STOIKIOMETRI
S T O I K I O M E T R I
• stoichion= unsur
• metron= mengukur
• Kajian tentang hubungan kuantitatifdi dalam reaksi kimia
• studi kuantitatif antara pereaksi danhasil reaksi dalam suatu persamaanreaksi kimia yang berimbang(balance)
• Massa atom didasarkan skala isotop karbon-12, menggunakan satuan massa atom (sma) atauatomic mass unit (amu)
1 sma = seperduabelas massa dari satu atom karbon-12
• Konversi sma menjadi gram menggunakan acuanbilangan Avogadro
MASSA ATOM
1 sma = 1,661 x 10-24 gram1 gram = 6,022 x 1023 sma
MASSA ATOM
Kerapatan 1 atom hidrogen = 8,4% dari kerapatan atom karbon 12 standar = 0,084x12 sma 1,008
Mengetahui massa atom relatif lewat percobaan
Debu 1x10-16 susah ditimbang
Tidak mengetahui masa rata2 atom besi tapi tahu bahwa masanya ± 56 kali masa atom hidrogen
MASSA ATOM RATA-RATAMassa atom rata-rata dari karbon alam
= (0,9890)(12 sma)+(0,011)(13,00335)
= 12,01 sma
Contoh massa relatif beberapa atom ( disimbolkan Ar)
1 atom H = 1,008 sma1 atom C = 12,011 sma1 atom O = 15,999 sma
MASSA MOLAR
• Massa molar adalah massa satu mol dari suatusenyawa
• Mol = banyaknya suatu zat yang mengandung entitas dasar sebanyak jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram isotop karbon 12
• Satuan massa molar = gr / mol atau kg/mol
• Banyaknya partikel (molekul atau atom) dalamsatu mol zat sebanding dengan bilanganAvogadro
1 mol = 6,022 x 1023 partikel
Contoh perhitungan
Berapa banyak atom H dalam 92 g senyawa C2H6O ?
1 mol C2H6O = (2 x 12) + (6 x 1) + 16 = 46 g C2H6O
1 mol H = 6,022 x 1023 atom H
7,23 x 1024 atom H
1 mol C2H6O = 6 mol atom H
92 g C2H6O1 mol C2H6O
46 g C2H6Ox
6 mol atom H
1 mol C2H6Ox
6,022 x 1023 atom H
1 mol atom Hx =
MASSA MOLEKUL
Massa molekul suatu senyawa adalah jumlah darimassa atom-atom penyusunnya sesuai denganrumus molekulnya
Massa C2H6O = (2 x massa atom C) + (6 x massa atom H) + (1 x massa atom O)
Persentase Komposisi• Persentase komposisi (percent composition ) :
persentase massa dari tiap unsur yang terkandung dalam suatu senyawa
n x massa molar unsurMassa molar senyawa
x 100%
n merupakan jumlah mol unsur dalam 1 mol senyawa
Penulisan lain untuk % unsur dalam senyawa =
%100xMrSenyawa
ArUnsur
Berapa persentase bobot masing-masingatom C, H dan O dalam senyawa C2H6O ?
1 mol C2H6O, maka Mr C2H6O = (2 x 12) + (6 x 1) + 16 = 46
% C =
% H =
% O =
2x(12) atom C
46 C2H6O
6x(1) atom H
46 C2H6O
1x(16) atom O
46 C2H6O
= 52,18 %
= 13,04 %
= 34,78 %
Contoh perhitungan
Perbandingan indeks = perbandingan mol tiap unsur
Senyawa mengandung 49,48% C; 5,15% H; 28,87% N dan16,49% O. Tentukan rumus empiris molekul senyawatersebut.
CONTOH PERHITUNGAN
: : :
Rasio C : H : N : O
49,48 % C
12
49,48% : 5,15% : 28,87% : 16,49%
5,15 % H
1
28,87 % N
14 16,49 % O
16
4,12 : 5,15 : 2,06 : 1,03
4 : 5 : 2 : 1
Rumus empiris molekul C4H5N2O
Rumus empiris dari senyawa
• Persamaan kimia (chemical equation) adalahpenyajian suatu reaksi kimia dalam susunanberurutan rumus pereaksi, panah dan rumus hasilreaksi
• Wujud materi dari pereaksi dan hasil reaksidinyatakan dalam gas (g), solid (s), liquid (l) atauaqueous (aq)
• Reaksi kimia satu arah dinyatakan dengan panah (), sedangkan reaksi dua arah dinyatakan dengan panah ( )
Persamaan Kimia
Persamaan KimiaPersamaan kimia harus berimbang (balance) dengan banyaknya atom tiap unsur di kiri dan di kanan anak panah sama
H2 + O2 H20
Belum Berimbang
2H2 + O2 2H2O
Berimbang
bereaksi menghasilkan
Untuk memenuhihukum kekekalanmassa
2H2 + O2 2H2O
2 molekul H2 + 1 molekul O2 2 molekul H2O
2 mol H2 + 1 mol O2 2 mol H2O
2x(2) gram H2 + 1x(32) gram O22x(18) gram H2O
36 gram reaktan 36 gram produk
Persamaan Kimia
Reaktan Produk
Menyetarakan PersamaanKimia
• Mengidentifikasi semua reaktan dan produk serta menulisrumus molekul
KClO3 KCl + O2
• Menyetarakan dengan mencoba berbagai koefisien yang berbeda jumlah atom dari tiap unsur sama pada kedua sisipersamaan
• Mencari unsur yang muncul hanya sekali pada tiap sisipersamaan dengan jumlah atom yang sama pada tiap sisimempunyai koefisien yang sama.
• K, Cl dan O muncul hanya sekali pada tiap sisi persamaan. Hanya K dan Cl yang mempunyai jumlah atom yang sama padakedua sisi. KClO3 dan KClmempunyai koefisien yang sama
Menyetarakan PersamaanKimia
• Mencari unsur-unsur yang muncul hanya sekali padatiap sisi persamaan tetapi mempunyai jumlah atom yang berbeda dan menyetarakannya
Ada tiga atom O pada sisi kiri dan dua atom O padasisi kanan
2KClO3 KCl + 3O2
• Memeriksa persamaan yang telah disetarakan untukmemastikan bahwa jumlah total tiap jenis atom padakedua sisi persamaan adalah sama.
2KClO3 2KCl + 3O2
JUMLAH REAKTAN DAN PRODUKPerhitungan Massa Reaksi
1. Menulis rumus yang benar untuk semua reaktandan produk serta menyetarakan persamaankimianya
2. Konversi kuantitas dari sebagian atau semua zatyang diketahui (biasanya reaktan) menjadi mol
3. Menggunakan koefisien dalam persamaan yang sudah setara untuk menghitung jumlah mol darikuantitas yang dicari atau tidak diketahui (biasanyakuantitas produk)
4. Dengan menggunakan jumlah mol yang telahdihitung serta mass molarnya, konversi kuantitaszat yang tidak diketahui menjadi satuan yang diperlukan (biasanya gram)
5. Memeriksa bahwa jawabannya masuk akal dalamwujud fisiknya.
Contoh perhitunganSemua logam alkali bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogendan hidroksida logam alkali yang bersesuaian. Reaksi yang khasadalah litium dan air.
2Li(s) + 2H2O(l) 2LiOH (aq) + H2(g)
Tentukan gram H2 yang akan terbentuk dari reaksi sempurna antara80,57 g Li dengan air.
Tahap 1 : Persamaan yang setara telah diberikan pada soal
Tahap 2 : Jumlah mol Li adalah
Tahap 3 : Karena 2 mol Li menghasilkan 1 mol H2 atau 2 mol Li setara 1 mol H2
molLigLi
molLigLixmolLi 61,11
941,6
157,80
22
2 805,52
161,11 molH
molLi
molHmolLixtukyangterbenmolH
Tahap 4 : Dari massa molar H2 (2,016g) menghitung massa H2 yang terbentuk
Tahap 5 : massa molar H2 lebih kecil dari Li dan 2 mol Li diperlukan untuk menghasilkan 1 mol H2
2
2
222 70,11
1
016,2805,5 gH
molH
gHxmolHtukyangterbenmassaH
Contoh perhitungan
• Pereaksi terbatas merupakan pereaksi yang habis bereaksi terlebih dahulu dan membatasi banyaknya hasil reaksi yang terbentuk
• Pereaksi berlebih merupakan pereaksi yang terdapat dalam jumlah lebih besar daripada yang diperlukan untuk bereaksi dengan sejumlah tertentu pereaksi pembatas.
Pereaksi Pembatas
Berapa gram O2 yang tersisa jika 20 gram H2
bereaksi dengan 224 gram O2 ?
2H2 + O2 2H2O
20 gram H2 =
224 gram O2 =
20 H2
2
224 O2
32
= 10 mol H2
= 7 mol O2
Contoh perhitungan
22
Rasio mol reaksi H2 : O2 : H2O = 2 : 1 : 2
10 mol H2 untuk habis bereaksi membutuhkan O2 sebanyak
7 mol O2 untuk habis bereaksi membutuhkan H2 sebanyak
(1/2 x 10) = 5 mol O2
(2/1 x 7) = 14 mol H2
Kesimpulan : yang bereaksi adalah 10 mol H2 dan 5 mol O2
menghasilkan H2O sebanyak
(2/2 x 10) = 10 mol H2O = (10 x 18) = 180 g H2O
dan O2 yang tersisa sebanyak
(7 mol – 5 mol ) = 2 mol O2 = (2 x 32) = 64 g O2
Contoh perhitungan
23
Atau dengan cara
(1/2 x 10) = 5 mol O2
Kesimpulan : 10 mol H2 habis bereaksi dengan O2 sebanyak
menghasilkan H2O sebanyak
(2/2 x 10) = 10 mol H2O = (10 x 18) = 180 g H2O
dan O2 yang tersisa sebanyak
(7 mol – 5 mol ) = 2 mol O2 = (2 x 32) = 64 g O2
Rasio mol reaksi 2 : 1 : 2
2H2 + O2 2H2O
Pereaksi terbatas 10/2 : 7/1
RasioTerkecil
Contoh perhitungan
Reaksi Kimia
Yield• Theoretical Yield adalah banyaknya hasil reaksi
yang terbentuk jika semua pereaksi terbatasbereaksi. Jumlah ini terhitung berdasarkanpersamaan kimia berimbang.
• Actual Yield adalah banyaknya hasil reaksi yang terbentuk dari reaksi aktual. Jumlah ini terukur.
Percent Yield
Actual yield = Kuantitas hasil reaksi aktual
Theoretical yield = Kuantitas hasil reaksi prediksi stoikiometri
Jika 20 gram H2 bereaksi dengan 224 gram O2 hanyamenghasilkan 172 gram H2O, Berapa persentase yield reaksi tersebut ?
Dari perhitungan sebelumnya diprediksikan H2O yang dihasilkan adalah sebanyak 180 gram
Persen yield =172 g H2O
180 g H2O x 100% = 95,56 %
Contoh perhitungan
Hukum – Hukum Dasar• Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier, 1783)
Jumlah massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalahsama
• Hukum perbandingan tetap (Hukum Proust, 1799)
Perbandingan massa unsur-unsur yang menyusunsenyawa selalu tetap
• Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton, 1803)
Jika dua unsur dapat membentuk 2 macam senyawaatau lebih, maka perbandingan massa unsur pertamayang bersenyawa dengan unsur lain yang massanyatertentu merupakan bilangan bulat dan sederhana
SOAL-SOAL
• Masa atom rata-rata dari
Cu63
2969,09 % dan Cu65
2930,91 %
B10
519,78 % dan B11
580,22 %
Dimana masa atom masing-masing adalah 62,93 sma dan 64,9278 sma
Dimana masa atom masing-masing adalah 10,0129 sma dan 11,0093 sma
SOAL-SOAL
Belerang (s) adalah unsur non logam. Adanya sulfur dalam batubara mengakibatkan hujan asam. Berapa jumlah atom yang ada dalam 16,3 gr s? (Ar s = 32)
Hitung jumlah atom dalam 0,551 gr Kalium (K) (Ar K= 39)
SOAL-SOAL
Masa Molekul
Hitung masa molekul dari senyawa :
Belerang dioksida (SO2) dan Kafein (C8H10N4O2)
Metana (CH4) adalah komponen utama gas alam. Berapa mol CH4 yang ada dalam 6,07 gr CH4 ?
SOAL-SOAL
• Persen Komposisi
Hitung % komposisi masa dari H, P dan O
dalam asam fosfat (H3PO4)
Hitung % komposisi masa dari H, S dan O
dalam asam sulfat (H2SO4)
SOAL-SOAL
• Suatu sampel senyawa terdiri dari nitrogen dan oksigen mengandung 1,52 gr N dan 3,47 gr O. Mr dari senyawa tersebut adalah antara 90 dan 95 gr. Tentukan rumus molekul dan masa molar yang tepat dari senyawa ini !