BAB 2. PERSAMAAN KIMIA DAN HASIL REAKSI

1. RUMUS KIMIA2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA

YANG BALANS3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI

KIMIA

4. REAKTAN PEMBATAS5. HASIL PERSENTASE

PERSAMAAN KIMIA

Reaktan (Pereaksi) Produk (Hasil Reaksi)

1. RUMUS KIMIA• RUMUS EMPIRIS (RE) :

Rumus yang paling sederhana dicerminkanoleh jumlah atom untuk setiap jenis atomdalam suatu senyawa

• RUMUS MOLEKUL (RM) :Jumlah atom setiap unsur didalam molekul

Misal rumus empiris glukosa (CH2O)nnisbah C : H : O = 1 : 2 : 1

Bila diketahui Mr = 180, maka n = 6rumus molekul glukosa = C6H12O6

Bagaimana dengan CoCl2 ?

• Padatan kobalt(II) klorida• Rumus empiris CoCl2

gaya tarik yang kuat :antar molekul dan antar atom kobaltdan atom klorinkedua gaya sulit dibedakanikatan ionik

• Merupakan molekul raksasa (kristal)• Jadi CoCl2 sebagai unit rumus bukan sebagai

molekul CoCl2

Contoh 2.1

Pada pembakaran 30 g senyawa organik dihasilkan 44 gCO2 (Mr = 44) dan 18 g H2O (Mr = 18). Tentukanrumus empiris senyawa organik tersebut

.Penyelesaian

44 g CO2 = 1 mol CO2 = 1 mol C = 12 g C 18 g H2O = 1 mol H2O =2 mol H = 2 g H

Bobot O = 30 g – (12 g + 2 g) = 16 g O = 1 mol ONisbah C : H : O = 1 : 2 : 1Rumus empiris = (CH2O)n

RUMUS KIMIA DAN PERSENTASE KOMPOSISI

ETILENARumus Empiris : (CH2)n Rumus Molekul : C2H4

Massa C = 12,011 gMassa H = 2,0159 gJumlah 14,027 g

PERSENTASE MASSA

KARBON = x 100% = 85, 628% C

HIDROGEN = x 100% = 14, 372% C

12,00114,027

2,015914,027

Contoh 2.2Suatu senyawa mengandung 40 % C, 6,67 % H, dan 53,3 % O. Tentukan rumus molekulnya jikaMr =180.

PenyelesaianRumus empiris = C : H : O = 40/12 : 6,67/1 : 53,3/16

= 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1 =(CH2O)n

Rumus molekul = (CH2O)n = Mr30 n = 180

n = 6(CH2O)n = C6H12O6

2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG BALANS

_Al + _HCl → _AlCl3 + _H2REAKTAN PRODUK

-Beri tanda untuk diisi dengan koefisiensetiap reaktan dan produk

- Beri koefisien 1 pada AlCl3kemudian koefisien 3 pada HCl dan 1 1/2 pada H2

Berdasarkan perjanjian koefisien 1 didepan AlCl3 danAl tidak perlu dituliskan.

CONTOH 2.3Amonia merupakan bahan dasar utama dalampembuatan pupuk urea. Di industri, amonia dihasilkanmelalui proses Haber yang menggunakan gas nitrogen dan hidrogen sebagai reaktan. Tuliskan persamaankimia yang balans untuk proses ini.

Penyelesaian

_N2 + H2 _NH3

Mulailah dengan koefisien 1 untuk NH3, sebab spesiespaling rumit, Jadi koefisien N2 = 1/2, koefisien H2 = 1 ½, kemudian semua koefisien dikalikan dua

N2 + 3 H2 2 NH3

CONTOH 2.4Proses Hargreaves ialah prosedur industri untukmembuat Na2SO4 yang digunakan dalam pembuatankertas. Bahan awalnya ialah NaCl, SO2, H2O, dan O2. HCldihasilkan sebagai hasil sampingan. Tuliskanpersamaan kimia yang balans untuk proses ini.

Penyelesaian

_NaCl + _SO2 + H2O + _O2 _Na2SO4 + _HCl

Mulailah dengan koefisien 1 untuk Na2SO4, sebabspesies paling rumit, Jadi koefisien NaCl = 2, koefisienSO2 = 1

2 NaCl + SO2 + _H2O + _O2 Na2SO4 + _HCl

Berikutnya koefisien HCl = 2 dan koefisien H2O = 1.

2 NaCl + SO2 + H2O + _O2 Na2SO4 + 2 HCl

Akhirnya, atom oksigen harus disetarakan. Ada 4 atom O di kanan, tetapi di kiri hanya terdapat 2 atom O dariSO2 dan 1 atom O dari H2O; jadi, koefisien O2 = ½ :

2 NaCl + SO2 + H2O + ½O2 Na2SO4 + 2 HCl

Kalikan semua koefisien dengan 2 :

4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 Na2SO4 + 4 HCl

3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA

Hubungan antara massa reaktan dan produknyadisebut stoikiometri (Yunani: stoicheion = unsur+ metron = ukuran)

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2OArtinya :

2 mol C4H10 + 13 mol O2→ 8 mol CO2 + 10 mol H2O

116,3 g C4H10 + 416,0g O2 → 352,1 g CO2 + 180,2 g H2O

Contoh 2.6Kalsium hipoklorit, Ca(OCl)2, digunakan sebagai bahanpemutih. Senyawa ini dihasilkan dari NaOH, Ca(OH)2, dan Cl2 menurut persamaan

2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O

Berapa gram Cl2 dan NaOH yang bereaksi dengan 1067 g Ca(OH)2, dan berapa gram Ca(OCl)2 yang dihasilkan?

Penyelesaian

Jumlah mol Ca(OH)2 yang dikonsumsi ialah

1067 g Ca(OH)2------------------------ = 14,40 mol Ca (OH)2

74,09 g mol-1

2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O

Jika 14,40 mol Ca(OH)2 bereaksi maka:mol NaOH = 28,80 mol NaOH

mol Cl2 = 28,80 mol Cl2

mol Ca(OCl)2 = 14,40 mol Ca(OCl)2

Dari jumlah mol dan massa molar reaktan sertaproduknya, massa yang dicari ialah :

massa NaOH = (28,80 mol)(40,00 g mol-1) =1152 gmassa Cl2 = (28,80 mol)(70,91 g mol-1) =2042 gmassa Ca(OCl)2 = (14,40 mol)(142,98 g mol-1) =2059 g

4. REAKTAN PEMBATAS

• Reaktan yang habis pertama kali ialah reaktanpembatas, reaktan lain dalam keadaan berlebih.

• Produk yang diperoleh berdasarkan padareaktan pembatas

• Reaktan pembatas dapat dihitung secarastoikiometri dengan satuan jumlah reaktan (sjr)yang diperoleh dari jumlah mol dibagikoefisiennya.

• Reaktan yang mempunyai sjr terkecil merupakanreaktan pembatas.

Contoh 2.7Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 molHCl, reaksi : KIO3 + 5KI + 6HCl → 6 KCl + 3I2 + 3H2OApakah semua reaktan akan habis? Tentukan reaktanpembatasnya dan berapa gram I2 akan terbentuk? (Ar I = 127)

Penyelesaiannisbah mol tidak sama dengan nisbah koefisien, jadi reaktantidak habis semuanya

sjr KIO3 = 1 mol/1 = 1, sjr KI = 4 mol/5 = 0,8 sjr HCl = 6 mol/6 = 1

Reaktan pembatas = KI (sjr KI paling kecil)mol I2 = 3/5 x 4 mol = 2,4 molgram I2 = 2,4 mol x 254 g mol-1 = 609,6 g

Contoh 2.8Sebanyak 10 g CaCO3 direaksikan dengan 1 liter HCl 2 M,CaCO3 (p) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (aq) + CO2 (g)

Tentukan gram CO2 yang terbentuk (Ar Ca = 40, C= 12, O = 16, Cl = 35.5, H = 1)

Penyelesaianmol CaCO3 = 10 g/100 g mol-1 = 0,1 mol mol HCl = 2 M x 1 liter = 2 mol

sjr CaCO3 = 0,1 sjr HCl = 2 mol/2 = 1

Reaktan pembatas = CaCO3 (sjr CaCO3 < sjr HCl)mol CO2 = 1/1 x 0,1 mol = 0,1 molgram CO2 = 0,1 mol x 44 g mol-1 = 4,4 g

Contoh 2.9Sebanyak 500 ml HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 liter Ba(OH)2

0,2 M. Tentukan massa BaCl2 yang terbentuk dan massareaktan yang tersisa.

Penyelesaianmol HCl = 2,5 M x 0,5 liter = 1,25 mol mol Ba(OH)2 = 0,2 M x 2 liter = 0,4 mol

Reaksi : 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2Osjr HCl = 0,625 sjr Ba(OH)2 = 0,4

Reaktan pembatas = Ba(OH)2

mol BaCl2 = 0,4 molReaktan tersisa = HCl

mol HCl tersisa = 1,25 mol – 0,8 mol = 0,45 molmassa HCl tersisa = 0,45 mol x 36,5 g /mol = 16,425 g

5. HASIL PERSENTASE

Hasil persentase (% hasil) suatu reaksi adalahnisbah jumlah produk sesungguhnya yang diperoleh (eksperimental) atau hasil nyataterhadap hasil teoritis dari persamaan reaksidikali seratus persen.

Hasil Nyata% Hasil = x 100%

Hasil Teoritis

Hasil nyata biasanya lebih kecil dari hasil teoritis.

Contoh 2.10Jika 68,5 g karbon di dalam udaraa. Berapa hasil teoritis CO2 yang dihasilkan.b. Jika CO2 hasil eksperimen menghasilkan 237 g CO2

berapakah % hasil

Penyelesaiana. Reaksi: C(p) + O2 (g) CO2 (g)

mol C = 68,4 g/12 g mol-1 = 5,7 molmol CO2 = 5,7 molmassa CO2 = 5,7 mol x 44 g mol-1 = 250,8 g

Hasil Nyatab. % hasil = x 100%Hasil Teoritis237 g CO2= x 100 % = 94,5 %250,8 g CO2

1. Suatu senyawa organik sebanyak 3,4501 g dibakar denganO2 berlebih menghasilkan 10,1526 g CO2 dan 2,9546 g H2O. Tentukan empirisnya!

2. Bau nenas yang harum itu disebabkan oleh senyawa organikgolongan ester. Ester ini adalah etil butirat yang mempunyaisusunan 2,585 mg C dan 0,430 mg H dalam 4,17 mg ester, sisanya adalah oksigen. Tentukan rumus perbandingannyadan rumus molekulnya bila diketahui bahwa bobot molekuletil butirat terletak antara 100 dan 125.

3. Quinin merupakan suatu senyawa yang ditemukan dari kulittanaman tertentu. Senyawa ini merupakan obat yang efektifuntuk pengobatan malaria. Massa molar obat ini 162 g/mol. Komposisinya tersusun dari 22,2 % C. 22,2 % H, 25,9 % N, dan 29,6 % O. Apakah rumus molekul quinin?

4. Setarakan persamaan reaksi berikut.a) KOH + H3AsO4 K2HAsO4 + H2Ob) Si2H6 + H2O Si(OH)4 + H2c) Al +NH4ClO4 Al2O3 + AlClO3 + NO + H2Od) K2MnF6 + SbF5 KSbF6 + MnF3 + F2e) K2MnO4 + CO2 + H2O KMnO4 + KHCO3 + MnO2

5. Fermentasi gula menghasilkan etanol dinyatakan denganpersamaan reaksi: C6H12O6 (s) C2H5OH (l) + CO2 (g)a. Setarakan persamaan reaksi tersebutb. Berapa massa etanol dalam gram yang dihasilkan dari 90

gram gula.c. Berapa massa (g) gula yang diperlukan untuk menghasilkan

56 g CO2d. Berapa massa (g) gula yang diperlukan untuk menhasilkan

4,50 x 1022 molekul etanol.

6. Besi cair dibuat dari bijih besi (Fe2O3) dengan tigalangkah dalam tanur sembur sebagai berikut:

Fe2O3 (s) + CO (g) Fe3O4 (s) + CO2 (g)Fe3O4 (s) + CO (g) FeO (s) + CO2 (g)FeO (s) + CO (g) Fe (l) + CO2 (g)

Berapa massa (g) besi yang dihasilkan dari 125 gram Fe2O3 ?

7. Gas nitrogen dapat dibuat dengan melewatkanamonia di atas tembaga (II) oksida panas sesuaidengan persamaan reaksi:

CuO (s) + NH3 (g) N2 (g) + Cu (s) + H2O (g)

Jika 17 gram NH3 dan 200 gram CuO dicampur:a. Setarakan persamaan reaksi diatasb. Tentukan jumlah mol NH3 dan CuO yang

direaksikanc. Hitung satuan jumlah pereaksi (sjr) masing-

masing pereaksi.