APLIKASI STOIKIOMETRI

APLIKASI STOIKIOMETRI

A. DEFINISI STOIKIOMETRI

• Stoikiometri (stoi-kee-ah-met-tree) merupakan bidang dalam ilmu kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik sebagai pereaksi maupun sebagai  hasil reaksi. Kata stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu stoicheon yang artinya unsur dan metron yang berarti mengukur. Seorang ahli Kimia Perancis, 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.
  
  Untuk menyelesaikan soal-soal perhitungan kimia digunakan asas-asas stoikiometri yaitu antara lain persamaan kimia dan konsep mol. Stoikiometri berhubungan dengan segala sesuatu aspek kuantitatif, komposisi dan reaksi kimia dengan cara perhitungan kimia untuk menimbang dan menghitung spesi-spesi kimia.
  Adakalanya di laboratorium kita harus mereaksikan sejumlah gram zat A untuk menghasulkan sejumlah gram zat B. Pertanyaan yang sering muncul adalah jika kita memiliki sejumlah gram zat A, berapa gramkah zat B yang dihasilakan? Untuk menjawab pertanyaan itu kita memerlukan Stoikiometri.
   

B. KONSEP DASAR

• Rumus kimia suatu zat menyatakan jenis dan jumlah relatif atom yang terdapat dalam zat tersebut.
• Rumus molekul menyatakan jenis dan jumlah atom dalam molekul itu.
• Rumus empiris merupakan rumus perbandingan paling sederhana unsur- unsur dalam rumus.
• Massa atom relatif (Ar) menyatakan perbandingan massa rata-rata satu atom suatu unsur.
• Massa molekul relatif (Mr) adalah bilangan yang menyatakan harga perbandingan massa 1 molekul suatu senyawa.    

C. STOIKIOMETRI REAKSI

Stoikiometri reaksi merupakan bidang kajian ilmu kimia yang mempelajari hubungan kuantitatif zat-zat kimia yang terlibat reaksi kimia.

• Contoh : 2H₂ + O₂             2H₂O
                  Persamaan kimia ini mengandung makna :
                  2 molekul H₂ + 1 molekul O₂                   2 molekul H₂O
  Atau
                  2 n molekul H₂ + n molekul O₂               2 n molekul H₂O
  Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa koefisien reaksi pada persamaan kimia menunjukkan Perbandingan jumlah mol zat-zat yang bereaksi dan zat hasil reaksi. 

D. STOIKIOMETRI LARUTAN

• Pada stoikiometri larutan diantara zat – zat yang terlibat reaksi sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan. Soal – soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi. Jika larutan asam dicampurkan dengan larutan basa akan terjadi reaksi, yaitu : reaksi pengikatan ion H+ dari asam oleh OH- dari basa menghasilkan air (H2O), reaksi ini disebut reaksi netralisasi.
  Contoh :
  Asam    +   Basa                                         garam   +   air
  HCL     +   NaOH                                     NaC       +   H2O
  
  
  Pengenceran Larutan
  
  Untuk tujuan ini perlu mengetahui hubungan molaritas larutan sebelum dan sesudah pengenceran.
  Mol zat terlarut = molaritas x liter larutan
  Rumus pengenceran M₁ x V₁ = M₂ x V₂
  Contoh Soal :
  100 Ml larutan CH3COOH 0,2M ditambahkan air sehingga volume menjadi 500 Ml. Hitunglah moralitas larutan setelah penambahan air !
  Penyelesaian :
  V1   = 100 Ml        V2  = 500mL
  M1  = 0,2M           M2 = ?
  100mL x 0,2M = 500 mL X M2
  M2 = 0,2M x 100mL = 0,04M
                    500 mL
   
  
  Molaritas (M)
  Molaritas adalah satuan konsentrasi larutan untuk menyatakan jumlah mol zat terlarut perliter larutan, dilambangkan dengan huruf M. Secara sistematis dapat diungkapkan dengan persamaan.
  Konsentrasi molar (M) = Jumlah Mol
                                            V Larutan
  Contoh Soal :
  Dua gram NaOH dilarutkan dalam air sehingga volume larutan mencapai 250 Ml. Hitung molaritas larutan !
  Penyelesaian :
  2 gram NaOH = 0,05 mol = 50 mmol
  M = mmol =   50 mmol  = 0,2 M larutan NaOH
           mL          250 mL
  
  
  
   

E. STOIKIOMETRI GAS

• Perilaku gas mudah dikarakterisasi karena hampir semua sifat-sifat gas tidak bergantung pada jati diri gas. Terdapat beberapa hukum dasar yang dapat menerapkan perilaku gas berdasarkan eksperimen laboratorium,diantaranya adalah Hukum Boyle, Hukum Boyle-Gay Lussac dan Hukum Gay Lussac.
  
  
  HUKUM BOYLE
  Hukum Boyle berkenaan dengan hubungan antara    volume gas dan tekanan gas pada suhu tetap.  Hukum Boyle berbunyi: Tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya asalkan suhunya tetap dalam bentuk persamaan.
  Hukum Boyle dapat dirumuskan dengan:
  
   pV = konstan, atau   p1V1 = p2V2
   Dimana, p = tekanan
  V = volume gas.
  
  
  Contoh Soal
  Sejumlah gas ideal pada mulanya mempunyai tekanan P dan volume V. Jika gas tersebut mengalami proses isotermal sehingga tekanannya menjadi 4 kali tekanan semula maka volume gas berubah menjadi…
  Jawaban :
  Diketahui :
  Tekanan awal (P₁) = P
  Tekanan akhir (P₂) = 4P
  Volume awal (V₁) = V
  Ditanya : volume akhir gas (V₂)
  Jawab :
  Hukum Boyle (proses isotermal atau suhu konstan) :
  P V = konstan
  P₁ V₁ = P₂ V₂
  (P)(V) = (4P)(V₂)
  V = 4 V₂
  V₂ = V / 4 = ¼ V
  Volume gas berubah menjadi ¼ kali volume awal.
  
  
  HUKUM GAY LUSSAC
  Hukum Gay Lussac berbicara tentang hubungan antara volume gas dan suhu gas pada tekanan yang sama.  Hukum Gay Lussac berbunyi “ Volume gas sebanding dengan suhunya asalkan tekanannya tetap Dalam bentuk persamaan “
  Hukum Gay Lussac dapat dirumuskan dengan:
  V/T = konstan, atau   V1/T1 = V2/T2
   Dimana, V = Volume
   T = Suhu
  
  
  
  
  HUKUM BOYLE-GAY LUSSAC
  Hukum Boyle- Gay Lussac merupakan sintesis dari Hukum Boyle dan Hukum Gay Lussac, sehingga kedua rumus tersebut dapat disatukan menjadi:
  P.V/T = konstan, atau P1.V1/T1 = P2.V2/T2
   Sedangkan dalam kondisi ideal, rumus persaamaan gas ideal menurut Hukum Boyle-Gay Lussac adalah: p.V = N.k.T
  Dimana:    k  = konstanta Boltzmann (1,38 . 10-23 J.K-1)
                        N = jumlah partikel gas
  Contoh Soal
  
  Diketahui 1 mol gas N2 pada tekanan 2 atm pada volume 15 liter pada
  temperatur 27oC. Berapakah volume gas pada tekanan 3 atm dengan temperatur 30oC ?
  Jawaban :
  Diketahui : V1 = 15 liter T1 = (273 + 27) = 300oK
  P1 = 2 atm T2 = (273 + 30) = 303oK
  P2 = 3 atm
  Ditanya : V2 = ?
  Jawab : P1.V1 / T1 = P2.V2 / T2
  2 x 15 / 300 = 3.V2 / 303
  V2 = 10,1 liter
  K = Kelvin
  Atm = tekanan

REFERENSI

1. Equivalent chapter of P Bahadur's Physical Chemistry
2. www.indogeek.com/2015/01/hukum-boyle-gay-lussac-rumus-persamaan-gas-ideal.html
3.Puba.michael.2006.stoikiometri.jakarta:erlangga