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 atom tersebut adalah 6,022×10²³ yang disebut bilangan Avogadro, N_A.

Lihat juga materi lainnya:
Konfigurasi-Elektron
Ikatan Kimia

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

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, V_m, didefinisikan sebagai volum dari 1 mol entitas (atom, ion, molekul, unit formula) dari materi. Satuan dari volum molar (V_m) 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), V_m gas ideal = 22,414 L/mol
Pada keadaan RTP/ATP (P = 1 atm, T = 298 K), V_m 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

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.

Hukum Dasar Stoikiometri Kimia

1.      

      Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier)

Hukum Kekelan Massa : Massa produk sama dengan massa reaktan. Hukum kekekalan Massa dikemukakan oleh Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) yang berbunyi: ”Dalam suatu reaksi, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”, dengan kata lain massa tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Artinya selama reaksi terjadi tidak ada atom-atom pereaksi dan hasil reaksi yang hilang.

Hukum Kekekalan Massa:

“massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat setelah reaksi”

Contoh :

S_(s) +  O_2(g) →  SO_2(g)

1 mol S bereaksi dengan 1 mol O₂ membentuk 1 mol SO_2. 32 gram S bereaksi dengan 32 gram O₂ membentuk 64 gram SO₂. Massa total reaktan sama dengan massa produk yang dihasilkan.

2.      

      Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Hukum Perbandingan Tetap : Hukum yang menyatakan bahwa seluruh senyawa terdiri dari perbandingan massa unsur pembentuk yang selalu sama (konstan). Inti dari hokum proust adalah bahwa suatu zat kimia benar – benar bergabung satu sama lain dengan proporsi (perbandingan) berat yang dapat diketahui. Misalnya perbandingan karbon dan oksigen dalam karbondioksida adalah 3 : 8. Perbandingan ini selalu tetap dimanapun karbondioksida berada. Jadi karbon dioksida di Atambua, Malang, Surabaya maupun Jakarta perbandingan C : O selalu 3 :8. Demikian juga karbon yang disintesis dengan karbondioksida yang ada secara alamij tetap memiliki perbandingan 3:8.

Perbandingan massa unsur-unsur dalam karbondioksida diperoleh dengan cara sebagai berikut.

massa C : massa O = jumlah atom C x Ar.C : jumlah atom O x Ar.O

                             = 1 x 12 : 2 x 16

                             = 12 : 32 à = 3 : 8

3.      

      Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Hukum Perbandingan Berganda : hokum yang menyatakan bahwa jika dua unsurmembentuk lebih dari dua senyawa, dmana salah satu unsur pembentuk tersebut konstan, maka massa unsur pembentuk yang lainnya akan berupa bilangan bulat sederhana. Hokum ini meruakan pengembangan dari hukum proust.

Jadi dari persmaaan:

2Na(s)+2HCl(aq)→2NaCl(aq)+H2(g)

Kita dapat mengetahui bahwa 2 mol HCl bereaksi dengan 2 mol Na untuk membentuk 2 mol NaCl dan 1 mol H2. Dengan penyetaraan reaksi ini, maka dapat diketahui kuantitas dari setiap zat yang terlibat dalam reaksi.

Oleh karena itulah penyetaraan reaksi ini sangat penting dalam menyelesaikan permasalahan stoikiometri.

Contoh:

Timbal(IV) Hidroksida bereaksi dengan Asam Sulfat, dengan reaksi sebagai berikkut:

Pb(OH)4+H2SO4→Pb(SO4)2+H2O

Jika kita lihat baik baik:

Unsur	Reaktan (jumlah mol)	Product  (jumlah mol)
Pb	1	1
O	8	9
H	6	2
S	1	2

Maka persamaan ini belum setara. Oleh karenanya kita perlu menyetarakan persamaan ini. Pada reaktan-nya terdapat 16 atom, namun pada produk-nya hanya terdapat 14 atom. Persamaan ini perlu penambahan koefisien sehingga jumlah atom unsur-unsurnya sama.

Di depan H2SO4 perlu ditambahkan koefisien 2 seehingga jumlah atom sulfurnya sesuai, kemudian di depan H2O perlu penambahan koefisien 4 agar jumlah atom oksigennya tepat. Maka reaksi yang setara ialah:

Pb(OH)4+2H2SO4→Pb(SO4)2+4H2O

Unsur	Reaktan (jumlah mol)	Product  (jumlah mol)
Pb	1	1
O	12	12
H	8	8
S	2	2

Kondisi dimana persamaan reaksi telah setara ialah ketika memenuhi dua kriteria berikut:

1. Jumlah atom dari tiap unsur pada bagian kiri dan kanan persamaan telah sama.
2. Jumlah ion pada bagian kiri dan kanan telah sama.(menggunakan penyetaraan reaksi redox)

DAFTAR PUSTAKA

https://www.studiobelajar.com/stoikiometri/

https://id.wikipedia.org/wiki/Stoikiometri

https://mystupidtheory.com/materi-stoikiometri-kimia-dasar-lengkap/