STOIKIOMETRI

STOIKIOMETRI

Stoikiometri adalah dasar perhitungan kimia yang menyatakan relasi kuantitatif rumus kimia dan persamaan kimia. Berikut ini materi yang perlu kamu ketahui untuk memahaminya, mulai dari konsep mol dan massa molar, rumus empiris dan rumus molekular, dasar stoikiometri larutan dan gas ideal, dan penulisan dan penyetaraan reaksinya, disertai contoh soal dan pembahasannya.

Konsep Mol dan Massa Molar (})

Dalam sistem SI, satu mol didefinisikan sebagai jumlah dari materi yang terdiri dari entitas-entitas (atom-atom, molekul-molekul, atau partikel-partikel lainnya) sejumlah jumlah atom-atom yang berada dalam 12 gram karbon-12. Nilai jumlah atomtersebut adalah 6,022×1023 yang disebut bilangan Avogadro, NA.

Massa molar, }, didefinisikan sebagai massa dari 1 mol entitas (atom, ion, molekul, unit formula) dari materi. Satuan dari massa molar (}) adalah gram/mol.

Materi Stoikiometri: Hubungan massa, jumlah mol, dan jumlah atom dari unsur
(Sumber: Chang, Raymond. 2010. Chemistry (10th edition). New York: McGraw Hill)

Rumus Empiris dan Rumus Molekuler

Rumus empiris merupakan rasio bilangan bulat paling sederhana dari jumlah mol dari masing-masing unsur dalam suatu senyawa. Rumus molekuler merupakan jumlah mol sebenarnya dari masing-masing unsur dalam 1 mol senyawa. Rumus molekuler bisa saja identik dengan rumus empiris ataupun merupakan kelipatan bilangan bulat dari rumus empiris. Sebagai contoh, asam fosfat (H3PO4) memiliki rumus molekuler dan rumus empiris yang identik. Glukosa memiliki rumus molekuler C6H12O6 yang merupakankelipatan 6 kali rumus empirisnya, CH2O.

rumus molekuler ≡ (rumus empiris)n

}rumus molekuler = n× }rumus empiris, n = 1, 2, 3, …

Dasar Stoikiometri Larutan

Istilah “konsentrasi” larutan menyatakan jumlah zat terlarut yang dilarutkan dalam sejumlah tertentu pelarut atau sejumlah tertentu larutan. Konsentrasi larutan dapat dinyatakan dalam molaritas. Molaritas (M) didefinisikan sebagai jumlah mol zat terlarut per liter larutan.

Dasar Stoikiometri Gas Ideal

Volum molar, Vm, didefinisikan sebagai volum dari 1 mol entitas (atom, ion, molekul, unit formula) dari materi. Satuan dari volum molar (Vm) adalah L/mol.

Hukum Avogadro menyatakan bahwa pada tekanan dan temperatur tertentu dan tetap, volum gas secara langsung berbanding lurus terhadap jumlah gas.

Pada keadaan STP (P = 1 atm, T = 273 K), Vm gas ideal = 22,414 L/mol

Pada keadaan RTP/ATP (P = 1 atm, T = 298 K), Vm gas ideal = 24 L/mol

Pada keadaan tertentu, berlaku hukum gas ideal:

di mana R adalah tetapan gas, R = 0,08206 L∙atm/mol∙K = 8,314 J/mol∙K

Menulis dan Menyetarakan Persamaan Reaksi Kimia

Persamaan reaksi kimia adalah pernyataan yang ditulis dengan rumus molekuler yang memberikan informasi identitas dan kuantitas zat-zat yang terlibat dalam suatu perubahan kimia ataupun fisika. Semua zat yang bereaksi, disebut pereaksi/reaktan, ditempatkan di sebelah kiri tanda panah, yang arah panahnya ke kanan menunjuk pada produk, yakni semua zat yang dihasilkan dari reaksi.

Dalam persamaan reaksi, dikenal koefisien reaksi, yaitu bilangan yang berada di sebelah kiri rumus molekuler untuk mengalikan semua atom dalam rumus molekuler tersebut. Perbandingan koefisien-koefisien reaksi dapat diinterpretasi sebagai perbandingan mol zat-zat dalam reaksi. Pada setiap reaktan dan produk, dituliskan wujud zatnya (s (padat), l (cair), g (gas), atau aq (larutan dengan pelarut air)) dalam tanda kurung di sebelah kanan rumus molekuler masing-masing.

Contoh persamaan reaksi kimia setara:

Contoh langkah-langkah menyetarakan persamaan reaksi:

1.

2.

3.

4.

Stoikiometri Reaksi

Dalam reaksi kimia, jumlah reaktan-reaktan yang bereaksi kadang tidak sesuai dengan jumlah stoikiometrik reaksi (tidak sesuai dengan perbandingan koefisien pada persamaan reaksi setara). Oleh karena itu, akan ada reaktan yang habis bereaksi terlebih dahulu dibanding reaktan lainnya. Reaktan yang masih tersisa setelah bereaksi disebut sebagai pereaksi berlebih. Reaktan yang habis duluan itu disebut sebagai pereaksi pembatas. Setelah pereaksi pembatas habis, tidak ada lagi produk reaksi yang terbentuk. Jadi, jumlah pereaksi pembatas menentukan jumlah produk yang dihasilkan.

Contoh Soal Stoikiometri

Logam alkali (golongan 1) bereaksi dengan halogen (golongan 17) membentuk senyawa ionik logam halida. Berapa gram kalium klorida yang terbentuk dari reaksi 5,25 L gas klorin pada tekanan 0,950 atm dan temperatur 293 K dengan 17,0 g kalium?

Jawab: