stoikiometri kimia

STOIKIOMETRI LARUTAN

A. PERSAMAAN ION
Suatu cara pemaparan reaksi kimia yang melibatkan larutan elektrolit disebut persamaan ion. Dalam persamaan ion, zat elektrolit kuat dituliskan sebagai ion-ionnya yang terpisah, sedangkan elektrolit lemah, gas, dan zat padat tetap ditulis sebagai molekul atau senyawa netral tak terionkan.
contoh soal
 Tulislah reaksi rumus dan reaksi ion untuk reaksi ; karbon dioksida dengan larutan natrium hidroksida membentuk larutan natrium karbonat dan air.
jawab :

CO2(g) + NaOH(aq) Na2CO3(aq) + H2O(l) (belum setara)

 CO2(g) + 2NaOH(aq) Na2CO3(aq) + H2O(l) (setara) 

Keterangan : NaOH dan Na2CO3 tergolong elektrolit kuat, maka ; 

Persamaan ion lengkap : CO2(g) + 2Na+(aq) + 2OH-(aq) 2Na+(aq) +CO32-(aq) + H2O(l) Persamaan ion bersih : CO2(g) + 2OH-(aq) CO32-(aq) + H2O(l)

 B. SIFAT BERBAGAI MACAM ZAT 

Ada tidaknya reaksi dapat diketahui melalui pengamatan. Namun demikian, jika mengetahui sifat-sifat zat yang dicampurkan, kita dapat menentukan terjadi-tidaknya reaksi. Untuk dapat meramalkan reaksi dalam larutan elektrolit, perlu pemahaman tentang berbagai hal berikut : 

1. Jenis zat yang direaksikan 

2. Kelarutan elektrolit

3. Kekuatan elektrolit 

4. Senyawa-senyawa hipotesis 

5. Deret keaktifan logam 

1. Jenis Zat Pereaksi 

a. Asam Asam adalah zat-zat yang dalam air menghasilkan ion H+ dan ion sisa asam. contoh : HCl dan H2SO4 yang mengion sebagai berikut : 

HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq) H2SO4(aq) 2H+(aq) + SO42-(aq) 

b. Basa Basa adalah zat-zat yang dalam air menghasilkan ion OH- dan suatu kation logam. 

 contoh : NaOH dan Ca(OH)2 NaOH(aq)

 Na+(aq) + OH-(aq) Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq) + 2OH-(aq) 

c. Garam Garam adalah suatu senyawa ion yang terdiri dari kation basa dan anion asam. 

 contoh : NaCl, Ca(NO3)2, dan Al2(SO4)3 

NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq) 

Ca(NO3)2(aq) Ca2+(aq) + 2NO3-(aq) 

Al2(SO4)3(aq) 2Al3+(aq) + 3SO42-(aq) 

d. Oksida Basa dan Oksida Asam Senyawa yang tersusun dari suatu unsur dengan oksigen disebut oksida. Bergantung pada jenis unsurnya (logam atau nonlogam), oksida dapat dibedakan atas oksida logam dan oksida nonlogam. Oksida logam yang bersifat basa disebut oksida basa. Oksida nonlogam yang bersifat asam disebut oksida asam.

 1. Oksida Basa Oksida basa tergolong senyawa ion, terdiri dari kation logam dan anion oksida (O2-). 

contoh :

 Na2O dan CaO Na2O mengandung ion Na+ dan O2-, sedangkan CaO terdiri dari ion Ca2+ dan O2- 

 2. Oksida Asam Oksida asam merupakan senyawa molekul dan dapat bereaksi dengan air membentuk asam. 

contoh : 

Oksida Asam Rumus Asam SO2 H2SO3 SO3 H2SO4 N2O3 HNO2 N2O5 HNO3

 e. Logam Logam bertindak sebagai spesi yang melepas elektron. Pelepasan elektron akan menghasilkan ion logam. Jumlah elektron yang dilepaskan bergantung pada bilangan oksidasi logam tersebut. 

 contoh : 

Natrium melepas 1 elektron membentuk ion Na+ Kalsium melepas 2 elektron membentuk ion Ca2+ 2. Kelarutan Elektrolit Semua asam mudah larut dalam air. Adapun basa dan garam ada yang mudah larut dan ada pula yang sukar larut. 

3. Kekuatan Elektrolit Asam basa yang tergolong elektrolit kuat adalah : 

Asam kuat : HCl, H2SO4, HNO3, HBr, HI, dan HClO4 

Basa kuat : NaOH, KOH, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ca(OH)2, Mg(OH)2 (semua basa dari golongan IA dan IIA, kecuali Be(OH)2).

 4. Senyawa-senyawa Hipotesis Beberapa senyawa yang tidak stabil dan peruraiannya adalah : 

a. Asam Asam karbonat (H2CO3) H2O(l) + CO2(g) Asam nitrit (HNO2) H2O(l) + NO(g) + NO2(g) 

b. Basa Amonium hidroksida (NH4OH) H2O(l) + NH3(g) Perak hidroksida (2AgOH) Ag2O(s) + H2O(l) 

c. Garam Besi (III) iodida (2FeI3) 2FeI2(aq) + I2(s) Tembaga iodida (2CuI2) 2CuI2(s) + I2(s) 5. 

Deret Keaktifan Logam Logam mempunyai kereaktifan yang berbeda-beda. Urutan kereaktifan dari beberapa logam, dimulai dari yang paling reaktif adalah sebagai berikut : 

Li–K-Ba-Ca-Na-Mg-Al-Zn-Cr-Fe-Ni-Sn-Pb-(H)-Cu-Hg-Ag-Pt-Au Sebelah kiri (H) lebih aktif dibandingkan sebelah kanan (H)

 C. BERBAGAI JENIS REAKSI DALAM LARUTAN ELEKTROLIT 

1. Reaksi-Reaksi Asam-Basa

 a. Reaksi Asam dengan Basa ASAM + BASA GARAM + AIR 

b. Reaksi Oksida Basa dengan Asam OKSIDA BASA + ASAM GARAM + AIR 

c. Reaksi Oksida Asam dengan Basa OKSIDA ASAM + BASA GARAM + AIR 

d. Reaksi Amonia dengan Asam NH3 + ASAM GARAM AMONIUM

 2. Reaksi Pergantian (Dekomposisi) Rangkap Reaksi pergantian (dekomposisi) rangkap dapat dirumuskan sebagai berikut : 

AB + CD AD + CB Senyawa AB dan CD dapat berupa asam, basa atau garam. 

Reaksi dapat berlangsung apabila AD atau CB atau keduanya memenuhi paling tidak satu dari kriteria berikut : 

1. sukar larut dalam air 

2. merupakan senyawa yang tidak stabil 

3. merupakan elektrolit yang lebih lemah dari AB atau CD 3. 

Reaksi Redoks Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai perubahan bilangan oksidasi.

 a. Reaksi Logam dengan Asam Kuat Encer (ex : HCl dan H2SO4) LOGAM + ASAM KUAT ENCER GARAM + GAS H2 

b. Reaksi Logam dengan Garam LOGAM L + GARAM MA GARAM LA + LOGAM M Reaksi hanya akan berlangsung jika logam L terletak di sebelah kiri logam M dalam deret keaktifan logam (logam L lebih aktif daripada logam M).

 D. STOIKIOMETRI REAKSI DALAM LARUTAN 

1. Hitungan Stoikiometri Sederhana mol = massa (gram) M = mol Mr v (liter) 

2. Hitungan Stoikiometri dengan Pereaksi Pembatas Jika zat-zat yang direaksikan tidak ekivalen, maka salah satu dari zat itu akan habis lebih dahulu. Zat yang habis lebih dahulu itu kita sebut pereaksi pembatas. 

contoh soal : 

Hitunglah massa endapan yang terbentuk dari reaksi 50ml timbel(II) nitrat 0.1M dengan 50ml KI 0.1M (Pb = 207 ; I = 127) 

jawab :  

Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) PbI2(s) + 2KNO3(aq)

 menentukan pereaksi pembatas 

jumlah mol Pb(NO3)2 = 50ml x 0.1M 　= 5 mmol 

jumlah mol KI = 50ml x 0.1M = 5 mmol 

mol Pb(NO3)2 = 5/1 = 5 koefisien Pb(NO3)2 

mol KI = 5/2 = 2.5 

koefisien KI pereaksi pembatas adalah KI karena hasil pembagi KI lebih kecil  Jumlah mol PbI2 (endapan) yang terbentuk dibandingkan dengan jumlah mol pereaksi pembatas. 

Mol PbI2 = ½ x mol KI 　= ½ x 5 mmol 　= 2.5 mmol 

massa PbI2 = 2.5 mmol x 461 gr/mol = 1152.5 mg 　= 1.1525 gram

 3. Hitungan Stoikiometri yang Melibatkan Campuran Jika suatu campuran direaksikan, maka masing-masing komponen mempunyai persamaan reaksi sendiri. Pada umumnya hitungan yang melibatkan campuran diselesaikan dengan pemisalan. 

contoh soal : 

Sebanyak 5.1 gram campuran CaO – Ca(OH)2 memerlukan 150ml HCl 1M. Tentukanlah susunan campuran tersebut. 

jawab : 

CaO(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) …………………………………………... (1) 

Ca(OH)2(s) + 2HCl(aq) CaCl2(aq) + 2H2O(l) …………………………………… (2) misalkan massa CaO = x gram dan massa Ca(OH)2 = (5.1 – x), maka mol CaO = x gr 56 gr/mol mol Ca(OH)2 = (5.1 – x) 74 gr/mol mol HCl = 0.15 liter x 1M = 0.15 mol 

mol HCl untuk reaksi (1) = 2 x mol CaO = 2 x x/56 mol = x/28 mol 

mol HCl untuk reaksi (2) = 2 x mol Ca(OH)2 = 2 x (5.1 – x) mol 74 = (5.1 – x) mol 37 Persamaan : 

x + (5.1 – x) = 0.15 28 37 37x + 142.8 -28x = 155.4 9x = 12.6 x = 1.4 

Jadi, susunan campuran adalah : 

CaO = x gram = 1.4 gram Ca(OH)2 = (5.1 – x) gram = 3.7 gram 

E. TITRASI ASAM BASA Reaksi penetralan asam-basa dapat digunakan untuk menentukan kadar (konsentrasi) berbagai jenis larutan, khususnya yang terkait dengan reaksi asam-basa. Proses penetapan kadar larutan dengan cara ini disebut titrasi asam-basa. Sejumlah tertentu larutan asam dengan volume trtentu dititrasi dengan larutan basa yang telah diketahui konsentrasinya menggunakan indikator sebagai penunjuk titik akhir titrasi. Titik ekivalen dapat diketahui dengan bantuan indikator (tepat habis bereaksi). Titrasi dihentikan tepat pada saat indikator menunjukkan perubahan warna, saat indikator menunjukkan perubahan warna disebut titik akhir titrasi.