STOIKIOMETRI

STOIKIOMETRI

v  Hukum-hukum dasar ilmu kimia

1.     Hokum Lavoisier= Hukum Kekekalan Massa

“Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”

2.     Hokum Proust = Hukum Perbandingan Tetap

“Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap”

3.     Hukum Dalton= Hukum Kelipatan Berganda

“Jika massa dari salah satu unsur dalam kedua senyawa itu sama, maka perbandingan massa unsur yang satu lagi dalam kedua senyawa itu merupakan bilangan bulat dan sederhana”

4.     Hukum Gay Lussac = Hukum Perbandingan Volume I

“Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat”

5.     Hukum Avogadro = Hukum Perbandingan Volume II

“Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama”

v  Massa rata-rata 1 atom unsur X = Ar unsur X x 1 sma

v  1 sma =1,66 x 10^-24 = 1/12 massa atom C-12

v  1 mol = 6,02 x 10²³ (bilangan Avogadro)

v  1 mol gas = 22,4 dm³

v  Rumus rumus yang digunakan :

X    = n.L                 Keterangan :     x = jumlah partikel         m_m = massa molar (Ar/Mr)

M   = n.m_m                                                  n = jumlah mol              V    = Volume gas

V    = n.V_m                                      L = 6,02 x 10²³                  V_m  = Volume molar

n    = V.M                                       m = massa                    M    = kemolaran larutan

v  Volum molar bergantung pada suhu dan tekanan

o    Keadaan standar

STP (Standard Temperature and Pressure)

Suhu 0⁰ C, tekanan 1 atm, V_m = 22,4 liter mol^-1

o    Keadaan kamar

RTP (Room Temperature and Pressure)

Suhu 25⁰ C, tekanan 1 atm, V_m = 24 liter mol^-1

o    Keadaan dengan suhu dan tekanan tertentu

PV = nRT

P = tekanan gas (atm)                     V = volume gas (liter)

R = tetapan (0,082 atm mol^-1 K^-1)       T = suhu mutlak gas (K = 273 + ⁰C)

o    Membandingkan 2 jenis gas

n_a   =   n_b

V_a       V_b

v  Kadar unsur X = indeks x Ar unsur X x 100%

      Mr

v  Rumus molekul : rumus yang menyatakan jenis dan jumlah atom-atom unsur dalam satu molekul

v  Rumus empiris : perbandingan paling sederhana dari atom-atom unsur penyusun senyawa

v  Pereaksi pembatas : pereaksi yang habis terlebih dahulu

v  Cara mencari rumus kimia menggunakan persamaan reaksi : menentukan rumus à data à cari mol à setarakan à perbandingan koefisien

v  Rumus perbandingan koefisien :

Mol / volum yang dicari =   koefisien zat yang akan dicari     x  mol / volum zat yang diketahui

                                      Koefisien zat zat yang diketahui

SOAL DAN PEMBAHASAN

1. Untuk pembakaran sempurna 2 mol gas propana, maka jumlah O2 yang dibutuhkan...gram

      pembahasan:

1. setarakan dulu reaksinya

    C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

2. setarakan mol dari C3H8 dengan O2

    2mol C3H8 ~ (5/1 x 2mol) O2

    2mol C3H8 ~ 10mol O2

3. hitung massa O2

    massa = mol O2 x Mr O2

               = 10 x 32

               = 320 gram

22. Pembakaran sempurna 0,2 gram senyawa hidrokarbon menghasilkan 0,66 gram dan 0,18 gram H2O. Tentukan senyawa tersebut.

pembahasan:

1. tulis reaksinya

    CxHy + O2 → CO2 + H2O

2. hitung mol dari CO2 dan H2O

    mol CO2 = massa/Mr CO2                                        mol H2O = massa/Mr H2O

                    = 0,66/44                                                                    = 0,18/18

                    = 0,015                                                                       = 0,010

3. bandingkan mol CO2 dengan mol H2O

    0,015 : 0,010

           3 : 2

4. masukkan hasil perbandingan ke dalam reaksi sebelah kanan (produk) menjadi koefisiennya

    CxHy + O2 → 3CO2 + 2H2O

5. berdasarkan reaksi diatas maka atom C yang dihasilkan adalah 3 buah dan atom H yang dihasilkan adalah 4 buah sehingga senyawa hidrokarbon diatas adalah C3H4

3. Campuran 10ml butana dan metana dibakar menghasilkan 34ml CO2. Volume masing-masing adalah...

pembahasan:

1. tulis dan setarakan masing2 reaksi dari pembakaran butana dan metana

    C4H10 + 13/2 O2 → 4CO2 + 5H2O...(1)

    CH4 + 2O2 →  CO2 + 2H2O..............(2)

2.pada reaksi (1)

   misalkan volume C4H10 sebesar x ml

   maka volume CO2 adalah 4x ml (hukum Gay Lussac)

3. reaksi (2)

    karena jumlah volume butana dan metana adalah 10ml maka volume CH4 adalah (10-x) ml

    dan volume CO2 adalah (10-x)ml [koefisien CH4 dan CO2 sama]

4. hitung variabel x dari volume CO2 kedua reaksi

    4x + 10 - x = 34

                  3x = 24

                    x = 8

5. dengan demikian,

    volume butana (C4H10) = x

                                            = 8 ml

    volume metana (CH4)   = 10-x

                                           = 10-8

                                           = 2 ml

4. Pada pemanasan 7,5 gram hidrokarbon menghasilkan 132gram CO2 dan 72gram H2O. Tentukan hidrokarbon tersebut.

pembahasan:

1. tulis reaksinya

    CxHy + O2 → CO2 + H2O2. hitung mol dari CO2 dan H2O

    mol CO2 = massa/Mr CO2                                        mol H2O = massa/Mr H2O

                    = 132/44                                                                    = 72/18

                    = 3                                                                             = 4

3. bandingkan mol CO2 dengan mol H2O

          CO2 : H2O = 3 : 4

4. masukkan hasil perbandingan ke dalam reaksi sebelah kanan (produk) menjadi koefisiennya

    CxHy + O2 → 3CO2 + 4H2O

5. berdasarkan reaksi diatas maka atom C yang dihasilkan adalah 3 buah dan atom H yang dihasilkan adalah 8 buah sehingga senyawa hidrokarbon diatas adalah C3H8

5. Massa dari kalsium karbida (CaC2) yang harus direaksikan dengan air sehingga menghasilkan gas asetilena (etuna) 56 liter (STP) adalah...

pembahasan:

1. tulis dan setarakan reaksinya

    CaC2 + H2O → C2H2 + CaO

2. cari mol dari gas asetilena

    mol = volume/22,4

           = 56/22,4

           = 2,5

3. maka massa kalsium karbida (CaC2) adalah

    massa = mol x Mr

               = 2,5 x 64

               = 160 gram

1. Serbuk kalsium sejumlah 20 gram (Ar Ca = 40) direaksikan dengan 20 gram belerang (Ar S = 32) sesuai dengan persamaan reaksi Ca + S → CaS. Zat apakah yang tersisa setelah reaksi selesai?Berapa massa zat yang tersisa setelah reaksi selesai?

  Penyelesaian :

Perbandingan mol Ca terhadap S adalah 1 : 1. Hal ini berarti, setiap 40 gram Ca tepat    bereaksi dengan 32 gram S membentuk 72 gram CaS. Perbandingan massa Ca terhadap S adalah 40 : 32 = 5 : 4. http://byulteens.blogspot.com/

Jika 20 gram S tepat habis bereaksi, dibutuhkan (5/4) x 20 = 25 gram Ca, untuk membentuk 45 gram CaS. Sayangnya, jumlah Ca yang disediakan tidak mencukupi.

Oleh karena itu, 20 gram Ca akan tepat habis bereaksi. Massa S yang diperlukan sebesar (4/5) x 20 gram = 16 gram. Dengan demikian, zat yang tersisa adalah belerang (S). Massa belerang yang tersisa adalah 20-16=4 gram.

2. Gas A2 sebanyak 10 mL tepat habis bereaksi dengan 15 mL gas B2 membentuk 10 mL gas AxBy pada suhu dan tekanan yang sama. Berapakah nilai x dan y?

Penyelesaian :

Perbandingan volume gas A2 terhadap gas B2 dan gas AxBy adalah 10 mL : 15 mL : 10 mL = 2 : 3 : 2. Perbandingan volume gas sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Dengan demikian, persamaan reaksi menjadi :

2 A2(g) +  3 B2(g) → 2 AxBy

Nilai x = 2 dan nilai y = 3.

3. Gas amonia dapat dibuat dengan mereaksikan 100 mL gas nitrogen dan 150 mL gas hidrogen dengan reaksi N2(g) +  3 H2(g) →  2 NH3(g). Hitunglah volume gas amonia yang dihasilkan pada akhir reaksi!

Penyelesaian :

Perbandingan volume gas N2 terhadap gas H2 dan NH3 sama dengan perbandingan koefisien reaksinya, yaitu 1 : 3 : 2.

Jika 100 ml gas N2 tepat habis bereaksi, dibutuhkan 300 mL gas H2. Sayangnya, jumlah gas H2 yang disediakan tidak mencukupi.

Dengan demikian, 150 mL H2 lah yang tepat habis bereaksi. Volume gas N2 yang dibutuhkan sebesar (1/3) x 150 mL = 50 mL. Setelah reaksi selesai, masih tersisa 50 mL gas N2. Volume gas NH3 yang dihasilkan adalah sebesar (2/3) x 150 mL = 100 mL.

4. Pada suhu dan tekanan tertentu, sebanyak 0,5 L gas hidrogen (Ar H = 1) memiliki massa sebesar 0,05 gram. Berapakah volume gas oksigen yang dapat dihasilkan jika sebanyak 12,25 gram padatan KClO3 dipanaskan? (Mr KClO3 = 122,5)

Penyelesaian :

mol H2 =  gram / Mr  =  0,05 / 2  =  0,025 mol

Persamaan reaksi pemanasan KClO3 adalah sebagai berikut :

KClO3(s) →  KCl(s) +  3/2 O2(g)

mol KClO3 = gram / Mr  = 12,25 / 122,5 = 0,1 mol

Dengan demikian, mol O2 = (3/2) x 0,1 mol = 0,15 mol

Pada suhu dan tekanan yang sama, Hukum Avogadro berlaku pada sistem gas. Perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas. Dengan demikian :

mol H2 :  mol O2 =  volume H2 :  volume O­2

0,025 : 0,15 =  0,5 : volume O2

Volume O2 = ( 0,15 x 0,5) / 0,025  =  3 L

http://byulteens.blogspot.com/

5. Suatu campuran gas terdiri atas 2 mol gas N2O3 dan 4 mol gas NO. Jika campuran gas ini terurai sempurna menjadi gas nitrogen dan gas oksigen, berapakah perbandingan volume gas nitrogen terhadap gas hidrogen dalam campuran tersebut?

Penyelesaian :

Persamaan reaksi penguraian masing-masing gas adalah sebagai berikut :

N2O3(g) →  N2(g) +  3/2 O2(g)

NO(g) →  ½ N2(g) +  ½ O2(g)

Sebanyak 2 mol gas N2O3 akan terurai dan menghasilkan 2 mol gas N2 dan 3 mol gas O2. Sementara itu, sebanyak 4 mol gas NO akan terurai dan menghasilkan 2 mol gas N2 dan 2 mol gas O2.

Dengan demikian, mol total gas N2 yang terbentuk adalah 2 + 2 = 4 mol N2. Mol total gas O2 yang terbentuk adalah 3 + 2 = 5 mol O2. Perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas. Jadi, perbandingan volume gas nitrogen terhadap gas hidrogen dalam campuran tersebut adalah 4 : 5.

6. Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2 ) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hidrogen (H2 ) massanya 0.1 g.

Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14

Jawab:

V1/V2 = n1/n2

10/1 = (x/28) / (0.1/2)

x = 14 gram

7. Berapa volume 8.5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27o C dan tekanan 1 atm ?

(Ar: H = 1 ; N = 14)

Jawab:

85 g amoniak = 17 mol = 0.5 mol

Volume amoniak (STP) = 0.5 x 22.4 = 11.2 liter

Berdasarkan persamaan Boyle-Gay Lussac:

P1 . V1 / T1 = P2 2 . V2 / T2

1 x 112.1 / 273 = 1 x V2 / (273 + 27)

V2 = 12.31 liter

8. Berapa tekanan dari 0 5 mol O2 dengan volume 10 liter jika pada temperatur tersebut 0.5 mol NH3 mempunyai volume 5 liter den tekanan 2 atmosfir ?

P1 V1 = P2 V2

2.5 = P2 . 10 /  P2 = 1 atmosfir

  .