Stoikiometri 2

Stoikiometri : Penguraian KClO3 I. Tujuan 1. Menghitung koefisien reaksi penguraian KClO3 2. Menghitung volum molar gas oksigen dalam keadaan STP 3. Menghitung persentase O2 dalam KClO3

II. Tinjauan Pustaka Cabang ilmu yang mempelajari atau membahas hubungan bobot antar unsureunsur dan senyawa dalam reaksi kimia baik dalam skala molekuler maupun dalam skala eksperimental disebut stokiometri.(R.A Day,Jr.1999:295) Dengan kata lain bisa dikatakan stoikiometri ialah bagian ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif antar zat didalam reaksi (antara zat-zat yang bereaksi,maupun dengan hasil reaksi).Perihal nisbah bobot antar zat dalam reaksi dibahas dalam stoikiometri sebuah istilah yunani.Stoikhein artinya unsur dan metrein artinya mengukur. Menentukan nisbah stoikiometri adalah nisbah bobot antar zat dalam reaksi.Dengan memahami mol dan massa molar (gramaton dan grammolekul),kita mudah menentukan nisbah ini. Stoikiometri adalah hubungan antara bobot dengan reaksi-reaksi kimia yang berarti mengukur unsur.Hal ini berguna untuk menentukan komponen senyawa dan campuran.Ini merupakan dasar dari konsep mol untuk menyeimbangkan persamaan reaksi. Zat yang dihasilkan dari penguraian termal KClO3 adalah zat KCl dan gas O2 dengan menggunakan katalis MnO2 : 2KClO3 (s) MnO  2 → 2 KCl (s) + 3O2 (g) Jumlah mol O2 yang dibebaskan dapat dihitung dari hokum gas ideal,n = PV / RT,sehingga diperlukan informasi tentang tekanan,volume dan suhu dari gas O2. Jika salah satu zat sudah diketahui molarnya maka mol zat-zat lain pada persamaan reaksi tersebut dapat dicari dengan cara membandingkan koefisien :

Mol zat A = koefisien zat A X mol zat B koefisien zat B Pada tekanan cukup rendah dan suhu yang cukup tinggi semua gas ternyata mematuhi hokum yang menyatakan hubungan antara volume gas dan tekanan suhu. “Volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi masingmasing gas tersebut.Volum gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gas yang bereaksi hasil,bila diukue pada tekanan dan suhu yang sama berbanding sebagai bilangan-bilangan bulat dan sederhana,jadi pada gas-gas koefisien reaksi berfungsi ganda : a. Mengetahui perbandingan mol b. Mengetahui perbandingan volum Hukum avogadro“Pada suhu dan tekanan yang sama semua gas yang volumnya sama,mengandung jumlah molekul yang sama pula.Maka gas-gas yang bervolum sama akan mempunyai jumlah mol yang sama.(Irfan Anshory,1988 : 71-75) Tekanan yang disebabkan oleh sebuah komponen partikel gas dalam mixture dikenal sebagai tekanan persial. Fenomena ini diambil dari teori kinetic yang dikemukakan oleh jhon Dalton dalam teori atom modern,sebagaimana diketahui bahwa tekanan total di dalam sebuah system adalah jumlah dari tekanan parsial dari setiap komponen gas : Ptotal = P1 + P2 + P3 + … Tekanan juga dapat dihitung dengan menggunakan persen massa suatu gas dalam atmosfir dikali tekanan standar.Misal O2 di atmosfir 21 % maka tekanannya : PO2 = 0,21 x 760 atm = 160 atm (Leo J.Malone.1938 : 290-291) Hukum gas V α

T P

Hukum Avogadro V α n

Dikombinasikan ke satu relasi yang akan memperoleh volum gas V α n Ini

bias

diubah

ke

sebuah

kualitas

dengan

mengguanakan

T P

isi

dari

kepropesional.Konstanta yang digunakan disini adalah R yang disebut konstanta gas.Akan diperoleh hokum gas ideal V=

nRT atau PV = nRT (Leo J.Malone.1983 : 293) P

Pada n Konstan dalam dua kondisi P1 V1 = P2 V2 T1

T2

Mencari harga tetapan R pada STP 1 mol gas n

V

1 mol 22,414

T

R

273,15 ° K

1 atm

Harga ini dapat disubtitusikan ke dalam persamaan dan cari harga R R=

VP 22,414 l 1atm = = 0,082057 Tn 273,15 ° K 1mol

latm ° Kmol

Volum 1 mol gas pada STP adalah PV=nRT 1 V = 1.0,08205.273 V = 22,4 Sehingga volum n mol zat adalah V = n x 22,4(Charles W.Keenam.1986 : 263-264) Dengan mengingat banyaknya mol zat itu sama dengan massa dibagi massa molekulnya maka persamaan gas ideal menjadi P V = n R T dengan n =

m mr

mRT  m Sehingga PV =   .R.T atau mr = PV  mr 

Karena massa jenis p =

massa (m) lRT maka mr = volum(v) P

(Suharno Pikir.1989 : 11)

III. Pelaksanaan Percobaan A.Alat dan Bahan yang digunakan
Timbangan Listrik


Statif dan Klem


Tabung Reaksi Pyrex


Labu Florent


Botol Timbang


Gelas Ukur


Lampu Spritus


Termometer


Klem Penjepit


Sudip atau sendok zat


KClO3


MnO2

b. Cara Kerja Persiapan Alat : 1. Dipasang alat-alat yang digunakan. 2. Sebelum dilakukan percobaan alat-alat dites terhadap kebocorannya. 3. Labu florent diisi dengan air hingga hampir penuh dan klem penjepit dibuka. 4. Selang karet bagian atas labu florent yang berhubungan dengan tabung reaksi dilepas.Pipa kaca ditiup hingga selang karet terisi penuh dengan air sehingga air akan mengalir dari labu kegelas kaca. 5. Selang karet dihubungkan kembali dengan pipa kaca pendek pada labu florent selama air masih mengalir. 6. Jika tidak ada ada kebocoran selang karet dijepit dengan klem penjepit dan gelas piala dikosongkan.

Cara Kerja : 1. Dalam keadaan bersih,kering dan kosong tabung reaksi pyrex 200 ml ditimbang dengan menggunakan neraca timbang ketelitian 0,001 g. 2. KClO3 ditimbang sekitar 0,2 gram dengan ketelitian 0,001 g dalam tabung reaksi lalu ditambah MnO2. 3. KClO3 dihomogenkan dengan MnO2. dalam tabung reaksi. 4. Dipasang tabung reaksi yang berisi KClO3 dan MnO2 menggantikan tabung reaksi kosong pada alat yang telah disiapkan. 5. Dasar tabung reaksi dipanaskan dengan api spritus sekitar 1 menit dan buka klem penjepit. 6. Dilanjutkan pemanasan hingga tidak ada lagi yang mengalir dari selang karet ke gelas kimia(selama pengaliran tekanan dalam alat dan udara diusahakan sama dengan mengatur tinggi permukaan air didalam labu dan gelas kimia). 7. Setelah tidak ada lagi air yang menetes (30 menit pemanasan) selang karet dijepit kembali dan api dipadamkan. 8. Air dalam gelas kimia diukur volumenya dengan gelas ukur dan dicata suhu airnya.

9. Setelah tabung reaksi dingin,lepaskan tabung reaksi dan bersihkanlah dan timbang kembali dengan ketelitian 0,001 g dan catat tekanan dan suhu udara di laboratorium.

IV. Hasil dan Pembahasan 1.Hasil Pengamatan Setelah melakukan percobaan hasil pengamatan yang didapat adalah : a.Muncul gelembung-gelembung udara pada pipa penyalur b. KClO3 habis bereaksi dan MnO2 masih tertinggal didalam tabung reaksi c.Volume air dalam tabung eudiometer habis d.Volume air dalam bezana bertambah 2.Pengamatan No

Data Kerja

Ulangan I

Ulangan II

1

Massa tabung pyrex + KClO3 31,9 gram

31,9 gram

2

Massa tabung reaksi pyrex

31,6 gram

31,6 gram

3

Massa KClO3

0,3 gram

0,3 gram

4

Massa KClO3 + MnO2

0,4 gram

0,4 gram

5

Suhu air

27°C

27°C

6

Tekanan air

26,74 mmHg

26,74 mmHg

7

Tekanan udara

760 mmHg

760 mmHg

8 9

10

Volume air yang pindah 68 ml

68 ml

(bobot jenis H2O 1,00 g/ml) Volume yang timbul

0,068 l

0,068 l

Massa tabung reaksi pyrex 3,58 g

3,58 g

dan perlengkapannya setelah pemanasan

No

Data Kerja

A.Koefisien reaksi penguraian KClO3 1

Mol KClO3

0,0016 mol

2

Mol MnO2

0,0023 mol

3

Mol KCl

0,0016 mol

4

Persamaan reaksi penguraian KClO3

2 KClO3  2 KCl + 3 O2

No

Data Kerja

B.volume molar O2 dan % dalam KClO3 1

Tekanan dari O2 kering

729,96 mmHg

2

Tekanan O2 dalam STP

0,05184 mmHg

3

Mol O2 yang timbul

0,0023 mol

4

Volum molar O2 (1/mol) pada STP

39,63 l mol −1

5

Volum molar rata-rata

19,84 l mol −1

6

Persentase O3 dalam KClO3

35 %

3.Perhitungan A.Data kerja 1. mol KClO3 = gram / Mr = 0,2 / 122 = 0,0016 mol 2. mol MnO2 = gram / Mr = 0,2 / 86,9 = 0,0023 mol 3. mol KCl = gram / Mr = 2/2 x KClO3= 2/2 x 0,0016 = 0,0016 mol 4. Persamaan reaksi penguraian KClO3 2 KClO3  2 KCl + 3 O2 B.Data Kerja 1.Tekanan dari O2 kering P O2 = P udara – P air = 760 mmHg – 30,04 mmHg = 729,96 mmHg

2.Volume O2 pada STP V O2 = V O2 x PO2 mmHg x 273

TO ( K )

760 mmHg = 0,06 x

2

729,96 273 x = 0,05184 760 302

3.mol O2 yang timbul = massa sebelum timbul reaksi pyrex + KClO3 dipanaskan – massa tabung reaksi pyrex dan perlengkannya = 32,07-32 = 0,07 gram.Mol O2 = gram / Mr =0,07 / 32 = 0,023 mol 4.Volume molar O2(1/mol) pada STP Volume molar O2 = VO2 padaSTP

nO

2

n O2 = volume O2 yg timbul x O2= 0,061 x 0,00218 = 0,001308 maka V molar O2 =

0,05184 =39,63 L mol −1 0,001308

5.Volume molar rata-rata O2 (1/mol) pada STP : Volume molar rata-rata O2= VO2 padaSTP +Vmolar padaSTP 2

=

0,05184 +39,63 2

= 19,84 L mol −1 6.% O2 dalam KClO3 % O2 = massa

O x 100% massa KClO 2

3

=

0,07 x 100 % 0,2

= 35 % 4.Pembahasan a.Gelembung-gelembung udara yang dihasilkan dalam penguraian KClO3 diperk irakan gas O2 yang mana keadaan airnya mengalami pengurangan pada tabung

reaksi setelah homogen KClO3dan MnO2 dipanaskan. b.Dari reaksi diketahui bahwa MnO2 tidak ikut bereaksi hal ini disebabkan karena MnO2 bertindak sebagai katalisator,katalisator adalah suatu zat yg dapat mempercepat reaksi atau memperlambat laju reaksi tetapi tidak ikut bereaksi.Hal ini dapat dibuktikan karena didalam tabung reaksi masih tersisa zat yang berwarna hitam,zat ini merupakan senyawa MnO2. c.Dari O2 yg dihasilkan (mol O2 diperkirakan tidak seluruh unsur O2 yg terdapat dalam KClO3dibebaskan (dilihat dari koefisien). d.Volume O2 yg dihasilkan diukur dengan cara pemindahan air.Air dipindahkan dari tabung iudiometer bejana oleh tekanan O2,pada akhirnya reaksi volume air dalam gas kimia sama dengan volume O2 dalam labu. Persamaan Reaksi = 2 KClO3 MnO 2 2 KCl + 3 O2 −− >

Dalam melakukan percobaan penguraian KClO3 untuk mendapatkan Mr dan O2 maka digunakan gas ideal yaitu PV = n R T jadi Mr O2 = 95,38. Dalam percobaan yg dilakukan terjadi kesalahan-kesalahan dalam melakukan percobaan tersebut.Kesalahan-kesalahan yaitu :

 Kesalahan dari praktikan dalam melihat atau menggunakan alat.  Ketidakpasan alat-alat yg digunakan dari laboratorium dalam melakukan percobaan.

 Kesalahan dalam mengguanakan peralatan-peralatan di laboratorium kimia dasar sehingga dalam melakukan praktikum dengan serius dan tidak melakukan kesalahan sehingga menghasilkan pembahasan yg baik.

V.Kesimpulan 1.Dalam menentukan koefisien reaksi penguraian KClO3 menghasilkan gas O2 dan zat padat KCl dengan menggunakan katalis MnO2. 2.Dalam reaksi penguraian KClO3 bertindak sebagai katalisator adalahMnO2. 3.Tidak seluruh O2 dalam senyawaKClO3 dibebaskan dalam reaksi KClO3 4.Volume air dalam gelas kimia 1 Liter sama dengan volum O2 dalam tabung iudiometer.

Daftar Pustaka

 Anshory,Irfan.1988.Penuntun Pelajaran Kimia.Untuk SMA Kelas 1.Bandung : Gama Exact

 Jr,R A Day.1999.Analisis Kimia Kauntitatif.Edisi kelima.Jakarta : Erlangga.  Keenam,Charles W.1986.Kimia untuk Universitas.Jakarta : Erlangga.