stoikiometri 1
TRANSCRIPT
Stoikiometri
Unsur, Senyawa dan Formula
Unsur
Hanya terdiri dari atom tunggal
Molekul
Merupakan kombinasi dua atau lebih unsur-
unsur
Suatu senyawa biasanya dituliskan dalam
suatu Formula (Rumus Molekul).
dan Rumus Empirik untuk senyawa-senyawa
Ionik
Rumus Molekul dan Model
Penamaan Senyawa Molekul Biner
non-Logam + non-Logam
Untuk senyawa yang terbentuk dari dua unsur non-
Logam, maka unsur yang lebih bersifat logam
dituliskan terlebih dahulu.
Untuk menunjukkan jumlah suatu unsur pembentuk
molekul, maka digunakan angka Yunani.
Contoh,
mono = 1 ; di = 2 ; tri = 3 ; tetra = 4
penta = 5 ; heksa = 6 ; hepta = 7 ; okta = 8
Senyawa-Senyawa yang Umum
H2O
Air (water)
NH3
ammonia
N2O
dinitrogen monoksida
CO
karbon monoksida
CS2
karbon disulfida
SO3
sulfur trioksida
CCl4
karbon tetraklorida
PCl5
fosfor pentaklorida
SF6
sulfur heksaflorida
Logam + non-Logam (Senyawa Ionik)
Rumus senyawa : unsur LOGAM ditulis di depan
Contoh : Natrium klorida ditulis NaCl, bukan ClNa
Rumus senyawa ion ditentukan oleh perbandingan
muatan kation dan anionnya, sehingga bersifat netral
(muatan total = 0)
contoh:
Cu2+ + S2- CuS
Al3+ + SO42- Al2(SO4)3
Penamaan Senyawa Molekul Biner
Nama Senyawa : logam + nonlogam + ida
contoh : NaCl : natrium klorida CaCl2 : kalsium klorida
Na2SO4 : natrium sulfat
Note : jika logam memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi, maka untuk membedakan bilangan oksi-dasinya, harus dituliskan dalam tanda kurung dengan angka romawi!!
Contoh : FeCl2 : besi (II) kloridaFeCl3 : besi (III) klorida
SnO : timah (II) oksida
Sn2O : timah (I) oksida
Tata Nama
NaCl
natrium klorida
Fe2O3
besi (III) oksida
N2O4
dinitrogen tetraoksida
KI
kalium iodida
Mg3N2
magnesium (II) nitrida
SO3
sulfur trioksida
Tata Nama
NH4NO3
ammonium nitrat
KClO4
kalium perklorat
CaCO3
kalsium karbonat
NaOH
natrium hidroksida
Aturan Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi unsur-unsur golongan IA : +1
Bilangan oksidasi unsur-unsur golongan II A : +2
Bilangan oksidasi unsur-unsur golongan VII A : -1,
kecuali jika berikatan dengan oksigen (Cl, Br, dan I)
Bilangan oksidasi unsur H : +1, kecuali jika berikat-
an dengan logam
Bilangan oksidasi unsur O : -2, kecuali jika berikat-
an dengan F atau membentuk senyawa peroksida
Bilangan oksidasi total untuk suatu senyawa = nol
Bilangan oksidasi total untuk ion poliatom =
muatannya
Muatan dari Beberapa Kation dan Anion
contoh:
NaCl O2F2
BO Na = +1 (golongan IA) BO F = -1
BO Cl = -1 (golongan VIIA) BO O = +1
MgO NaHBO Mg = +2 (golongan IIA) BO Na = +1
BO O = -2 BO H = -1
HClO2
BO H = +1
BO O = -2
BO Cl = +3
Contoh;
Hitunglah bilangan oksidasi dari logam Cu dalam
senyawa CuCl dan CuO!
Cu di dalam CuCl dan CuO merupakan unsur
logam yang bukan golongan IA atau IIA, maka
untuk mencari bilangan oksidasi Cu digunakan
bilangan oksidasi total untuk senyawa.
CuCl CuO
BO Cu + BO Cl = 0 BO Cu + BO O = 0
BO Cu + (-1) = 0 BO Cu + (-2) = 0
BO Cu = +1 BO Cu = +2
Contoh; untuk ion poliatom.
Hitunglah bilangan oksidasi unsur N pada ionNH4
+.
Karena dalam bentuk ion maka bilangan oksidasi total = muatannya.
NH4+
BO N + 4 BO H = +1 (muatan ionpoliatom)
BO N + 4 (+1) = +1
BO N = -3
PO43-
BO P + 4 BO O = -3
BO P + 4 (-2) = -3
BO P = + 5
Ion Poli atomik
Ammonium NH4+
perklorat ClO41-
cianida CN1-
hidroksida OH1-
nitrat NO31-
nitrit NO21-
sulfat SO42-
sulfit SO32-
karbonat CO32-
Fosfat PO43-
Fosfit PO33-
Menggambarkan reaksi kimia yang terdiri atas rumus kimia pereaksi dan hasil reaksi disertai koefisiennya masing-masing
PENTING!!!
Reaksi kimia mengubah zat-zat asal (pereaksi/reaktan) menjadi zat baru (produk).
Jenis dan jumlah atom yang terlibat dalam reaksi tidak berubah.
Ikatan kimianya yang berubah, dimana ikatan kimia pereaksi diputus dan terbentuk ikatan kimia baru dalam produknya.
PERSAMAAN REAKSI
PERSAMAAN REAKSI
Reaksi setara antara H2 dan O2
membentuk air.
2 H2 + O2 2 H2O
Perhatikan:
2 H2O
koefisien angka indeks
PENYETARAAN PERSAMAAN REAKSI
KIMIA
Contoh ;
Langkah 1: Al(s) + H2SO4(aq)
Al2(SO4)3(aq) + H2(g)
(belum setara)
Langkah 2: 2Al(s) + 3 H2SO4(aq)
Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)
(setara)
LANGKAH-LANGKAH PENYETARAAN:
Tetapkan koefisien salah satu zat (biasanya yang paling kompleks), sama dengan 1, dan zat lain dengan abjad.
Setarakan lebih dahulu unsur yang berkaitan langsung dengan zat yang diberi koefisien 1.
3. Setarakan unsur lain. Biasanya unsur O diseta-rakan paling akhir.
PENYETARAAN PERSAMAAN REAKSI
KIMIA
SETARAKAN REAKSI:
Gas metana (CH4) dengan gas oksigen (O2) membentuk gas karbondioksida (CO2) dan uap air (H2O).
CH4(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)
1. Tetapkan koefisien CH4 = 1, yang lain dengan abjad.
1 CH4(g) + a O2(g) b CO2(g) + c H2O(g)
2. buat data jenis unsur dan banyak unsur, lalu setarakan (kiri = kanan)
atom kiri kanan
C 1 bH 4 2c
O 2a 2b + c
3. setarakan!!b = 1 2c = 4 2a = 2b + c
c = 2 2a = 2 (1) + 2a = 2
Maka,
1 CH4(g) + 2 O2(g) 1 CO2(g) + 2H2O(g)
SOAL LATIHAN :
C2H2(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)
Al2(CO3)3(s) + H2O(l) Al(OH)3(s) + CO2(g)
Stoikiometri
stoi·kio·metri (Yunani, stoicheion : unsur atau bagian dan metron ; mengukur)
1. Perhitungan jumlah (kuantitas) dari reaktan dan produk di dalam suatu reaksi kimia.
2. Hubungan jumlah (kuantitas) antara reaktan dan produk di dalam suatu reaksi kimia.
Konsep MolChemist menggunakan suatu unit yang disebut
mol untuk menghitung zat kimia dengan menimbangnya
Mol : jumlah dari suatu zat dengan kandungan entitas yang sama dengan jumlah atom pada 12 g karbon-12
1 mol mengandung 6,022 x 1023 entitas (bilangan Avogadro, NA)
Jadi 1 mol karbon-12 mengandung 6,022 x 1023
atom-atom karbon
Atau 1 mol molekul H2O mengandung 6,022 x 1023
molekul-molekul H2O
Konsep Mol1 mol partikel suatu zat memiliki massa total yang tetap
= 7 gram = 4 gram
Analogi : gundu merah dan kuning memiliki massa yang fix
masing-masing sebesar 7 gram dan 4 gram
Karena massanya fix, kita dapat menghitung jumlahnya dengan
menimbangnya. Contoh : bila ditimbang 84 gram gundu merah
dan 48 gram gundu kuning artinya kita punya 12 buah gundu
merah dan 4 buah gundu kuning. Atau dengan komposisi massa
seperti itu kita memiliki rasio massa gundu merah : gundu kuning
sebesar 7:4Massa atom : merupakan harga rata-rata massa seluruh
isotop-isotopnya
Massa atom S selalu 32,07 amu (atomic mass unit)
Massa atom Fe selalu 55,85 amu
Konsep MolBagaimana hubungan antara massa dalam amu dengan massa
dalam gram?
Massa sebuah unsur tertentu dalam amu secara numerik
sama dengan massa satu mol unsur tersebut dalam gram
Artinya massa satu atom S = 32,07 amu dan massa 1 mol atom
S = 32,07 gram.
Hubungan serupa berlaku untuk suatu molekul
Massa sebuah molekul tertentu dalam amu secara numerik
sama dengan massa satu mol molekul tersebut dalam gram
Massa Molar
Massa Molar adalah merupakan jumlah seluruhmassa atom pembentuk molekul.
atau
Jumlah seluruh massa atom yang tertulis dalamformula (rumus molekul).
massa molar = Σ massa atomContoh,
HNO3
massa molar = massa atom H + massa atom N + 3massa atom O
= 1,008 + 14,0067 + 3 (15,9994)
Konsep Mol
MOL
MASSA S ENTITAS
/ Ar atau Mr
X Ar atau MrX NA
/ NA
/ NA X Ar (Mr)
/ Ar (Mr) X NA
Satu Mol dari Beberapa Molekul Ionik
CuSO4
KI
CoCl2CrCl3
K2Cr2O7
Contoh
Berapa jumlah mol molekul karbon dioksida yang terdapat dalam 10,00 g karbon dioksida?
Masa Molar CO2 = 1 (BA. C) + 2 (BA. O)
= 1 (12,011) + 2 (15,9997)
= 44,01 g/mol
Jumlah mol CO2 adalah ;
mol CO2 = 10,00 g
= (10,00 g)(1 mol/44,01 g)
= (10,00)(1 mol/44,01)
= 0,2272 mol
Persen Komposisi
Selain dengan melihat jumlah atom, rumus
molekul juga dapat dinyatakan dengan
persentase atom-atom penyusunnya
Dalam CO2 terdapat 27,3 % atom karbon dan
72,7 % atom oksigen
% massa A =Total massa molar senyawa
massa atom A dalam senyawaX 100%
Persen Komposisi
Persen Komposisi adalah, penggambaran sua-
tu senyawa berdasarkan jumlah relatif semua
unsur yang terdapat di dalam senyawa
tersebut.
Contoh: Berapa % komposisi dari kloroform, CHCl3,
yang merupakan zat anestesi (anesthetic) dalam
bidang Kedokteran?
Masa Molar CHCl3 = 1 (BA C) + 1 (BA H) + 3 (BA Cl)
= 1 (12,011) + 1 (1,00797) + 3 (35,453)
= 119,377 sma
% C = 12,011/119,377 x 100 = 10,061 % C
% H = 1,00797/119,377 x 100 = 0,844359 % H
% Cl = 3 x 35,453/119,377 x 100 = 89,095 % Cl
100.
% xMM
CBAC 100
.% x
MM
HBAH
100.
% xMM
ClBACl
Hukum Perbandingan Berganda
Jika dua jenis unsur dapat membentuk dua jenis atau lebih senyawa, maka perbandingan massa unsur yang terikat, merupakan bilangan bulat dan sederhana.
Catatan : massa unsur lainnya pada ke dua atau lebih molekul harus sama.
Contoh,
N dengan O dapat membentuk lebih dari dua senyawa, antara lain NO dan NO2.
apabila massa N pada ke dua senyawa itu sama maka perbandingan massa O dari ke dua senyawa tersebut adalah;
ONO : ONO2 = 1 : 2
RUMUS KIMIA
RUMUS MOLEKUL
Menyatakan jenis dan
jumlah atom tiap mole-
kul.
CH3COOH
C2H6
H2O
RUMUS EMPIRIS
Menyatakan perban-
dingan jenis dan jum-
lah paling sederhana
dari senyawa.
CH2O
CH3
H2O
NaCl
Rumus Empiris (Formula Empirik)
Rumus Empiris adalah suatu rumus kimia yang menyatakan perbandingan jenis dan jumlah atom yang paling kecil.
Contoh ;
CH2O
C3H8
H2O
contoh;
Asetilena, C2H2, and benzena, C6H6,
memiliki rumus empiris yang sama,
yaitu :
Asetilena C2H2
Benzena C6H6
Rumus empiris CH
Contoh Rumus Empirik
Rumus Molekul Rumus Empirik Faktor Perkalian
C2H6 CH3 2
H2O2 HO2
C6H6 CH6
S8 S8
C2H6O C2H6O 1
Perhitungan Stoikiometri dari Reaksi Pembakaran
Contoh.
Asam Askorbat (Vitamin-C) terdiri dari 40,92 % C,
4,58 % H dan 54,50 % O (persen berat). Hasil analisa
berat molekul vitamin C adalah 176 amu. Apa rumus
empirik dan rumus molekul vitamin C tersebut?
Jawab.
Jika diumpamakan berat vitamin C adalah 100 g maka
dalam vitamin C terdapat,
atom C = 40,92 % x 100 g = 40,92 g
atom H = 4,58 % x 100 g = 4,58 g
atom O = 54,50 % x 100 g = 54,50 g
Sehingga jumlah mol masing-masing unsur adalah,
atom C = 40,92 g x (1 mol/12,011 g) = 3,407 mol C
atom H = 4,58 g x (1 mol/1,008 g) = 4,544 mol H
atom O = 54,50 g x (1 mol/15,9997 g = 3,406 mol O
Berdasarkan jumlah mol masing-masing unsur, maka
didapat rumus empirik seperti,
C3,407H4,544O3,406
Kemudian rumus empirik tersebut disederhanakan
dengan cara membagi angka-angka tersebut
dengan angka yang terkecil (yaitu, 3,406) dan
didapat.
C = 3,407 mol : 3,406 mol = 1,0
H = 4,544 mol : 3,406 mol = 1,333
O = 3,406 mol : 3,406 mol = 1,0
Sehingga didapat rumus empirik,
C1,0H1,333O1,0
Namun karena rumus empirik tidak boleh terdapat bilangan pecahan, maka angka tersebut harus di-jadikan bilangan bulat dengan mengkalikannya dengan angka 3. Sehingga rumus empirik vitamin C tersebut menjadi,
C3H4O3
Perhitungan Rumus Molekul Vitamin C,
Diketahui pada soal ; Berat Molekul asam askorbat
(vitamin C) adalah sebesar 176,0 sma.
Berdasarkan rumus empirik vitamin C yang didapat
yaitu, C3H4O3 maka Berat molekul nya adalah,
(3 x BA C) + (4 x BA H) + (3 x BA O) =
(3 x 12,011) + (4 x 1,008) + (3 x 15,9997) = 88,062 sma
Berat molekul rumus empirik terlihat lebih kecil diban-
dingkan berat molekul hasil analisa (diketahui 176
sma). Perbandingannya adalah,
176,0 sma/88,062 sma = 2,0
Berarti rumus empirik yang didapat adalah sete-
ngah dari berat molekul sebenarnya, sehingga
rumus empirik harus dikalikan 2 (dua) untuk
mendapatkan rumus molekul yang sebenarnya,
sehingga didapatkan,
Rumus Molekul Asam Askorbat (Vitamin C) adalah,
2 x C3H4O3 = C6H8O6
Alur Perhitungan
Rumus Empirik dan Rumus Molekul
% Berat Unsur-Unsur
Umpamakan 100 gram
Hitung Berat Setiap Unsur (gram)
Gunakan Berat Atom
Hitung Jumlah mol Setiap Unsur
Hitung Perbandingan Setiap mol Unsur
Rumus Empirik
Samakan Berat Molekul Rumus Empirik dengan Berat Molekul yang Diketahui
Rumus Molekul
Alat Analisa Pembakaran
Perhitungan Stoikiometri dari Reaksi
Pembakaran
contoh
Asam askorbat (vitamin C) diketahui
mengandung unsur C, H, dan O. Sebanyak
6,49 mg sampel asam askorbat dibakar di
dalam analyzer C-H. Kenaikan masa dari
tiap tabung absorpsi menunjukan terbentuk-
nya 9,74 mg CO2 dan 2,64 mg H2O.
Tentukanlah rumus empiris senyawa asam
askorbat?
Reaksi persamaan pembakaran:
Sampel + O2 CO2 + H2O
Diketahui :
Sampel = 6,49 mg
CO2 = 9,74 mg
H2O = 2,64 mg
Unsur C dibakar membentuk CO2, maka massa unsur C :
(9,74 mg CO2)(12,01 g/mol C) mg C = = 2,66 mg C
(44,01 g/mol CO2)
2,66-mg C %C = x 100 = 41,0 % C
6,49 mg sampel
(2,64 mg H2O)(2,016 g/mol H) mg H = = 0,295 mg H
(18,016 g/mol H2O)
0,295 mg H % H = x 100 = 4,55% H
6,49 mg sampel
Unsur O di dalam sampel adalah:
Sampel = massa C + massa H + massa O
6,49 = 2,66 + 0,295 + massa O
Massa O = 6,49 – (2,66 + 0,295)
= 3,535 mg
Unsur H dibakar akan membentuk H2O, maka massa
unsur H:
atau dihitung dengan cara:
C = 41,0 % H = 4,55%
% O = (100 - (41,0% C + 4,55% H) = 54,5% O
Rumus empiris : perbandingan mol masing-masing
unsur dalam senyawa ( baik dari
masa maupun persentase).
Maka:
% (%/Ar) disederhanakan
C 41,0 41,0/12,01 = 3,41 1,00 x 3 = 3
H 4,55 4,55/1,008 = 4,51 1,32 x 3 = 4
O 54,5 54,5/15,9994 = 3,40 1,00 x 3 = 3
Atau dengan menggunakan perbandingan mol
masa mol penyederhanaan
C 2,66 2,66/12,01 = 0,22 1,00 1,00 x 3 = 3
H 0,295 0,295/1,008 = 0,29 1,32 1,32 x 3 = 4
O 3,535 3,535/15,9994 = 0,22 1,00 1,00 x 3 = 3
Maka diperoleh:
C3H4O3
CONTOH
Pada pembakaran 9 gram senyawa
karbon (CxHyOz) dihasilkan 13,2 gram
gas CO2 dan 5,4 gram H2O.
Tentukan rumus empiris senyawa
tersebut!
Tentukan rumus kimianya jika Mrnya
180!
Hubungan Stoikiometri dalam Reaksi Kimia
Reaksi Pembatas
Pada reaksi yang sempurna umumnya seluruh pere-
aksi akan habis bereaksi tanpa sisa dan semuanya
berubah menjadi produk.
Namun ada beberapa reaksi yang menggunakan
salah satu pereaksi berlebih. Sehingga pada akhir
reaksi akan dihasilkan suatu produk yang bercampur
dengan salah satu pereaksi yang sisa.
Reaksi ini disebut “Reaksi Pembatas” atau
“Limiting Reagent”
Reaksi atau produk yang terbentuk ditentukan oleh
pereaksi yang berjumlah sedikit.
Contoh Reaksi Pembatas Untuk menghilangkan uap air di dalam pesawat ulang-
alik, maka digunakan LiO untuk menyerap uap air
tersebut.
Li2O(s) + H2O(g) 2 LiOH(s)
Untuk menghilangkan semua uap air maka digunakan
Li2O yang lebih banyak dari jumlah uap air.
Sehingga jumlah H2O menjadi pereaksi pembatas un-
tuk menghasilkan LiOH.
Jika untuk menghilangkan H2O sebanyak 9 mL, digu-
nakan Li2O sebanyak 57,35 gram, maka LiOH yang
terbentuk adalah,
Li2O(s) + H2O(g) 2 LiOH(s)
Jumlah uap air = 9 mL = 9 mL x 1,0 g/mL = 9 gram
= 9 g : 18 g/mol = 0,5 mol
Jumlah Li2O = 57,35 g : 29,881 g/mol
= 1,92 mol
Dari persamaan reaksi diketahui bahwa ;
1 mol Li2O bereaksi dengan 1 mol H2O membentuk 2 mol LiOH
Jika seluruh Li2O (1,92 mol) yang disediakan habis semuanya
bereaksi dengan H2O, maka H2O yang dibutuhkan juga sebe-
sar 1,92 mol.
Namun H2O yang tersedia hanya 0,5 mol (tidak cukup).
Untuk itu tidak mungkin Li2O habis semuanya bereaksi.
Kemungkinan terbesar H2O (0,5 mol) yang habis
bereaksi semuanya.
Karena jika H2O yang habis bereaksi, maka jumlah
Li2O yang dibutuhkan, tersedia dalam jumlah yang
cukup banyak (1,92 mol).
Jumlah Li2O yang bereaksi adalah sebesar 0,5 mol.
Sisa Li2O adalah ; 1,92 mol – 0,5 mol = 1,42 mol
Jumlah LiOH yang terbentuk adalah,
(1 mol Li2O bereaksi dengan 1 mol H2O membentuk 2 mol LiOH)
= 2 x 0,5 mol = 1,0 mol
= 1,0 mol x 23,94 g/mol = 23,94 gram
Persen Hasil (Percent Yield)
Hasil (produk) dari suatu reaksi kimia, dapat dihitung
secara teoritis.
Namun terkadang reaksi kimia tersebut tidak mengha-
silkan jumlah produk seperti yang diharapkan.
Untuk itu perlu dihitung persentase produk yang diha-
silkan dari reaksi kimia tersebut.
Perhitungan tersebut dinamakan “Persen Hasil”
% 100
x
TeoritisHasil
SebenarnyaHasilHasilPersen
Contoh Perhitungan Persen Hasil
Dari reaksi 6,02 g etana dengan khlorin, dihasilkan etil-
khlorida sebanyak 8,2 g. Hitung persen hasil etil khlorida.
C2H6 + Cl2 C2H5Cl + HCl
Jumlah C2H6 = 6,02 g = 6,02 g : 30,1 g/mol = 0,2 mol
Sesuai persamaan reaksi 1 mol C2H6 akan menghasil-
kan 1 mol C2H5Cl.
Jika C2H6 yang bereaksi adalah sebesar 0,2 mol, maka
C2H5Cl yang dihasilkan juga sebesar 0,2 mol.
Hasil C2H5Cl secara teoritis = 0,2 mol x 64,5 g/mol
= 12,9 g
Persen Hasil = 8,2 g / 12,9 g X 100 % = 63,57 %
Kadar Zat Dalam Campuran
% 100 X campuran massa
zat massa A zat Massa %
% 100 X campuran volume
Azat volume A Zat Volum %
Satuan yang umum digunakan untuk menyatakan
kadar salah satu zat yang terdapat di dalam suatu
campuran adalah,
Contoh :
Kandungan Oksigen di dalam udara adalah 20 %. Hitunglah
volume udara dalam liter yang mengandung 10 liter oksigen.
% 100 Xudara volume
O volume O Volume % 2
2
% 100 Xudara volume
L 10 % 20
Volume Udara = 50 L