Kuliah kdeprtemuan_stokio1_2.ppt

Stoikiometri 1

StoikiometriStoikiometri : Stoichion artinya unsurMetron artinya pengukuranMengapa kita harus mempelajari stoikiometri? 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. aplikasi stoikiometri pada perhitungan kimia beserta contoh soal dan cara menyelesaikannya.

*

*

*

*

Hubungan massa-mol-jumlah molekul-volume Ar ATAU Mr

Persen komposisi senyawaPersen komposisi (percent composition) : persentase massa dari tiap unsur yang terkandung dalam suatu senyawa. Dimana n adalah jumlah mol unsur dalam 1 mol senyawa.

Contoh : 1. Dalam 1 mol Hidrogen Peroksida (H2O2) terdapat 2 mol atom O. Massa molar dari H2O2, H dan O berturut-turut adalah 34,02 g, 1,008 g, dan 16 g. Jadi persen komposisi H2O2 dapat dihitung sbb :

2. a. Hitunglah berapa persen air dalam Na2SO4.10H2O b. massa air dalam 2 kg hidrat diatas Jawab : a. Massa 1 mol Na2SO4.10H2O = 322 gr(Mr=2xNa+S+4xO+20xH+10xO)b. Hidrat mengandung 55,9% air maka

CONTOH SOAL :Hitung % Na, S, dan O dalam natrium sulfat (Na2SO4)a. Hitunglah berapa persen air dalam Na2SO4.5H2O b. massa air dalam 2 kg hidrat diatasTentukan rumus empiris senyawa yang mempunyai persen komposisi massa : K=24,75%, Mn=34,77%, O=40,51%Hitunglah jumlah gram dari Timbal (Pb) dalam 12,4 gr mol timbalBerapakah massa (dalam gram) satu atom iod (I)?Berapakah jumlah atom H dalam 72,5 gr isopropanol C3H8O?

KONSEP MOL PADA GASPenerapan konsep mol pada gasPersamaan gas ideal PV = nRT, R = tetapan gas 0,082 L.atm/K.moln = jumlah mol gasP = tekanan gas atmV = volume gas L

Pada tekanan standard 1atm (101.325 Pa) dan suhu 273 K (STP) satu mol gas menempati volume 22,4 L

Dengan menganggap bahwa udara mengandung 21% (vol Oksigen), hitung volume udara yang diperlukan untuk membakar 600 mL metana (CH4) dan 300 mL asitelin (C2H2)Bila hasil pembakaran pada no 1 digunakan untuk membuat asam sulfat menurut reaksi :SO3 (g)+ H2O (g) ------ H2SO4 (c)Tentukan jumlah gas SO3 yang diperlukan, serta berat asam sulfat yang dihasilkan

2. a. Hitunglah dengan tepat massa 200 L gas O2 pada STPb. Hitung volume pada STP, yang ditempati 96 gr O2

Hitunglah volume (Liter) yang ditempati oleh 7,4 gr CO2 pada STP

RUMUS SENYAWARumus empirisAdalah rumus yang paling sederhana yang menyatakan perbandingan atom-atom dari pelbagai unsur pada senyawa. Rumus empiris dapat ditentukan dari data :Macam unsur dalam senyawa (analisis kualitatif)Persen komposisi unsur (analisis kuantitatif)Massa atom relatif unsur-unsur Tentukan massa atau persen dan massa relatif setiap unsur Bagi massa denga Mr didapat perbandingan mol atau perbandingan atom unsur Ubah perbandingan menjadi bilangan sederhana dg membagi dg bil. Bulat terkecil. Bila hasil yang diperoleh berbentuk pecahan kalikan dengan bilangan yang menghasilkan bil. bulat

Rumus MolekulMemberikan jumlah mol setiap jenis atom dalam satu mol molekul senyawaData yang diperlukan :1. Rumus empiris2. massa molekul relatif (kira-kira)

Contoh SoalSuatu senyawa sebanyak 10 gr mengandung 5,2 gr seng, 0,96 gr karbon dan 3,84 gr oksigen. Hitung rumus empiris

Rumus empiris melalui percobaanPembakaran 11,5 gr alkanol menghasilkan 22 gr CO2 dan 13,5 gr H2O.

Kita dapat kan rumus etanol C0,5H1,5O0,25. Rumus empiris didapat dengan mengalikan dengan subskrip dari anka yang terkecil 0,25. Maka didapat Rumus empirisnya C2H6O

2. Suatu senyawa mengandung 28,6% magnesium, 14,3% karbon dan 57,1% oksigen. Hitunglah rumus empirisnya?Apabila massa rumus senyawa tersebut adalah 84. Hitunglah rumus molekulnyaMassa rumus empiris relatif (MgCO3) : 24+12+(2x16)=84, (MgCO3)n=84, n=1Massa molekul : MgCO3

Macam unsur

Magnesium

Karbon

Oksigen

Lambang

Mg

C

O

Perbandingan Massa

28,6

14,3

57,1

Massa atom relatif

24

12

16

Perbandingan mol

28,6/24

14,3/12

57,1/16

Atom

1,19

1

1,19

1

3,57

3

Rumus empiris

MgCO3

5. Rumus garam amonium besi (II) sulfat adalah (NH4)2SO4FeSO4.nH2O. Tentukan harga n jika kristal ini mengandun air kristal sebanyak 42,6%.

Senyawa(NH4)2SO4FeSO4H2OMassa57,4 gr42,6 grMassa rumus relative28418Jumlah molPerbandingan mol0,212,412n12Rumus kristal(NH4)2SO4FeSO4. 12H2O

CONTOH SOAL :Monosodium glutamat (MSG) zat penambah rasa makanan, dinyatakan sebagai penyebab sindrom restoran Cina, dengan gejala sakit kepala dan nyeri dada. MSG mempunyai komposisi massa sbb: 35,51 % C; 4,77% H; 37,85% O; 8,29% N; dan 13,6% Na. Bagaimanakah rumus molekulnya jika massa molarnya sekitar 169 gr?5,018 gr kristal MgSO4. n H2O dipanaskan. Jika berat setelah pemanasan adalah 2,449 gr. Maka n adalahAlkohol sinamat (cinnamic alcohol) sebagian besar digunakan untuk parfum, terutama pada sabun dan kosmetik. Rumus molekulnya C9H10Oa. Hitunglah persen komposisi massa dari C, H, dan O dalam senyawa inib. Berapa molekul alkohol sinamat yang terkandung dalam sampel 0,469 gr senyawa itu.

Menyetarakan Persamaan Kimia KClO3 KCl + O2

C2H6 + O2CO2 + H2O

LatihanAl + Cl2AlCl3KNO3 + H2SO4K2SO4 + HNO3CaO + SO2CaSO3C3H8 + O2CO2 + H2OH3PO4 + Al(OH)3 AlPO4 + H2O

Stokiometri 2

Jumlah reaktan dan produkSemua logam alkali bereaksi dengan air menghasilkan gas hidrogen dan hidroksida logam alkali yang bersesuaian. Satu reaksi yang khas adalah antara litium dengan air 2Li + 2H2O2LiOH + H2

Berapa mol H2 akan terbentuk dari reaksi sempurna antara 6,23 mol Li dengan air.Berapa mol H2 akan terbentuk dari reaksi sempurna antara 80,57 gr Li dengan air.Berapa molar LiOH yang terbentuk dari larutan Li sebanyak 0.2 M dalam 300 mililiter air ?Berapa tekanan gas H2 yang terbentuk dari soal di point C pada bejana yang mempunyai volume 1.5 L dan suhu 45oC?

ab

Pereaksi Pembatas : Pereaksi penentu (patokan) untuk pereaksi yang lain dan hasil reaksi. Biasanya yang merupakan pereaksi pembatas lebih awal habis.Koefisien Reaksi : Menunjukkan perbandingan mol zat-zat yang bereaksi.Cara Menentukan Reaksi Pembatas 1. Tentukan mol masing-masing pereaksi. 2. Bagi mol dengan masing-masing koefisien reaksi a. Jika hasil baginya sama, maka semua pereaksi dapat dijadikan pereksi pembatas dalam perhitungan. b. Jika hasil baginya berbeda, maka pereaksi yang hasil baginya paling kecil, dijadikan pembatas diperhitungannya.

Pereaksi pembatas dan hasil reaksiReaktan yang pertama kali habis digunakan pada reaksi kimia disebut pereaksi pembatas (limiting reagent)Pereaksiberlebih (excess reagent) adalah pereaksi yang terdapat dalam jumlah lebih besar daripada yang diperlukan untuk beraksi dengan sejumlah tertentu pereaksi pembatas.Contoh :2NO(g) + O2(g) 2NO2(g)Pada kondisi awal terdapat 8 mol NO dan 7 mol O2. Tentukan yang mana dari kedua reaktan adalah pereaksi pembatas/habis berekasi.Karena NO menghasilkan NO2 dalam jumlah yang lebih kecil, maka NO yang merupakan pereaksi pembatas

Tanya : a.Reaktan manakah yang merupakan reaksi pembatas? b.Hitung massa urea yang terbentuk! c.Berapa banyak pereaksi berlebih(gram) yang tersisa pada akhir reaksi?

Mula 637,2 gr 1142 gr

Bereaksi ? ? ?

Sisa ? ? ?

# Massa NH3 = 637,2 gram Mol NH3 = 637,2 / (14+3) = 37,482 mol NH3# Massa CO2 = 1142 gram Mol CO2 = 1142 / (12+32) = 25,955 mol CO2# Mol NH3 / Koef NH3 = 37,482 / 2 = 18,741 # Mol / Koef CO2 = 25,955 / 1 = 25,955

# Mol (NH2)2CO = x 37,382 = 18,741 mol Massa (NH2)2CO = 18,741 x 60 = 1124,46 gram

Maka ;

2 NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2OMula 37,482 25,995

Bereaksi 37,482 18,741 18,741

Sisa 7,214 18,741

1.Reaktan manakah yang merupakan reaksi pembatas yaitu NH3.

2.Massa urea yang terbentuk sebesar 1124,46 gram.

3.Banyak pereaksi berlebih(gram) yang tersisa pada akhir reaksi sebesar 317,416 gram

1. Urea (NH2)2CO dibuat dengan mereaksikan amonia dan karbon dioksidaNH3 + CO2(NH2)2CO + H2OPada satu proses 637,2 gr NH3 bereaksi dengan 1142 gr CO2Reaktan manakah yang merupakan pereaksi pembatas?Hitung massa Urea yang terbentukBerapa banyak pereaksi berlebih (gram) yang tersisa pd akhir reaksi?Jika reaksi dijalankan sampai konversi 80% tercapai, hitung jumlah mol dari masing2 komponen yang tersisa

1. Setarakan reaksi2NH3 + CO2(NH2)2CO + H2O

2. Ubah masing-masing pereaksi menjadi mol :3. menetukan pereaksi pembatasKarena NH3 menghasilkan urea dalam jumlah yang lebih kecil, maka NH3 yang merupakan pereaksi pembatas

4. Mol (NH2)2CO yang terbentuk didapat berdasarkan pereaksi pembatas5. Konversi massa urea tsb dengan mengalikan dengan Mr6. Pereaksi sisa adalah CO2

Persen hasilJumlah pereaksi pembatas pada awal reaksi menentukan hasil teoritis (theoretical yield) dari reaksi tersebut. Yield : jumlah produk yang akan terbentuk jika seluruh pereaksi pembatas terpakai pada reaksi.Pada prakteknya, jumlah produk yang didapat lebih kecil daripada hasil teoritis.Maka dipakai hasil sebenarnya (actual yield) : jumlah produk sebenarnya yangdihasilkan dari suatu reaksi.

Untuk menentukan persen hasil dari suatu reaksi : perbandingan hsil sebenarnya terhadap hasil teoretis.

Titanium adalah logam yang kuat, ringan, dan tahan terhadap korosi, digunakan dalam pembuatan roket, pesawat, mesin jet, dan rangka sepeda. Logam ini diperoleh dari reaksi antara titanium (IV) klorida dengan magnesium cair pada suhu antara 950C dan 1150 C

TiCl4(g) + Mg(l)Ti(s) + MgCl2 (l)

Dalam suatu operasi industri, 3,45 x 107 gr TiCl4 direaksikan dengan 1,13 x 107 gr Mg(a) Hitunglah hasil teoritis dari Ti dalam gram(b) Hitunglah persen hasil jika ternyata didapatkan 7,91 x 106 gr Ti

1. Setarakan reaksi2TiCl4 + 2MgTi + 2MgCl2

2. Ubah masing-masing pereaksi menjadi mol :3. menetukan pereaksi pembatasKarena TiCl4 menghasilkan urea dalam jumlah yang lebih kecil, maka TICl4 yang merupakan pereaksi pembatas

4, hasil teoritis Ti yang terbentuk : (hasil teoritis=hasil stoikiometri)5. menentukan persen hasil

Reaksi serentakContoh reaksi serentakSebanyak 0,710 gr contoh logam campuran Magnesium yang mengandung 70% Al dan 30% Mg bereaksi dengan HCl(aq) berlebih, berapakah massa H2 yang terbentuk?Jawab:2Al + 6HCl2AlCl3 + 3H2 Mg + 2HClMgCl2 + H2 Tentukan massa tiap logam berdasarkan persen komposisinyaAl=70% x 0,71 gr = 0,497 gr = 0,0184 molMg = 30% x 0,71 gr = 0,213 gr = 0,00877 mol

Berdasarkan reaksi, dapat ditentukan jumlah mol H2 yang dihasilkan:oleh Al = 0,0184 mol x 3/2 = 0,0276 mol H2oleh Mg = 0,00877 mol x 1/1 = 0,00877 mol H2Jumlah keseluruhan H2 = 0,00364 mol H2Bila H2 dinyatakan dalam gram = 0,00364 x 2 = 0,0735 gr H2

TUGAS : Teori dan kerjakan soal Pereaksi Pembatas dan Hasil Reaksi1. Reaksi antara aluminium dan besi (III) oksida menghasilkan suhu mendekati 3000C dan digunakan untuk pengelasan logam2Al + Fe2O3Al2O3 + 2FePada satu proses 124 gr Al bereaksi dengan 601 gr Fe2O3Reaktan manakah yang merupakan pereaksi pembatas?Hitung massa Al2O3 yang terbentukBerapa banyak pereaksi berlebih (gram) yang tersisa pd akhir reaksi?

2.Dalam industri, logam vanadium yang digunakan dalam campuran baja diperoleh dengan jalan mereaksikan vanadium(V)oksida dengan kalsium pada suhu tinggi5Ca + V2O5CaO + 2VDalam suatu operasi industri, 1,54 x 103 gr V2O5 direaksikan dengan 1,96 x 103 gr CaHitunglah hasil teoritis dari V dalam gramHitunglah persen hasil jika ternyata didapatkan 803 gr V