KimintekHijau.com: STOIKIOMETRI

Stoikiometri

Oleh : @J06-Razan, @J15-Shasa, @J16-Tri

Dalam ilmu kimia, stoikiometri (kadang disebut stoikiometri reaksi untuk membedakannya dari stoikiometri komposisi) adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia). Kata ini berasal dari bahasa Yunani stoikheion (elemen) dan metriā (ukuran).

Stoikiometri didasarkan pada hukum-hukum dasar kimia, yaitu hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, dan hukum perbandingan berganda.

Kata Kunci : stoikiometri, mol, dalton, proust, gay-lussac, avogadro

A. Konsep Mol

Dalam tabel periodik, dapat diketahui nomor massa yang menyatakan massa atom relatif suatu atom (Ar). Karena ukurannya sangat kecil, untuk menentukan massa suatu atom digunakan atom unsur lain sebagai pembanding, yaitu atom 12C.

1. Massa Atom Relatif (Ar)

Dalam perhitungan kimia tidak digunakan massa absolut tetapi digunakan massa atom relatif (Ar). Massa atom relatif (Ar) adalah perbandingan massa rata-rata satu atom suatu unsur terhadap 1/12 massa atom 12C atau 1 sma (satuan massa atom) = 1,66 x 10-24 gram.

Contoh:
Ar H = 1,0080 sma dibulatkan 1
Ar C = 12,01 sma dibulatkan 12
Ar N = 14,0067 sma dibulatkan 14
Ar O = 15,9950 sma dibulatkan 16
Daftar massa atom relatif (Ar) dapat dilihat dalam tabel periodik

2. Massa Molekul Relatif (Mr)
Massa molekul relatif (Mr) merupakan bilangan yang menyatakan perbandingan massa satu molekul suatu senyawa terhadap 1/12 massa atom12C. Massa molekul realtif (Mr) sama dengan jumlah massa atom relatif (Ar) dari semua atom penyusunnya.

3. Mol (n)
Atom merupakan bagian terkecil yang menyusun suatu unsur, sedangkan molekul merupakan bagian terkecil yang menyusun suatu senyawa. Atom dan molekul selanjutnya disebut partikel elementer. Satuan internasional untuk atom dan molekul adalah mol. Satu mol zat adalah jumlah zat yang mengandung partikel elementer sebanyak bilangan Avogadro (L), yaitu 6,02 x 1023. Jumlah mol dinyatakan dengan lambang n.
1 mol unsur = 6,02 x 1023 atom unsur tersebut
1 mol senyawa = 6,02 x 1023 molekul senyawa tersebut

Sehingga n = jumlah partikel /(6,02 X 1023 )

sebagai contoh :

1 mol H2O = 1 X (6,02 X 1023 )

Berarti dalam 1 mol H2O terdapat 6,02 X 1023

4. Massa Molar

Massa satu mol unsur atau massa satu mol senyawa disebut massa molar. Massa satu mol unsur sama dengan massa atom relatif (Ar) atom tersebut dalam gram, sedangkan massa satu mol senyawa sama dengan massa molekul relatif (Mr) senyawa tersebut dalam gram.

Sehingga n ( mol ) = massa ( gram )/ Ar atau Mr ( gram/mol )

5. Volum Molar

Volum molar adalah volum satu mol gas. Satu mol gas mengandung 6,02 x 1023 molekul. Berarti, setiap gas yang jumlah molekulnya sama, jumlah molnya juga sama. Sesuai dengan hukum Avogadro, pada temperatur (T) dan tekanan (P) yang sama, semua gas dengan volum (V) yang sama mengandung jumlah mol (n) yang sama

Penerapan Hukum Avogadro Pada Berbagai Keadaan
a. Keadaan pada Temperatur dan Tekanan Standar (STP = Standard Temperature and Pressure)
Berdasarkan hipotesis Avogadro dan persamaan gas ideal, volum 1 mol setiap gas pada keadaan standar (STP), yaitu pada P = 1 atm dan T = 0°C = 273 K adalah 22,4 liter.

Sehingga n ( mol ) = volume/ 22,4 (liter/mol )

b. Keadaan pada Temperatur dan Tekanan Bukan Standar

Pada keadaan bukan standar, volum molar dihitung dengan persamaan gas ideal PV = nRT (T dalam Kelvin)

c. Keadaan pada Temperatur dan Tekanan Gas Lain yang Diketahui

Pada temperatur dan tekanan sama, gas-gas yang volumnya sama memiliki jumlah mol yang sama, sehingga perbandingan volum pada temperatur dan suhu yang sama akan sama dengan perbandingan molnya.

Jadi , V1/ V2 = n1/n2

V1 = volum gas 1
V2 = volum gas 2
n1 = jumlah mol gas 1
n2 = jumlah mol gas 2

B. Elektrolit

Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik, ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik.Elektrolit bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya. Elektrolit umumnya berbentuk asam, basa atau garam.

C. Hukum Dalton (Hukum Perbandingan)

Dalton merumuskan hukum perbandingan berganda (hukum Dalton) yang berbunyi:

“Jika dua jenis unsur bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika massa-massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut sama, sedangkan massa-massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana.

D. Hukum Avogadro

· Hukum Avogadro menyatakan bahwa:

“Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama.”

· Pada keadaan STP (0⁰C 1 atm), volume 1 mol setiap gas adalah 22,4L. Volume ini disebut sebagai volume molar gas.

Akibat paling penting dari hukum Avogadro adalah bahwa Konstanta gas ideal memiliki nilai yang sama bagi semua gas. Artinya, konstantA

· p adalah tekanan gas

· T adalah temperatur

E. Hukum kekekalan masa (Lavoisier)

· “Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.”

· Hukum kekekalan massa menyimpang dalam sistem terbuka

D. Hukum Gay-Lussac

Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac)

Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa gasmhidrogen dapat bereaksi dengan gas oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas hidrogen dan oksigen dalam reaksi tersebut tetap, yakni 2 : 1. Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Prancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.

Volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berbanding sebagai bilangan yang bulat dan sederhana

Menurut Gay Lussac, 2 volume gas hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas hidrogen diperlukan 1 volume gas oksigen, menghasilkan 2 volume uap air. “ Semua gas yang direaksikan dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan tekanan yang sama atau (T,P) sama.”

Hukum perbandingan volume (Gay Lussac):

V1/n1 = V2/n2

dengan P dan T tetap

Keterangan :

P = tekanan gas (atm)

T = suhu (K)

V = volume gas (L)

N= banyaknya gas (mol)

F. Hukum Perbandingan Tetap (Proust)

https://rumusrumus.com/hukum-proust/

Bunyi Hukum Perbandingan Tetap (Proust) berbunyi, ” Perbandingan massa terhadap Unsur – Unsur penyusunan senyawa kimia adalah selalu tetap sama (Konstan) ”. Dengan kata lain setiap sampel suatu Senyawa Kimia akan mempunyai komposisi Unsur – Unsur yang tetap, contohnya Mau Air yang berasal dari Hujan, Air dari Es Mencair, Air dari Uap Air, Air dari Sisa Pendingin Ruangan dan Air dari Sumber yang lain pasti perbandingan Antara Atom H dan O pada senyawa tersebut akan selalu tetap karena Air itu terdiri dari 8/9 massa Oksigen dan 1/9 massa Hidrogen.

Rumus Hukum Proust :