Selasa, 14 Juni 2011

STOIKIOMETRI


STOIKIOMETRI

PENDAHULUAN
Salah satu aspek penting dari reaksi kimia adalah hubungan kuantitatif antara zat - zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik sebagai pereaksi maupun sebagai hasil reaksi. Stoikiometri 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, 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.
Mengapa kita harus mempelajari stoikiometri? Salah satu alasannya, karena mempelajari ilmu kimia tidak dapat dipisahkan dari melakukan percobaan di laboratorium. Adakalanya di laboratorium kita harus mereaksikan sejumlah gram zat A untuk menghasilkan sejumlah gram zat B. Pertanyaan yang sering muncul adalah jika kita memiliki sejumlah gram zat A, berapa gramkah zat B yang akan dihasilkan? Untuk menjawab pertanyaan itu kita memerlukan stoikiometri.
Stoikiometri erat kaitannya dengan perhitungan kimia. Untuk menyelesaikan soal - soal perhitungan kimia digunakan asas - asas stoikiometri yaitu persamaan kimia dan konsep mol.










ISI
Ø  HUKUM - HUKUM DASAR KIMIA
Stoikiometri adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif dari komposisi zat-zat kimia dan reaksi-reaksinya. Dengan kata lain stoikiometri merupakan “matematika-nya kimia “.
1.    HUKUM KEKEKALAN MASSA = HUKUM LAVOISIER
"Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap".

2.    HUKUM PERBANDINGAN TETAP = HUKUM PROUST
"Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap - tiap senyawa adalah tetap".
Keuntungan dari hokum proust:
Bila diketahui massa suatu senyawa atau massa salah satu unsur yang membentuk senyawa tersebut maka massa unsur lainnya dapat diketahui.
3.    HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA = HUKUM DALTON
"Bila dua buah unsur dapat membentuk dua atau lebih senyawa untuk massa salah satu unsur yang sama banyaknya maka perbandingan massa unsur kedua akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana".
4.    HUKUM – HUKUM GAS
Untuk gas ideal berlaku persamaan :
P V = n R T
Dimana:
P          = Tekanan gas (atmosfir)
V         = Volume gas (liter)
n          = Mol gas
R         = Tetapan gas universal = 0,082 lt.atm/mol Kelvin
T          = Suhu mutlak (Kelvin).
Perubahan - perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi - kondisi tertentu dicerminkan dengan hokum - hukum berikut:
a.      HUKUM BOYLE
Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan
n1 = n2 dan T1 = T2 , sehingga diperoleh : P1 V1 = P2 V2
b.      HUKUM GAY - LUSSAC
"Volume gas - gas yang bereaksi dan volume gas - gas hasil reaksi bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana".
Jadi untuk: P1 = P2 dan T1 = T2
berlaku :  


c.       HUKUM BOYLE – GAY LUSSAC
Hukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu dan diturukan dengan keadaan harga n1 = n2 sehingga diperoleh persamaan:
d.      HUKUM AVOGADRO
"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas - gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0oC, 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas.

Ø  KONSEP MOL
Satu mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom - atomnya atau molekul - molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = Mr senyawa itu. Jika bilangan Avogadro = L dengan L = 6,02 x 1023 partikel
1 mol atom = L buah atom, massanya = Ar atom tersebut.
1 mol molekul = L buah molekul massanya = Mr molekul tersebut.
Massa 1 mol zat disebut sebagai massa molar zat.

Ø  HITUNGAN KIMIA
      Hitungan kimia adalah cara - cara perhitungan yang berorientasi pada hukum - hukum dasar dalam Ilmu Kimia.
Perhatikan persamaan reaksi : 2 H2(g) + O2 (g) 2 H2O (g) .
Dalam persamaan reaksi tersebut, kita dapat mengetahui bahwa perbandingan molekul gas - gas yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah : 2 ~ 1 ~ 2 . Artinya 2 molekul hidrogen bereaksi dengan 1 molekul oksigen menghasilkan 2 molekul air. Berdasarkan hipotesa dari Avogadro, dalam persamaan pembentukan molekul air tersebut dapat kita ketahui bahwa perbandingan volume gas - gas yang terlibat dalam reaksi tersebut adalah juga 2 ~ 1 ~ 2 .

Ø  HUBUNGAN MOL, MASSA, VOLUME GAS DAN JUMLAH PARTIKEL
Mol merupakan satuan jumlah zat. Satu mol suatu zat menyatakan jumlah partikel yang jumlahnya sama dengan jumlah partikel yang terdapat dalam 12 gram atom C-12. Selanjutnya jumlah partikel ini dikenal dengan bilangan Avogadro, dengan simbol L.
( L= 6,02 x 1023 ). Artinya jumlah partikel dalam satu mol suatu zat adalah 6,02 x 1023 Untuk gas ideal berlaku rumus : P V = n R T. Bila gas tersebut diukur pada saat suhu 0oC dan tekanan 1 atm atau STP ( Standart Temperature and Presure ), maka volume dari satu mol gas tersebut dapat dihitung.
P V = n R T 1 x V = 1 x 0,08205 ( 0 +273 ) V = 22,39 liter, yang selanjutnya dalam perhitungan volume dari setiap satu mol gas yang diukur pada saat STP adalah 22,4 liter.

Ø  PEREAKSI PEMBATAS
Yang dimaksud dengan pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis bereaksi, yang selanjutnya akan digunakan untuk dasar menghitung zat - zat yang lain yang terlibat dalam suatu persamaan reaksi.

Ø  RUMUS EMPIRIS DAN RUMUS MOLEKUL
Rumus empiris adalah rumus yang paling sederhana dari suatu senyawa. Rumus ini hanya menyatakan perbandingan jumlah atom - atom yang terdapat dalam molekul. Rumus empiris suatu senyawa dapat ditentukan apabila diketahui salah satu dari:
o   massa dan Ar masing - masing unsurnya
o   % massa dan Ar masing - masing unsurnya
o   perbandingan massa dan Ar masing - masing unsurnya
Rumus molekul : bila rumus empirisnya sudah diketahui dan Mr juga diketahui maka rumus molekulnya dapat ditentukan.

Ø  MOLARITAS LARUTAN
Yang dimaksud dengan molaritas larutan adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter
larutan.
                

Dengan      M         = molaritas larutan
N         = jumlah mol zat terlarut dan
V         = volume larutan (liter )

Ø  MASSA ATOM RELATIF DAN MASSA ATOM
Dalton mengenali bahwa penting untuk menentukan massa setiap atom karena massanya bervariasi untuk setiap jenis atom. Atom sangat kecil sehingga tidak mungkin menentukan massa satu atom. Maka ia memfokuskan pada nilai relatif massa dan membuat tabel massa atom untuk pertamakalinya dalam sejarah manusia. Menurut Dalton, massa unsur teringan, hidrogen ditetapkannya satu sebagai standar (H = 1). Massa atom adalah nilai relatif, artinya suatu rasio tanpa dimensi. Walaupun beberapa massa atomnya berbeda dengan nilai modern, sebagian besar nilai-nilai yang diusulkannya dalam rentang kecocokan dengan nilai saat ini. Hal ini menunjukkan bahwa ide dan percobaannya benar.

Ø  KUANTITAS MATERI DAN MOL
Metoda kuantitatif yang paling cocok untuk mengungkapkan jumlah materi adalah jumlah partikel seperti atom, molekul yang menyusun materi yang sedang dibahas. Namun, untuk menghitung partikel atom atau molekul yang sangat kecil dan tidak dapat dilihat sangat sukar. kita dapat menggunakan massa sejumlah tertentu partikel. jumlah partikel dalam 22,4 L gas pada STP (0, 1atm) dipilih sebagai jumlah standar. Bilangan ini disebut dengan bilangan Avogadro. Sejak 1962, menurut SI (Systeme Internationale) diputuskan bahwam dalam dunia kimia, mol digunakan sebagai satuan jumlah materi. Bilangan Avogadro didefinisikan jumlah atom karbon dalam 12 g 126C dan dinamakan ulang konstanta Avogadro.
Ada beberapa definisi mol:
1.      Jumlah materi yang mengandung sejumlah partikel yang terkandung dalam 12 g 12C.
2.      Satu mol materi yang mengandung sejumlah konstanta Avogadro partikel.
3.      Sejumlah materi yang mengandung 6,02 x 1023 partikel dalam satu mol.

Ø  SATUAN MASSA ATOM (SMA)
Karena standar massa atom dalam sistem Dalton adalah massa hidrogen, standar massa dalam SI tepat 1/12 massa 12C. Nilai ini disebut dengan satuan massa atom (sma) dan sama dengan 1,6605402 x 10–27 kg dan D (Dalton) digunakan sebagai simbolnya. Massa atom didefinisikan sebagai rasio rata-rata sma unsur dengan distribusi isotop alaminya dengan 1/12 sma 12C.

















KESIMPULAN
Stoikiometri adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif dari komposisi zat - zat kimia dan reaksi-reaksinya.
Satu mol adalah satuan bilangan kimia yang jumlah atom - atomnya atau molekul - molekulnya sebesar bilangan Avogadro dan massanya = Mr senyawa itu.
Hitungan kimia adalah cara - cara perhitungan yang berorientasi pada hukum - hukum dasar dalam Ilmu Kimia.
pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis bereaksi, yang selanjutnya akan digunakan untuk dasar menghitung zat-zat yang lain yang terlibat dalam suatu persamaan reaksi.
Rumus empiris hanya menyatakan perbandingan jumlah atom - atom yang terdapat dalam molekul.
Yang dimaksud dengan molaritas larutan adalah jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan.


















DAFTAR PUSTAKA
























SOAL & JAWABAN
1.      Barapa kadar C dalam 50 gram CaCO3? (Ar: C = 12; O = 16; Ca = 40)
jawab:
massa C     =  
=                  
= 6 gram
Kadar C    =
=
= 12%
2.      Berapa tekanan dari 0,5 mol O2 dengan volume 10 liter jika pada temperatur tersebut 0,5 mol NH3 mempunyai volume 5 liter dan tekanan 2 atmosfir ?
Jawab:
P1 x V1      = P2 x V2
2 x 5          = P2 x 10
P2               = 1 atmosfir
3.      Hitunglah massa dari 10 liter gas nitrogen (N2) jika pada kondisi tersebut 1 liter gas hydrogen (H2) massanya 0,1 gram. Diketahui: Ar untuk H = 1 dan N = 14.
Jawab:
x = 14 gram
Jadi massa gas nitrogen = 14 gram.
4.      Berapa molekul yang terdapat dalam 20 gram NaOH ?
Jawab :
Mr NaOH = 23 + 16 + 1 = 40
Banyaknya molekul NaOH = 0,5 x L = 0,5 x 6,02 x 1023 = 3,01 x 1023 molekul
5.      Berapa persen kadar kalsium (Ca) dalam kalsium karbonat ? (Ar: C = 12 ; O= 16 ; Ca=40)
Jawab :
1 mol CaCO3 mengandung 1 mol Ca + 1 mol C + 3 mol O
Mr CaCO3 = 40 + 12 + 48 = 100
Jadi kadar kalsium dalam CaCO3 =
6.      Suatu bijih besi mengandung 80% Fe2O3 (Ar: Fe=56; O=16). Oksida ini direduksi dengan gas CO sehingga dihasilkan besi. Berapa ton bijih besi diperlukan untuk membuat 224 ton besi ?
Jawab :
1 mol Fe2O3 mengandung 2 mol Fe,
massa Fe2O3          =
=
= 320 ton
Jadi bijih besi yang diperlukan =
7.      Suatu senyawa C dengan H mengandung 6 gram C dan 1 gram H. Tentukanlah rumus empiris dan rumus molekul senyawa tersebut bila diketahui Mr nya = 28 !
Jawab:
mol C : mol H       =  
=
= 1 : 2
Jadi rumus empirisnya: (CH2)n
Bila Mr senyawa tersebut = 28 maka:
12n + 2n    = 28
14n            = 28
 n               = 2
Jadi rumus molekulnya : (CH2)2 = C2H4
8.      Berapa atom yang terdapat dalam 2,8 mol logam besi?
Jawab :
2,8 x (6,023 x 1023 ) = 16,9 x 1023 atom
9.      Berapa atom Na yang terkandung pada 15,5 gram Na? Diketahui Ar Na = 23.
Jawab :
mol Na =
Jumlah atom Na = 0,674 x 6,023 x 1023 = 4,06 x 1023 atom Na
10.  Berapa massa 6,12 mol Ca? Diketahui Ar Ca = 40,08
Jawab :
Massa Ca   = mol Ca x Ar Ca
= 6,12 x 40,08
= 245 gram Ca.
11.  Hitunglah volume larutan 0,05 M HCl yang diperlukan untuk melarutkan 2,4 gram logam magnesium (Ar = 24 g/mol).
Jawab :
Mg(s) + 2 HCl(aq)        MgCl2(aq) + H2(g)
Satu mol Mg setara dengan 2 mol HCl (lihat persamaan reaksi).
Mol HCl    = 2 x mol Mg
= 2 x 0,1 mol
= 0,2 mol
12.  Berapa konsentrasi larutan NaCl akhir yang dibuat dengan melarutkan dua larutan NaCl, yaitu 200 mL NaCl 2M dan 200 mL NaCl 4M.
Jawab:
M   =
=
=
= 3 M
13.  Berapa massa dari 14 liter gas O2 pada 0oC, 1 atm !
Jawab:
14gas O2 = 14 : 22,4 = 0,625 mol = 0,625 x 32 gram  = 20 gram
14.  Berapa volume dari 9,03 x 1024 molekul gas pada keadaan standar ?
Jawab:
9,03 x 1024 molekul           = 9,03 x 1024 : 6,02 x 1023
= 15 mol x 22,4 liter
= 336 liter
15.  Suatu senyawa tersusun dari 84% karbon dan 16 % hidrogen (C = 12, H = 1). Tentukan rumus empiris senyawa tersebut?
Jawab:
C = 84% , H = 16%
mol C : mol H       =
=  7  :   16
Rumus empiris senyawa adalah : C7H16
16.  Suatu gas mengandung 48 gram karbon, 12 gram hidrogen dan 32 gram oksigen (C= 12, H= 1, O= 16). Bagaimana rumus empiris gas tersebut?
Jawab:
C= 48, H= 12, O= 32
mol C : mol H : mol O      =
= 4 : 12 : 2
= 2 : 6 : 1
     Rumus empiris gas adalah C2H6O
17.  Suatu senyawa mengandung 32,4% natrium, 22,6% belerang dan sisanya oksigen (Na = 23, S = 32, O = 16). Tentukan  rumus empiris  senyawa itu?
Jawab:
Na = 32,4%, S = 22,6%, O = 100- (32,4+22,6) = 45%
mol Na : mol S : mol O     =
= 1,4 : 0,7 : 2,8
= 2 :1 :4
Rumus empiris senyawa adalah Na2SO4

Tidak ada komentar:

Posting Komentar