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 !