Selamat Datang di SMK Taruna Bangsa

Mempelajari kimia memang tidak luput dari persamaan kimia beserta perhitungan kuantitatifnya yaitu stoikiometri. Umumnya semua bab yang kita pelajari dalam ilmu kimia contohnya kesetimbangan, kecepatan reaksi, larutan, asam basa, dan sebagainya menggunakan dasar stoikiometri dalam setiap penyelesaian perhitungannya.

Menyelesaikan soal-soal stoikiometri sangatlah mudah, diperlukan ketrampilan dan latihan yang rutin, namun secara garis besar kita dapat membuat kerangka dasar bagaimana kita bisa menyelesaikan soal stoikiometri tersebut dengan cepat.

Berikut adalah tips bagaimana kita bisa menyelesaikan soal stoikiometri dengan mudah.

1. Tulis dan setarakan persamaan reaksinya

Umumnya soal-soal stoikiometri melibatkan reaksi kimia. Anda wajib menulis dan sekaligus menyetarakan reaksi kimianya dengan benar. Kesalahan dalam menulis reaksi kimia berakibat fatal pada perhitungan selanjutnya. Jadi menyetarakan reaksi adalah hal yang amat-amat-amat PENTING!

2. Ubah salah satu unit dalam satuan mol

Dalam setiap soal stoikiometri selalu ada spesies yang bisa dirubah dalam satuan mol. Rumus mol adalah masa dibagi Mr atau Ar, akan tetapi mol dapat dicari dengan cara lain, bila diketahui jumlah molekul maka anda bisa mencarinya dengan membagi dengan bilangan Avogadro. Bila diketahui volume pada STP maka mol dicari dengan membagi volume dengan 22,4 bila diketahui konsentrasi larutan dan volumenya maka mol harus dicari dengan mengkalikan konsentrasi dan volumenya. Anda harus jeli untuk melihat spesies mana yang bisa dirubah dalam satuan mol

3. Cari mol spesies yang ditanyakan dengan menggunakan persamaan reaksi

Anda tahu maksud saya kan? Apabila mol satu spesies sudah ketemu (pada langkah-langkah) maka kita dapat mencari mol spesies yang lain dengan menggunakan koefisien reaksi. Yup, betul dengan membandingkan koefisien reaksi maka kita dapat mencari mol spesies yang lain.

4. Ubah spesies yang ditanyakan sesuai dengan satuan yang diinginkan soal

Apabila mol spesies yang ditanyakan sudah diketahui maka kita dapat mengkonversi ke dalam satuan yang di inginkan soal misalnya ke satuan massa, volume, konsentrasi, dan sebagainya.

Adapun rumus yang sering digunakan adalah:
mol = gr/Mr

mol = M x V

mol = jumlah partikel / 6,02 x 10²³

mol = volume / 22,4 (STP = keadaan standar, yakni pada suhu 0? C dan tekanan 1 atm, dan berlaku pada gas.)

Contoh:

Pada pembakaran FeS₂ (Mr = 120) dihasilkan 2,24 liter gas SO₂ (STP) menurut reaksi: FeS_2(s) + O_2(g) → Fe₂O_3(s) + SO_2(g)

Tentukan:

a. massa FeS₂ yang dibutuhkan.

b. jumlah partikel Fe₂O₃ yang dihasilkan.

_{c. volume gas oksigen yang diperlukan.}

_Jawab:

_{Setelah disetarakan, maka reaksinya adalah,}

4 FeS_2(s) + 11 O_2(g) → 2 Fe₂O_3(s) + 8 SO_2(g)

_molSO_{2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol}

_{a. mol}FeS_{2 = (4/8) x 0,1 mol = 0,05 mol}

_grFeS_{2 = mol x Mr}

_{= 0,05 x 120}

_{= 6 gram}

_{b. mol}Fe₂O_{3 = (2/8) x 0,1 mol = 0,025 mol}

_{jumlah partikel = mol x}6,02 x 10²³

_{= 0,025 x}6,02 x 10²³

_{= 1,1505 x}6,02 x 10²² molekul

_{c. mol}O_{2 = (11/8) x 0,1 mol = 0,1375 mol}

_volumeO_{2 = mol x 22,4 liter}

_{= 0,1375 x 22,4 liter}

_{= 3,08 liter}

Untuk lebih melengkapi, boleh dibaca materinya sebagai berikut:

Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

Setelah ditemukan peralatan yang sangat peka di awal abad XX, para ahli kimia melakukan percobaan tentang massa satu atom. Sebagai contoh, dilakukan percobaan untuk mengukur.
1. massa satu atom H = 1,66 –> 10–24 g
2. massa satu atom O = 2,70 –> 10–23 g
3. massa satu atom C = 1,99 –> 10–23 g
Dari data di atas dapat dilihat bahwa massa satu atom sangat kecil. Para ahli sepakat menggunakan besaran Satuan Massa Atom (sma) atau Atomic Massa Unit (amu) atau biasa disebut juga satuan Dalton. Pada materi struktur atom,
Anda telah mempelajari juga bahwa atom sangatlah kecil, oleh karena itu tidak mungkin menimbang atom dengan menggunakan neraca.

1. Massa Atom Relatif (Ar)

Para ahli menggunakan isotop karbon C–12 sebagai standar dengan massa atom relatif sebesar 12. Massa atom relatif menyatakan perbandingan massa rata-rata satu atom suatu unsur terhadap 1/12 massa atom C–12. Atau dapat dituliskan:
1 satuan massa atom (amu) = 1/12 massa 1 atom C–12

Contoh:
Massa atom rata-rata oksigen 1,33 kali lebih besar dari pada massa atom karbon –12.
Maka: Ar O = 1,33 –> Ar C–12
= 1,33 –> 12
= 15,96
Para ahli membandingkan massa atom yang berbeda-beda, menggunakan skala massa atom relatif dengan lambang ”Ar”.

Para ahli memutuskan untuk menggunakan C–12 atau isotop 12C karena mempunyai kestabilan inti yang inert dibanding atom lainnya. Isotop atom C–12 mempunyai massa atom 12 sma. Satu sma sama dengan 1,6605655 x
10–24 g. Dengan digunakannya isotop 12C sebagai standar maka dapat ditentukan massa atom unsur yang lain.
Massa atom relatif suatu unsur (Ar) adalah bilangan yang menyatakan

perbandingan massa satu atom unsur tersebut dengan 1/12 massa satu atom C–12.

ArX = ( massa atom rata – rata X ) / ( 1/2 massa atom karbon – 12 )

Tabel Massa Beberapa Isotop

Contoh Soal

Jika diketahui massa 1 atom oksigen 2,70 x 10–23 g, berapakah Ar atom O jika
massa atom C 1,99 x 10–23 g?
Jawab:

Besarnya harga Ar juga ditentukan oleh harga rata-rata isotop tersebut. Sebagai contoh, di alam terdapat 35Cl dan 37Cl dengan perbandingan 75% dan 25% maka Ar Cl dapat dihitung dengan cara:
Ar Cl = (75% x 35) + (25% x 37) = 35,5
Ar merupakan angka perbandingan sehingga tidak memiliki satuan. Ar dapat dilihat pada Tabel Periodik Unsur (TPU) dan selalu dicantumkan dalam satuan soal apabila diperlukan

2. Massa Molekul Relatif (Mr)

Molekul merupakan gabungan dari beberapa unsur dengan perbandingan tertentu. Unsur-unsur yang sama bergabung membentuk molekul unsur, sedangkan unsur-unsur yang berbeda membentuk molekul senyawa. Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan oleh massa molekul (Mr). Massa molekul relatif adalah perbandingan massa molekul unsur atau
senyawa terhadap 1/12 x massa atom C–12. Secara matematis dapat dinyatakan:

Contoh Soal :

C. Konsep Mol dan Tetapan Avogadro

Apabila Anda mereaksikan satu atom karbon (C) dengan satu molekul oksigen (O2) maka akan terbentuk satu molekul CO2. Tetapi sebenarnya yang Anda reaksikan bukan satu atom karbon dengan satu molekul oksigen, melainkan sejumlah besar atom karbon dan sejumlah besar molekul oksigen. Oleh karena jumlah atom atau jumlah molekul yang bereaksi begitu besarnya maka untuk menyatakannya, para ahli kimia menggunakan ”mol” sebagai satuan jumlah partikel (molekul, atom, atau ion).

Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak atom yang terdapat dalam 12,000 g atom karbon –12.

Jadi, dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 1023 partikel. Nilai 6,022 x 1023 partikel per mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N. Dalam kehidupan sehari-hari, mol dapat dianalogikan sebagai ”lusin”. Jika lusin
menyatakan jumlah 12 buah, mol menyatakan jumlah 6,022 x 10 23 partikel zat. Kata partikel pada NaCl, H2O, dan N2 dapat dinyatakan dengan ion dan molekul, sedangkan pada unsur seperti Zn, C, dan Al dapat dinyatakan dengan atom.

Perhatikan tabel berikut!
Tabel Jumlah Partikel dalam Beberapa Zat

Rumus kimia suatu senyawa menunjukkan perbandingan jumlah atom yang ada dalam senyawa tersebut.
Tabel Perbandingan Atom-Atom dalam H2SO4

Contoh Soal

1. Massa Molar (Mr)

Massa satu mol zat dinamakan massa molar (lambang Mr). Besarnya massa molar zat adalah massa atom relatif atau massa molekul relatif zat yang dinyatakan dalam satuan gram per mol.

Massa molar = Mr atau Ar zat (g/mol)

Perhatikan contoh pada tabel berikut!
Tabel Massa Molar Beberapa Zat

Massa suatu zat merupakan perkalian massa molarnya (g/mol) dengan mol zat tersebut (n). Jadi hubungan mol suatu zat dengan massanya dapat dinyatakan sebagai berikut.

Secara matematis, dapat dinyatakan sebagai berikut.
Massa molar = massa : mol
Massa = mol x Mr/Ar (massa molar)

Contoh Soal

2. Volume Molar (Vm)

Volume satu mol zat dalam wujud gas dinamakan volume molar, yang dilambangkan dengan Vm.
Berapakah volume molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentu gas pada suhu dan tekanan tertentu?
Avogadro dalam percobaannya mendapat kesimpulan bahwa 1 L gas oksigen pada suhu 0° C dan tekanan 1 atm mempunyai massa 1,4286 g, atau dapat dinyatakan bahwa pada tekanan 1 atm:

Maka, berdasarkan hukum Avogadro dapat disimpulkan:
1 mol gas O2 = 22,4 L

Sesuai dengan hukum Avogadro yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas yang sama mengandung jumlah molekul yang sama atau banyaknya mol dari tiap-tiap gas volumenya sama. Berdasarkan hukum tersebut berlaku volume 1 mol setiap gas dalam keadaan standar (suhu 0° C dan tekanan 1 atm) sebagai berikut.
Volome gas dalam keadaan standar = 22,4 L

Contoh soal

Berapa volume gas CO2 yang massanya 22 g (Ar : C = 12, O = 16) jika diukur pada
tekanan 1 atm?
Jawab:
Mr CO2 = 44Berapa volume gas CO2 yang massanya 22 g (Ar : C = 12, O = 16) jika diukur pada
tekanan 1 atm?
Jawab:
Mr CO2 = 44

3. Volume Gas pada Keadaan Tidak Standar
Perhitungan volume gas tidak dalam keadaan standar (non-STP) digunakan dua pendekatan sebagai berikut.
a. Persamaan gas ideal
Dengan mengandaikan gas yang akan diukur bersifat ideal, persamaan yang menghubungkan jumlah mol (n) gas, tekanan, suhu, dan volume
yaitu:
Hukum gas ideal : P . V = n . R . T

Di mana:
P = tekanan (satuan atmosfir, atm)
V = volume (satuan liter, L)
n = jumlah mol gas (satuan mol)
R = tetapan gas (0,08205 L atm/mol K)
T = suhu mutlak (°C + 273,15 K)

Contoh Soal

Tentukan volume dari 4,4 g gas CO2 yang diukur pada tekanan 2 atm dan suhu
27° C! (Ar : C = 12, O = 16)

b. Dengan konversi gas pada suhu dan tekanan yang sama
Menurut hukum Avogadro, perbandingan gas-gas yang jumlah molnya sama memiliki volume sama. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.

V1/V2 =n1/n2

Di mana:
n1 = mol gas 1 V1 = volume gas 1
n2 = mol gas 2 V2 = volume gas 2

Contoh Soal

Berapa volume 4 g gas metana (CH4) yang diukur pada keadaan sama dengan
3 g NO volumenya 5 L (Ar : H = 1, C = 12, N = 14, O = 16)?
Jawab:
Mr CH4 = 16

4. Molaritas (M)
Banyaknya zat yang terdapat dalam suatu larutan dapat diketahui dengan menggunakan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam molaritas (M). Molaritas menyatakan banyaknya mol zat dalam 1 L larutan. Secara matematis dinyatakan sebagai berikut.

Di mana:
M = molaritas (satuan M)
massa = dalam satuan g
Mr = massa molar (satuan g/mol)
V = volume (satuan mL)