20536_p4(stoikiometri).ppt

“Stoikiometri”

Kuliah Ke 4 Kimia Dasar

Stoikiometri :  

  

Bahasa Yunani : stoikheion (elemen) dan metriā (ukuran)  ”pengukuran Unsur” Perhitungan kuantitas dalam reaksi Kimia berdasarkan persamaan reaksi Contoh : 2H2 + O2 2H2O 2 molekul hidrogen dan satu molekul oksigen menghasilkan dua molekul air

Koefisien menunjukkan jumlah mol dalam suatu zat. Persamaan yang setimbang merupakan rasio molar Massa Molar = massa (g) dalam 1 mol zat



Karena jumlah molekul yang bereaksi sangat besar, dibuat satuan “mol”



Hubungan mol dengan jumlah molekul = Bilangan Avogadro NA (percobaan) “satu mol tiap zat mengandung 6,022 x 1023 atom

Contoh 1.

2.

Ada berapa atom yang terdapat dalam 16,3 g S ? Karat adalah satuan massa yang digunakan pada perhiasan. Satu karat sama dengan 200 mg. ada berapakah atom C yang ada dalam Berlian 24 karat ?

Persamaan Kimia Persamaan kimia digunakan untuk menjelaskan reaksi kimia yang umumnya diperoleh melalui percobaan dengan mengamati perubahan kimia yang terjadi dan dapat dideteksi dengan adanya perubahan kuantitas materi selama reaksi kimia berlangsung.

Prinsip dasar perhitungan kuantitatif persamaan kimia adalah Hukum Kekekalan Massa :

“ Pada reaksi kimia, massa zat pereaksi = massa zat hasil reaksi Hukum Perbandingan Tetap :

“ Pada suatu reaksi kimia, massa zat yang bereaksi dengan sejumlah tertentu zat lain selalu tetap “. atau “ Suatu senyawa selalu terdiri atas unsur-unsur yang sama dengan perbandingan massa yang tetap”

Persen Komposisi Senyawa n x Ar unsur %komposisi suatu unsur  x100% Mr senyawa n= jumlah mol unsur dalam 1 mol senyawa

Contoh soal 1.

Hitung persen komposisi H, S, dan O dalam Asam fosfat H3PO4 (Mr=98)

2.

Analisis suatu logam klorida XCl3 ternyata mengandung 67,2 % massa Cl. Hitung massa molekul X dan identifikasi unsur X !

Rumus Kimia terdiri atas : •Rumus empiris

Rumus yang paling sederhana , merupakan perbandingan terkecil atom dalam unsur yang menyusun suatu senyawa. •Rumus molekul

Rumus yang menjelaskan jumlah atom setiap unsur di dalam molekul tersebut. Rumus molekul dan rumus empiris ditentukan dengan percobaan.

Misal : RE glukosa adalah CH2O

artinya bahwa jumlah atom karbon, hidrogen dan oksigen memiliki nisbah 1 : 2 : 1. Rumus empiris dituliskan dengan notasi (CH2O)n. Bila dari percobaan diperoleh Mr = 180, akan diperoleh n = 6. sehingga RM nya adalah C6H12O6 (RM glukosa). Jadi Rumus molekul adalah kelipatan bilangan bulat dari rumus empiris.

Penentuan RE dari Persen Komposisi Persen massa perbandingan Mol masingmasing unsur Jadikan perbandingan bilangan bulat Rumus empiris

Contoh soal : Asam askorbat (vitamin C) mengandung persen massa 40,92 % karbon, 4,58 % hidrogen dan 54,50 % oksigen. Hitung rumus empirisnya !

Latihan soal 1.

2.

Bau nenas yang harum itu disebabkan oleh senyawa organik golongan ester. Ester ini adalah etilbutirat yang mempunyai susunan 2,585 g C dan 0,430 g H dan 1,155 g oksigen. Tentukan RE dan RM bila diketahui Mr etil butirat terletak antara100 dan 125.3 Diketahui senyawa X mengandung 63,3 % Mn (Ar= 55) dan 36,7 % O (Ar= 16). Ketika X dipanaskan terbentuk gas O2 dan senyawa baru Y yang mengandung 72% Mn dan 28 % O. Hitung RE senyawa X dan Y

Menyetarakan Persamaan Kimia Reaksi kimia :  menggabungkan unsur-unsur menjadi senyawa,  penguraian senyawa menghasilkan unsur-unsurnya  transformasi senyawa yang ada menjadi senyawa baru. Oleh karena atom tidak dapat dimusnahkan dalam reaksi kimia, maka jumlah atom (atau mol atom) dari setiap unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.

Contoh Soal 

Proses Hargreaves ialah prosedur industri untuk membuat natrium sulfat (Na2SO4) yang digunakan dalam pembuatan kertas. Bahan awalnya adalah NaCl, SO2, air dan oksigen. HCl dihasilkan sebagai hasil samping. Tulis persamaan kimia yang balans untuk reaksi ini.

Latihan Soal Setarakan persamaan reaksi berikut :  KOH

+ H3AsO4  Si2H6 + H2O  Al + NH4ClO4

K2HAsO4 + H2O Si(OH)4 + H2 Al2O3 + AlCl3 + NO + H2O

Hubungan Massa Dalam Reaksi Kimia Pertanyan dasar dalam laboratorium kimia adalah : “ berapa banyak produk yang akan dihasilkan dari sejumlah tertentu reaktan ? atau sebaliknya “ berapa jumlah reaktan yang harus digunakan untuk menghasilkan sejumlah tertentu produk ? “ Kajian mengenai hubungan antara massa reaktan dan produknya ini disebut stoikiometri. Stoikiometri merupakan dasar dalam semua jenis ilmu kimia.

Untuk menginterpretasikan suatu reaksi secara kuantitatif, kita harus mempunyai pengetahuan tentang massa Molar (Mr/Ar/BM) dan konsep mol.  Apapun satuan yang digunakan pada reaktan atau produk (mol, gram, liter, atau satuan lain), kita gunakan mol untuk menghitung jumlah produk yang dihasilkan dalam reaksi. 

mol  

gram Mr atau Ar

Contoh Soal Kalsium hipoklorit (Ca(OCl)2) digunakan sebagai bahan pemutih. Senyawa ini dihasilkan dari narium hidroksida, kalsium hidroksida, dan klorin yang menurut persamaan keseluruhannya adalah : 2NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O berapa gram klorin dan natrium hidroksida yang bereaksi dengan 1067 g Ca(OH)2 dan berapa gram kalsium hipoklorit yang dihasilkan ?

Ketika baking soda (Natrium bikarbonat) dipanaskan, maka akan dibebaskan gas CO2 yang membuat kue atau roti mengembang. a. Tulis persamaan reaksi penguraian natrium bikarbonat menjadi CO2 dan H2O (salah satu produknya adalah Na2CO3). b. Hitung massa natrium bikarbonat yang dibutuhkan agar dihasilkan 20,5 g CO2. 2. Fermentasi adalah proses kimia yang kompleks dalam pembuatan minuman anggur (wine). Pada proses ini glukosa dikonversi (diubah) menjadi ethanol dan CO2 berdasarkan persamaan reaksi : C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 glukosa etanol Jika digunakan 500,4 g glukosa, berapakah jumlah maksimum etanol dalam gram dan liter , yang dapat diperoleh melalui proses ini ? (densitas ethanol = 0,789 g/mL) 1.

 Reaktan

pembatas dapat dihitung secara stoikiometri dengan satuan yang disebut satuan jumlah reaktan (sjr) yang diperoleh dari jumlah mol dibagi koefisiennya. mol sjr  keofisien

 Reaktan

yang memiliki sjr terkecil merupakan reaktan pembatas pada proses tersebut.  Produk reaksi kimia ditentukan oleh kesetaraan mol terhadap reaktan pembatasnya.

Reaktan Pembatas dan Persentase Reaktan Pembatas 





Misalkan sejumlah reaktan tertentu dicampur dan dibiarkan bereaksi. Reaktan yang habis pertama kali ialah Reaktan Pembatas. Dan sebagian reaktan lainnya masih tersisa walaupun reaksi sudah selesai. Reaktan lain ini berada dalam keadaan berlebih. Jumlah produk yang terbentuk akan tergantung pada reaktan pembatas, bila produk ingin dinaikkan maka jumlah reaktan pembatas harus diperbesar.

Contoh Soal Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 mol HCl sesuai persamaan reaksi ; KIO3 + 5KI + 6HCl

6KCl + 3I2 + 3H2O

Apakah semua pereaksi akan habis ? tentukan pereaksi pembatasnya dan berapa gram I2 yang akan terbentuk ? (Ar I = 127 g mol-1).

Latihan soal Pada reaksi : MnO2 + HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O Jika 0,86 mol MnO2 bereaksi dengan 48,2 g HCl, : a. Setarakan persamaan reaksi b. Manakah pereaksi yang habis ? c. Berapa gram Cl2 yang terbentuk ?

Latihan Soal Beberapa tahun terakhir ini, lapisan ozon sudah semakin menipis. Ozon dapat bereaksi dengan gas NO menghasilkan O2 dan NO2. Jika sebanyak 0,740 g O3 bereaksi dengan 0,670 g NO, :

a. Manakah yang merupakan reaktan pembatas ? b. berapa gram NO2 yang akan dihasilkan? c. Hitung jumlah mol reaktan berlebih yang tersisa pada akhir reaksi !

Konsep % Hasil:

Apa yang dimaksud Yield? Jumlah produk yang dibuat dalan reaksi.  (hasil

nyata) Actual yield- yang dihasilkan dari percobaan ketika bahanbahan kimia dicampurkan

 Hasil

teoritis. Theoretical yieldberdasarkan persamaan reaksi

Persen hasil ( Yield):   

Persen hasil menyatakan seberapa efisien reaksi yang terjadi Persen hasil tidak mungkin> 100 %. Hasil teoritis akan selalu > hasil nyata!

Kemungkinan penyebab : - reaktan yang tidak murni - terjadi reaksi samping - ada produk hilang saat disaring atau dipindahkan antar wadah.

Persentase Hasil Hasil persentase (% hasil) suatu reaksi adalah nisbah jumlah produk sesungguhnya yang diperoleh (eksperimental) atau hasil nyata terhadap hasil teoritis dari persamaan reaksi dikali seratus persen

hasil nyata % hasil  x 100 % hasil teoritis

Contoh Soal

a. b.

Pada suatu industri, dibuat logam titanium dengan mereaksikan titanum(IV)klorida dengan magnesium pada suhu tinggi : TiCl4 + 2Mg Ti + 2MgCl2 Dalam suatu proses, sebanyak 3,54 x 107 g TiCl4 bereaksi dengan 1,13 x 107 g Mg. (Ar Mg=24, Mr TiCl4 = 189,7) Hitung titanium yang dihasilkan secara teoritis Hitung persen hasil jika hasil nyata logam Ti yang diperoleh adalah 7,91 x 106 gram.

Latihan Soal

a.

b.

Disulfida diklorida S2Cl2 yang digunakan pada proses vulkanisasi karet, dibuat dengan mereaksikan sulfur dengan klorin : S8 + 4Cl2 4S2Cl2 Jika sebanyak 4,06 g S8 direaksikan dengan 6,24 g Cl2, hitung : S2Cl2 yang diperoleh secara teoritis. Jika hasil nyata diperoleh 6,55 g. Berapa persen hasil

Quis

BaCl  XSO  BaSO  XCl

1.

2 4 4 2 Pada reaksi : jika massa BaCl2 adalah 13 gram dan massa XSO4 7,5 gram dan reaksi berlangsung sempurna. Berapakah massa XCl2 dan BaSO4 yang dihasilkan?. Berapakah massa atom relatif X?(Ar Ba 137).

2.

Jika sebanyak 49 gram asam sulfat bereaksi dengan 35 g NaOH menghasilkan natrium sulfat dan air, tentukan : a. massa (g) natrium sulfat yang dihasilkan b. massa reaktan berlebih yang tersisa c. persen hasil (yield) jika dari percobaan diperoleh 50,5 g natrium sulfat.

How do you get good at this?