stokiometri larutan

Click here to load reader

Post on 24-Nov-2015

56 views

Category:

Documents

4 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

kimia

TRANSCRIPT

Stokiometri LarutanStoikiometri (stoi-kee-ah-met-tree) merupakan bidang dalam ilmu kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik sebagai pereaksi maupun sebagai hasil reaksi. Stoikiometri juga menyangkut perbandingan atom antar unsur-unsur dalam suatu rumus kimia, misalnya perbandingan atom H dan atom O dalam molekul H2O. Kata stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu stoicheon yang artinya unsur dan metron yang berarti mengukur. Seorang ahli Kimia Perancis, Jeremias Benjamin Richter (1762-1807) adalah orang yang pertama kali meletakkan prinsip-prinsip dasar stoikiometri. Menurutnya stoikiometri adalah ilmu tentang pengukuran perbandingan kuantitatif atau pengukuran perbandingan antar unsur kimia yang satu dengan yang lain.1. Konsentrasi Larutan a. Pengertian Konsentrasi Larutan Konsentrasi adalah istilah umum untuk menyatakan banyaknya bagian zat terlarut dan pelarut yang terdapat dalam larutan. Konsentrasi dapat dinyatakan secara kuantitatif maupun secara kualitatif. Untuk ukuran secara kualitatif, konsentrasi larutan dinyatakan dengan istilah larutan pekat (concentrated) dan encer (dilute). Kedua isitilah ini menyatakan bagian relatif zat terlarut dan pelarut dalam larutan. Larutan pekat berarti jumlah zat terlarut relatif besar, sedangkan larutan encer berarti jumlah zat terlarut relatif lebih sedikit. Biasanya, istilah pekat dan encer digunakan untuk membandingkan konsentrasi dua atau lebih larutan. Dalam ukuran kuantitatif, konsentrasi larutan dinyatakan dalam g/mL (sama seperti satuan untuk densitas). Namun, dalam perhitungan stoikiometri satuan gram diganti dengan satuan mol sehingga diperoleh satuan mol/L. Konsentrasi dalam mol/L atau mmol/mL dikenal dengan istilah molaritas atau konsentrasi molar.b. Molaritas Molaritas atau kemolaran menyatakan jumlah mol zat terlarut (n) dalam satu liter larutan (L) atau milimol zat terlarut (n) dalam setiap satu mililiter larutan (mL). atau

Keterangan: W = berat zat (gram) Mr = masa molekul relative zat V = volume larutan (mL)Suatu larutan dapat dibuat dengan cara melarutkan zat terlarut murniatau mengencerkan dari larutan pekatnya: Agar lebih jelas, perhatikanlah contoh berikut:1) Penentuan Molaritas dengan Cara Pelarutan Jika kita ingin membuat 250 mL larutan K2CrO4 0,25 M dari bentuk kristal, caranya adalah dengan menghitung massa zat yang akan dilarutkan. mol K2CrO4 = 250 mL x 0,25 M = 0,0625 mol g K2CrO4 = 0,0625 mol x 194 g / mol = 12,125 g Jadi, yang harus dilakukan adalah melarutkan 12,125 g kristal K2CrO4 ke dalam 250 mL air 2) Penentuan Molaritas dengan Cara Pengenceran Jika larutan di atas akan diubah konsentrasinya menjadi 0,01 M K2CrO4, caranya adalah dengan cara pengenceran. Dalam pengenceran kita akan mengubah volume dan kemolaran larutan, namun tidak mengubah jumlah mol zat terlarut. nl =n2 n = MV M1 V1 =M2V2Keterangan:M1 = konsentrasi sebelum pengenceranV1 = volume sebelum pengenceranM2 = konsentrasi setelah pengenceranV2 = volume setelah pengenceran Untuk contoh di atas, kita dapat mengambil 10 mL larutan K2CrO4 0,25M. Setelah itu, dilakukan pengenceran dengan perhitungan: M1V1 = M2V2 0,25M x 10mL = 0,01MxV2 = 250 mLJadi, yang harus dilakukan adalah mengencerkan 10 mL K2CrO4 0,25 M sampai volumenya menjadi 250 mL. Jika dua jenis larutan dicampurkan dan jumlah mol zat terlarut mengalami perubahan (n1 tidak sama dengan n2), maka mol zat setelah dicampurkan tergantung kepada jumlah nl dan n2 sedangkan volume larutannya menjadi V1 + V2. Di laboratorium, larutan-larutan pekat tidak diketahui molaritasnya, tetapi yang diketahui (dapat dibaca pada etiket botol) adalah kadar (dalam satuan persen berat) dan densitas (g / mL). Bagaimanakah membuat larutan dengan molaritas tertentu dari larutan pekat? Prinsipnya sama dengan cara pengenceran. Sebagai contoh, pembuatan 100 mL larutan asam perklorat 0,1 M dari asam perklorat dengan etiket: kadar 70% dan densitas 1,664 g/mL. Caranya adalah dengan mencari molaritas larutan pekat terlebih dahulu. Untuk memperoleh nilai M, maka kita harus mengubah kadar (%) menjadi mol dan mengkonversi massa (gram) menjadi volume (mL). = 11,59 M HClO4 Dari contoh di atas dapat diturunkan rumus:Molaritas (M) = Persen berat x Densitas x 10 / Mr Setelah molaritas diketahui, kemudian yang harus diambil (V1). Dalam hal ini, volume HC1O4 yang akan diambil adalah V1 M1 = V2 M2 V1 x 11,59 M = 100 mL x 0,1 M V1 = 0,863 mL Sebanyak 0,863 mL HC1O4 11,59 M dimasukkan ke labu takar berukuran 100 mL, kemudian ditambahkan akuades sampai tanda batas 100 mL dan digojog sampai homogen. Sekarang diperoleh larutan HC1O4 0,1 M sebanyak 100 mL 2. Perhitungan Kimia a. Mol dan Persamaan Reaksi Kita telah memahami bahwa satu mol suatu senyawa mengandung 6,02 x 1023 partikel senyawa tersebut. Jika diterapkan untuk atom atau molekul, maka:1 mol = 6,02 x 1023 atom / molekul Untuk mengingatkan hubungan antara konsep mol dengan jumlah partikel, massa atom/ molekul, volume standar, dan molaritas, perhatikan diagram Jembatan Mol berikut!

Bagan di atas memperlihatkan bahwa mol dapat menjembatani berbagai parameter sehingga memudahkan kita untuk memahami sebuah reaksi kimia.Pada bagan tersebut, ditunjukkan bahwa semua jalur yang menuju ke mol menggunakan tanda pembagian , sedangkan jalur yang keluar dari mol menggunakan tanda perkalian, kecuali untuk molaritas (M).Sebagai contoh, perhatikan reaksi berikut! H2(g) + O2(g) H2O(g)Reaksi di atas memperlihatkan bahwa jumlah atom oksigen pada reaktan ada dua buah, sedangkan jumlah oksigen di produk ada satu buah. Hal ini berbeda dengan atom H yang sudah sama. Oleh karena itu, reaksi harus disetarakan.Penyetaraan reaksi dapat dilakukan dengan membuat koefisien O2 = sehingga persamaan reaksinya menjadi sebagai berikut. H2(g) + O2(g) H2O(g)Pada reaksi di atas jumlah atom O dengan H pada reaktan sudah setara dengan jumlah atom O dan H pada produk. Angka pecahan dalam persamaan dapat dihilangkan dengan mengalikan dua terhadap semua koefisien reaksi. 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)Persamaan reaksi di atas menunjukkan bahwa koefisien reaksi masing-masing untuk H2, 02, dan H2O adalah 2, 1, dan 2. Dalam perhitungan kimia, koefisien reaksi melambangkan perbandingan mol zat reaktan dan produk dalam suatu reaksi. Artinya, perbandingan mol dalam reaksi di atas, yaitu antara H2, 02, dan H2O adalah 2: 1: 2. Perhatikanlah ilustrasi di bawah ini! 2H2(g) + O2(g) ---------------- 2H2O(g)Perbandingan mol 2: 1: 2

Kesimpulan dari pembahasan di atas adalah jika kita mereaksikan 2 mol H2 dengan 1 mol O2 akan menghasilkan 2 mol H2O. Jika kita mereaksikan 1 mol H2, maka akan membutuhkan 2 mol O2 untuk menghasilkan 1 mol H2O.Persamaan reaksi tersebut juga dapat diartikan bahwa 2 mol molekul hidrogen bereaksi dengan 1 mol molekul oksigen menghasilkan 2 mol molekul air 2H2 + O2 ----------------- H2O2 molekul 1 molekul ----------------- 2 molekul2 mol 1 mol ----------------- 1 mol4 gram + 32,00 gram ----------------- 36 gram 36 gram reaktan 36 gram produkContoh lain adalah pembakaran gas metana di udara. metana + oksigen ------------------------ karbondioksida + airCH4 + 202 ----------------------- CO2 + 2H20

Persamaan reaksi menunjukkan bahwa 1 mol CH4 bereaksi dengan 2 mol O2 menghasilkan 1 mol CO2 dan 2 mol H2O.Dari persamaan reaksi dapat kita katakan bahwa:Jumlah mol H2O yang dihasilkan = 2Jumlah mol CH4 yang beraksi 1Perbandingan ini dapat digunakan untuk menghitung massa air yang dihasilkan ketika sejumlah tertentu gas metana terbakar di udara.b. Perhitungan Massa Zat Reaksi Jika kamu ingin mengerjakan suatu reaksi di laboratorium, kamu pasti akan mengukur bahan pereaksi dalam satuan gram atau liter sebelum rnereaksikannya. Oleh karena itu, pekerjaan di laboratorium akan selalu berkaitan dengan perhitungan massa.Penentuan jumlah produk dan reaktan yang terlibat dalam reaksi harus diperhitungkan dalam satuan mol. Artinya, satuan-satuan yang diketahui harus diubah ke dalam bentuk mol. Metode yang sering dipergunakan dalam perhitungan kimia ini disebut metoda pendekatan mol.Langkah-langkah metode pendekatan mol dapat dilihat pada langkah-langkah berikut.1. Tuliskan persamaan reaksi dari soal yang ditanyakan, lalu disetarakan.2. Ubahlah semua satuan yang diketahui dari tiap-tiap zat ke dalam mol3. Gunakanlah koefisien reaksi untuk menyeimbangkan banyaknya mol zat reaktan dan produk.4. Ubahlah satuan mol dari zat yang ditanyakan ke dalam satuan yang ditanyakan. C. Reaksi Netralisasi1. Proses Titrasi Salah satu aplikasi stoikiometri larutan adalah perhitungan mencari molaritas atau kadar suatu zat dalam larutan sampel melalui suatu proses yang disebut analisis volumetri. Analisis volumetri adalah analisis kimia kuantitatif yang dilakukan dengan jalan mengukur volume suatu larutan standar yang tepat bereaksi (bereaksi sempurna) dengan larutan yang dianalisis. Misalnya akan dicari molaritas larutan Z, maka ke dalam larutan Z ditambahkan larutan standar sehingga terjadi reaksi sempurna antara larutan Z dengan larutan standar.Larutan standar adalah larutan yang konsentrasi atau molaritasnya telah diketahui secara pasti.Larutan standar ada 2 macam, yaitu larutan standar primer dan larutan standar sekunder. Larutan standar primer adalah larutan standar yang setelah dibuat, dapat langsung dipakai untuk ditambahkan ke dalam larutan yang akan dicari konsentrasinya. Larutan standar sekunder adalah larutan standar yang setelah dibuat tidak dapat langsung digunakan, tetapi harus dicek lagi konsentrasinya atau molaritasnya dengan menambahkan larutan standar primer. Proses pengecekan larutan standar sekunder dengan larutan standar primer disebut dengan standarisasi. Proses penambahan larutan standar ke dalam larutan Z (yang akan ditentukan konsentrasinya) disebut dengan titrasi. Proses penambahan ini dilakukan sedikit demi sedikit (tetes demi tetes) memakai suatu alat yang disebut bur