STOIKIOMETRI _KIMIA INDUSTRI_
DEWI HARDININGTYAS, ST, MT, MBA WIDHA KUSUMA NINGDYAH, ST, MT AGUSTINA EUNIKE, ST, MT, MBA
1. Hukum-Hukum Dasar 2. Persamaan Gas Ideal 3. Persamaan Kimia 4. Yield
STOIKIOMETRI Stoikiometri mempelajari aspek kuantitatif dari zat kimia dalam suatu reaksi kimia, yang meliputi pengukuran massa, volume, jumlah partikel dari besaran kuantitatif lainnya seperti partikel yang menyangkut atom, molekul, ion serta partikel renik lainnya
Hukum-Hukum Dasar Kimia
Hukum Gay Lussac
Hukum Avogadro
Hukum Lavoiser
Hukum Proust
Hukum Gay Lussac Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing gas. Untuk 2 buah gas (misal gas A dan gas B) :
vol umeA koefi s i en A vol umeB koefi s i en B
Hukum Avogadro Gas-gas pada suhu dan tekanan sama bila diukur pada volume yang sama mempunyai jumlah molekul yang sama
Hukum Lavoiser Massa suatu zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama
Hukum Proust Perbandingan massa unsur-unsur dalam setiap senyawa adalah tetap.
Massa Atom Relatif “menyatakan perbandingan massa rata-rata suatu atom unsur terhadap 1/12 massa satu atom C-12”
Mas s arata rata atom uns ur X Ar uns ur X 1 mas s a1 atom C 12 12
Massa Molekul Relatif “menyatakan perbandingan massa satu molekul unsur atau senyawa terhadap 1/12 massa satu atom C-12”
Mr = jumlah Ar dari semua atom penyusun suatu molekul
Persamaan Gas Ideal Satu mol zat adalah banyaknya zat itu yang mengandung 6,02.1023 partikel.
P1 V1 P2 V2 n1 T1 n2 T2 P = tekanan (atm) n = mol gas T = suhu (K)
V = volume gas (liter) R = tetapan gas
Faktor yang sama
n
n&T
P&T
P, V, dan T
Rumus P1 V1 P2 V2 T1 T2
P1V1 P2 V2
Hukum
Boyle, Gay Lussac
Boyle
V1 V2 n1 n2
Gay Lussac
n1 n2
Avogrado
Hubungan Massa, Volume, Jumlah Partikel, dan Mol
L = bilangan Avogadro = 6,02.1023
Mol dan Volume
P.V n R.T n M. V
Mol dan Jumlah Partikel
n
partikel L
Mol dan Massa
Mas s a(gram) n Ar / Mr
Soal # 1 Berapakah mol NaOH yang terdapat dalam 500 cm3 larutan 2 M NaOH ?
n M V VNaOH 500 cm3 0,5 dm3 0,5 l i ter n MNaOH . NNaOH 2 0,5 1 mol
Soal # 2 Tetapan Avogrado L = 6,02.1023 dan Ar C = 12, O = 16, maka 22 gram gas karbon dioksida mengandung berapa molekul?
22 22 22 1 22 gramCO2 mol Mr CO2 (12 2.16) 44 2 1 23 23 parti kel 6,02 10 3,01 10 mol ekul 2
Soal # 3 Banyaknya mol dari 1,26 gram asam oksalat hidrat H2C2O4.2H2O (Ar H=1, C=12, O=16) adalah …
1,26 mol H2C2O4 .2H2O 0,01 mol 126
Soal # 4 Jumlah partikel ion yang terdapat dalam 10 gram CaCO3 (Ar Ca=40, O=16, C=12) adalah …
Juml ahparti kelzat mol 6,02 1023 10 10 Mol 0,1 mol 40 12 48 100 23 22 Juml ahparti kelzat 0,1 6,02 10 6,02 10
Soal # 5 Massa dari 0,5 mol gas SO2 (Ar S=32, O=16) adalah ….
Mas s a Mol Mr Mr SO2 (32 2.16) 64 Mas s a 0,5 64 32
Reaksi Kimia
Persamaan Kimia Persamaan kimia (chemical equation) adalah penyajian suatu reaksi kimia dalam susunan berurutan rumus pereaksi, panah dan rumus hasil reaksi Wujud materi dari pereaksi dan hasil reaksi dinyatakan dalam gas (g), solid (s), liquid (l) atau aqueous (aq) Reaksi kimia satu arah dinyatakan dengan panah (), sedangkan reaksi dua arah dinyatakan dengan panah ( )
bereaksi
Persamaan kimia harus berimbang (balance) dengan banyaknya atom tiap unsur di kiri dan di kanan anak panah sama
menghasilkan
H2 + O2 H20 Belum Berimbang
Untuk memenuhi hukum kekekalan massa
2H2 + O2 2H2O Berimbang
2H2 + O2 2H2O 2 molekul H2 + 1 molekul O2 2 molekul H2O 2 mol H2 + 1 mol O2 2 mol H2O 2x(2) gram H2 + 1x(32) gram O2 2x(18) gram H2O 36 gram reaktan
36 gram produk
Reaktan
Produk
• Mengidentifikasi semua reaktan dan produk serta menulis rumus molekul KClO3 KCl + O2 • Menyetarakan dengan mencoba berbagai koefisien yang berbeda jumlah atom dari tiap unsur sama pada kedua sisi persamaan
• Mencari unsur yang muncul hanya sekali pada tiap sisi persamaan dengan jumlah atom yang sama pada tiap sisi mempunyai koefisien yang sama. • K, Cl dan O muncul hanya sekali pada tiap sisi persamaan. Hanya K dan Cl yang mempunyai jumlah atom yang sama pada kedua sisi. KClO3 dan KCl mempunyai koefisien yang sama.
• Mencari unsur-unsur yang muncul hanya sekali pada tiap sisi persamaan tetapi mempunyai jumlah atom yang berbeda dan menyetarakannya Ada tiga atom O pada sisi kiri dan dua atom O pada sisi kanan
2KClO3 KCl + 3O2 • Memeriksa persamaan yang telah disetarakan untuk memastikan bahwa jumlah total tiap jenis atom pada kedua sisi persamaan adalah sama. 2KClO3 2KCl + 3O2
Jumlah Reaktan Dan Produk 1. 2. 3.
4.
5.
Menulis rumus yang benar untuk semua reaktan dan produk serta menyetarakan persamaan kimianya Konversi kuantitas dari sebagian atau semua zat yang diketahui (biasanya reaktan) menjadi mol Menggunakan koefisien dalam persamaan yang sudah setara untuk menghitung jumlah mol dari kuantitas yang dicari atau tidak diketahui (biasanya kuantitas produk) Dengan menggunakan jumlah mol yang telah dihitung serta mass molarnya, konversi kuantitas zat yang tidak diketahui menjadi satuan yang diperlukan (biasanya gram) Memeriksa bahwa jawabannya masuk akal dalam wujud fisiknya.
Soal # 1 Jika 16 gram besi (III) okside direduksi dengan karbon menurut reaksi : 2Fe2O3 (s ) 3C(s ) 4Fe(s ) 3CO2 (g) Volume gas karbon dioksida yang terjadi (pada STP adalah … 16 molFe2O3 0,1 mol 160 3 molCO 2 0,1 0,15 mol 2 Vol umega sCO 2 0,15 22,4 3,36 l i ter
Soal # 2 Suatu reaksi :
C2H5OH(g) 3O2 (g) 2CO2 (g) 3H2O(g) Bila volume C2H5OH = 1,12 liter, jumlah molekul CO2 yang dihasilkan pada keadaan standar adalah … molC2H5OH
1,12 0,05 mol 22,4
2 molCO 2 0,05 0,1 mol 1 Juml a hmol ekulCO 2 0,1 6,02 1023 6,02 1022
Soal # 3 Sebanyak 11 gram suatu senyawa organik dibakar sempurna menghasilkan 22 gram CO2 dan 9 gram H2O (Ar C=12, H=1, dan O=12). Jika Mr senyawa = 88, tentukanlah rumus molekulnya? 12 22 gra m 6 gra m 44 2 Bera tH 9 gra m 1 gra m 18 Bera tO 11 (6 1) 4 gra m 6 1 4 molC : molH: molO : : 2 : 4 : 1 12 1 16 Bera tC
(C2H4 )n 88 44n 88 n2 Jadi rumus mol ekul nya: C 4H8O2
Soal # 4 Urea (Mr = 60) sebanyak 15 gram dianalisis menjadi unsur-unsur. Jika diperoleh 7 gram nitrogen (Ar = 14), hitunglah jumlah nitrogen dalam 1 molekul urea? Juml ahAr N Berat N dal amUrea Berat Urea Mr Urea 14 x 7 15 60 x 2
Soal # 5 Sebanyak 640 gram suatu cuplikan (campuran zatzat) yang mengandung belerang dibakar sempurna sehingga diperoleh 480 SO3 (Ar S = 32). Hitunglah kadar (prosentase) belerang dalam cuplikan tersebut?
Soal # 6 3,7 gram senyawa organik yang terdiri dari C, H, dan O setelah dibakar sempurna dan menghasilkan 6,6 gram CO2 dan 2,7 gram H2O. Jika massa atom relatif C=12, H=1, dan O=16, maka : Tentukanlah rumus empiris senyawa organik tersebut? Bagaimanakah rumus molekul zat organik tersebut, jika Mr=74?
Yield Theoretical Yield adalah banyaknya hasil reaksi yang terbentuk jika semua pereaksi terbatas bereaksi. Jumlah ini terhitung berdasarkan persamaan kimia berimbang. Actual Yield adalah banyaknya hasil reaksi yang terbentuk dari reaksi aktual. Jumlah ini terukur.
Percent Yield
Actual yield = Kuantitas hasil reaksi aktual Theoretical yield = Kuantitas hasil reaksi prediksi stoikiometri
Contoh Perhitungan Jika 20 gram H2 bereaksi dengan 224 gram O2 hanya menghasilkan 172 gram H2O, Berapa persentase yield reaksi tersebut ? Dari perhitungan sebelumnya diprediksikan H2O yang dihasilkan adalah sebanyak 180 gram Persen yield =
172 g H2 180 g H2
x 100% = 95,56 %
