Stoikiometri

Dalam ilmu kimia, stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia).

Jenis – Jenis Stoikiometri

1. Stoikiometri Reaksi

Stoikiometri yang sering dipakai dalam menyeimbangkan suatu persamaan kimia yang bisa ditemukan pada stoikiometri reaksi.

Hal tesebut menggambarkan pada suatu hubungan kuantitatif antara zat yang disebabkan karena telah berpartisipasi pada sebuah reaksi kimia.

2. Stoikiometri Komposisi

Stoikiometri komposisi ini dinyatakan sebagai kuantitatif (massa) yang merupakan suatu hubungan antara berbagai unsur-unsur pada reaksi senyawa.

Misalnya yaitu di dalam stoikiometri komposisi tersebut telah menggambarkan (massa) senyawa nitrogen dengan hidrogen yang berpartisipasi dan bisa menjadi amonia kompleks.

Yaitu 1 mol nitrogen dan 3 mol hidrogen pada setiap 2 mol amonia. Mol merupakan satuan yang bisa dipakai didalam kimia pada sejumlah zat.

3. Stoikiometri Gas

Jenis stoikiometri adalah yang bisa berhubungan dengan salah satu reaksi yang berhubungan dengan gas, yang mana dalam gas tersebut berada pada sebuah suhu, tekanan dan volume yang bisa dikenal juga bisa dianggap sebagai gas ideal.

Untuk gas, pada perbandingan volume idealnya tersebut itu berarti sama dengan hukum gas ideal. Tetapi pada sebuah rasio massa reaksi tunggal itu harus bisa dihitung dari massa molekul reaktan dan juga pada suatu produk yang mana massa molekul tersebut merupakan massa 1(satu) molekul zat.

Persamaan Hukum gas ideal adalah

PV = nRT

Keterangan:

• P = tekanan (atm)
• V = volume gas (liter)
• n = jumlah mol (mol)
• R = Tekanan gas = 0,082 L atm/mol K
• T = 0 °C = 273 K

Contoh Soal

1. Tentukan rumus empiris senyawa C₆H₁₂O₆!

Pembahasan:

Rumus empiris diperoleh dengan menyederhanakan rumus molekul, seperti berikut ini.

C₆H₁₂O₆ = (CH₂O)₆

Dengan demikian, rumus empiris dari C₆H₁₂O₆ adalah CH₂O.

2. Pada sebuah senyawa Propana yang terbakar dengan persamaan reaksi sebagai berikut yaitu: C3H8+O2⟶H2O+CO2

Jika 200 g propana yang terbakar, maka hitunglah berapa jumlah H2O yang seharusnya bisa terbentuk?

Penyelesaian dan jawaban:

Setarakan persamaan reaksinya!

Hitung mol C3H8!

mol=m/Mr -> mol= 200 g/ 44 g/mol ->mol= 4.54 mol

Hitung rasio H2O : C3H8 -> 4:1

Hitung mol H2O dengan perbandingan contohnya 1
mol H2O : 4 = mol C3H8 : 1
-> mol H2O : 4 = 4.54 mol : 1
-> mol H2O = 4.54 x 4= 18.18 mol

Konversi dari mol ke gram.
mol = m/Mr
m = mol x Mr
m = 18.18 mol x 18
m = 327.27 gram

3. Sebanyak 4,0 gram cuplikan yang mengandung senyawa hidrokarbon dibakar sempurna dengan gas oksigen. Jika presentase (%) massa karbon dalam cuplikan tersebut adalah 30%, maka massa karbon dioksida yang dihasilkan dalam proses pembakaran tersebut adalah…. (Ar C = 12, O = 16)

A. 3,3
B. 4,4
C. 5,4
D. 5,5
E. 6,0

Jawaban : B

Pembahasan :

%C = (mc / m cuplikan) x 100%
= 30% (mc/4) x 100%
120=100mc
mc=1,2gram

dengan menganggap massa sebelum = massa sesudah reaksi, maka massa C dalam cuplikan akan sama dengan massa C dalam CO₂. Sehingga:

m unsur = ((Jumlah Unsur x Ar) / Mr)) x m senyawa
= 1,2 = ((1 x 12) / 44)) x m co2
52,8 = 12 mco2
mc02 = 4,4 gram

3. Reaksi pembentukan Titanium (IV) florida berlangsung sebagai berikut: 3 TiO₂ (s) + BrF₃ (l) → 3 TiF₄ (s) + Br₂ (l) + O₂ (g)
Bila 3.2 gram cuplikan yang mengandung TiO₂ menghasilkan 0.64 gram O₂, maka persentase massa TiO₂ dalam cuplikan tersebut adalah…. (Ar. Ti : 48, O : 16, F : 19, Br : 80)

A. 15 %
B. 25 %
C. 50 %
D. 70 %
E. 75 %

Jawaban : C

Pembahasan :

Reaksi di atas belum setara, maka disetarakan terlebih dahulu:

3 TiO_2 (s) + 4 BrF_3 (l) → 3 TiF_4 (s) + 2 Br_2 (l) + 3 O_2 (g)

mol O₂ = massa / Mr = 0,64 / 32 = 0,02 gram

Karena koefisien O₂ dan koefisien TiO₂ sama, maka mol TiO₂ sama dengan mol O₂ yaitu 0.02 mol

maka massa TiO₂= mol x Mr =0,02 x 80 = 1,6 gram
% TiO₂ dalam cuplikan = 1.6 / 3.2 x 100% = 50%

4. Perhatikan reaksi pembentukan amonia berikut: N_2(g)      +  H_2(g)     ⇌ NH_3(g)
Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi tersebut secara berurutan adalah…

A. 1 : 1 : 1
B. 1 : 3 : 2
C. 2 : 2 : 3
D. 2 : 3 : 1
E. 2 : 1 : 3

Jawaban: B

Pembahasan:

Berdasarkan Hukum Gay Lussac, pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas – gas yang terlibat dalam reaksi sebanding dengan koefisien dalam reaksi tersebut.

Reaksi pembentukan amonia setelah setara adalah sebagai berikut:

N_2(g) + 3H_2(g) ⇌ 2NH_3(g)

Sehingga perbandingan volume gas N₂, H₂ dan NH₃ berturut – turut adalah 1 : 3 : 2.

5. Senyawa oksida logam M_xO_y dihasilkan dari reaksi antara padatan logam M sebanyak 0,5 mol dengan 0,625 mol gas oksigen. Jika reaksi tersebut menghasilkan 0,25 mol oksida logam, maka rumus senyawa oksida tersebut adalah…

A. MO₂
B. MO₃
C. M₂O
D. M₂O₃
E. M₂O₅

Jawaban: E

Pembahasan:

Reaksi pembentukan oksida logam MxO_y adalah sebagai berikut:

M              +       O₂            →      M_xO_y

0,5 mol       0,625 mol           0,25 mol

Perbandingan mol ≈ perbandingan koefisien. Perbandingan mol spesi tersebut adalah 4 : 5 : 2. Sehingga perbandingan koefisien spesi tersebut juga 4 : 5 : 2.

4M      +      5O₂      →      2M_xO_y

Untuk menentukan nilai x dan y, dilihat dari jumlah atom – atom.
Jumlah atom kiri harus sama dengan jumlah atom kanan.

Atom M kiri = atom M kanan
4 = 2x
x = 2

Atom O kiri = atom O kanan
10 = 2y
Y = 5

Sehingga rumus oksida tersebut adalah M₂O₅.

6. Gas X sebanyak 0,20 gram menempati volume 440 mL. Jika 0,10 gram gas CO2 (P dan T sama) menempati volume 320 mL, maka gas X adalah SO2. (Ar C = 12, O = 16, S =32)
SEBAB
Gas X memiliki massa atom relatif sebesar 64.

Pembahasan:

Menurut hukum Avogadro, pada P dan T yang sama, gas-gas yang mempunyai volume sama akan memiliki jumlah molekul yang sama, sehingga:

nx/Vx = n co₂/V co₂ → (0,20 / Mr X / 440) = (0,20 / 44) / 320)

Mr X = 64

Gas SO₂ memiliki Mr sebesar 64. Sehingga pernyataan pertama dan kedua adalah benar dan kedua pernyataan tersebut saling berkaitan.