO3 1 mol NaBr
19. Volume dari 0,125 M NaBr :
2,88 x 10-3 mol NaBr x 1000 mL NaBr(lart) = 23,0 mL NaBr (lart)
0,125 mol NaBr
Jadi 23,0 mL 0,125 M NaBr cukup untuk direaksikan dengan AgNO3
dalam 25,0 mL 0,115 M AgNO3
20. x 1 mol NaBr
1 mol AgNO3
Mol AgNO mol NaBr
V AgNO3 x M AgNO3 x 1000 mL NaBr (lrtn)
0,125 mol NaBr
AgNO3 (lrtn) NaBr (lartn)
25 mL 0,115 M AgNO3 Dicari ? mL 0,125 M NaBr