KIMIA TERAPAN STOIKIOMETRI

 KIMIA TERAPAN

STOIKIOMETRI

I.         TUJUAN

1.         Mempelajari beberapa reaksi kimia

2.         Mempelajari stokiometri beberapa reaksi

3.         Mengetahui perubahan mol beberapa reaksi

II.      DASAR TEORI

Reaksi Kimia merupakan reaksi dimana satu atau atau lebih zat berubah menjadi zat-zat baru yang sifat-sifatnya berbeda dibandingkan dengan zat-zat penyusunnya sebelumnya.

Reaksi kimia secara umum dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu reaksi asam-basa dan reaksi redoks. Secara garis besar, terdapat perbedaan yang mendasar antara kedua jenis reaksi tersebut, yaitu pada reaksi redoks terjadi perubahan bilangan oksidasi (biloks), sedangkan pada reaksi asam-basa tidak ada perubahan biloks. Kedua kelompok reaksi kimia ini dapat dikelompokkan ke dalam 4 tipe reaksi: Sintesis, Dekomposisi, Penggantian Tunggal, dan Penggantian Ganda.

Ø  Reaksi Sintesis: reaksi dimana dua atau lebih zat membentuk suatu zat tunggal dalam

suatu reaksi kimia (=reaksi kombinasi, reaksi komposisi).

·           Unsur +Unsur → Senyawa , misal: Fe + S → FeS

·           Senyawa + Senyawa → Seny.yangLebihKompleks , misal: SO 2 + H 2O → H 2SO3

Ø   Reaksi Dekomposisi: reaksi yang menghasilkan dua atau lebih zat yang terbentuk dari

suatu zat tunggal.

·           Senyawa → DuaAtauLebihZatYangLebihSederhana , misal:  2H 2O → 2H 2+ O2

Ø  Reaksi Penggantian Tunggal (Single Replacement): reaksi dimana suatu unsur

menggantikan unsur lainnya, misal: 2Na + 2H 2O → 2NaOH + H2

Ø  Reaksi Penggantian Ganda (Double Replacement): reaksi dimana ion-ion positif dari dua senyawa saling dipertukarkan, misal: Mg(OH) 2 + H 2SO 4→ 2H 2O + MgSO4

Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani yaitu stoiceon (unsur) dan metrein (mengukur). Stoikiometri berarti mengukur unsur-unsur dalam hal ini adalah partikel atom ion, molekul yang terdapat dalam unsur atau senyawa yang terlibat dalam reaksi kimia. Stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia)yang didasarkan pada hukum-hukum dasar dan persamaan reaksi.

Stoikiometri reaksi adalah penentuan perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa dalam pembentukan senyawanya. Pada perhitungan kimia secara stoikiometri, biasanya diperlukan hukum-hukum dasar ilmu kimia.

Stoikiometri beberapa reaksi dapat dipelajari dengan mudah, salah satunya dengan metode JOB atau metode Variasi Kontinu, yang mekanismenya yaitu dengan dilakukan

 pengamatan terhadap kuantitas molar pereaksi yang berubah-ubah, namun molar totalnya sama. Sifat fisika tertentunya (massa, volume, suhu, daya serap) diperiksa, dan perubahannya digunakan untuk meramal stoikiometri sistem. Dari grafik aluran sifat fisik terhadap kuantitas pereaksi, akan diperoleh titik maksimal atau minimal yang sesuai titik stoikiometri sistem, yang menyatakan perbandingan pereaksi-pereaksi dalam senyawa.

Perubahan kalor pada reaksi kimia bergantung jumlah pereaksinya. Jika mol yang bereaksi diubah dengan volume tetap, stoikiometri dapat ditentukan dari titik perubahan kalor maksimal, yakni dengan mengalurkan kenaikan temperatur terhadap komposisi campuran.

Data percobaan

I.      Sistem CuSO₄ [0,5 M] – NaOH [1 M]

Volum (ml)		Tm (oC)	Ta (oC)	∆T (oC)
NaOH	CuSO4
6	24	28	29	1
10	20	28	30	2
15	15	28	30	2
20	10	28	30,1	2,1
24	6	28	29	1

II.    Sistem NaOH [1 M]- HCl [0,5 M]

Volum (ml)		Tm (oC)	Ta (oC)	∆T (oC)
NaOH	HCl
6	24	28	30	2
10	20	28	31,4	3,4
15	15	28	31,45	3,45
20	10	28	31,4	3,4
24	6	28	29	1

III.   Sistem NaOH - H₂SO₄

Volum (ml)		Tm (oC)	Ta (oC)	∆T (oC)
NaOH	CuSO4
6	24	28	31	3
10	20	28	31	3
15	15	28	30	2
20	10	27,5	30	2,5
24	6	27,5	28,3	0,8

III.   PENGOLAHAN DATA

1.    Grafik

a.      CuSO₄-NaOH

 

b.      NaOH-HCl

 

c.       NaOH-H₂SO₄

 

2.     Stokiometri dari grafik di atas

A. Sistem CuSO₄ - NaOH

∆T max = 2,1^oC → saat Volume NaOH = 20 ml dan Volume CuSO₄ = 10 ml

M NaOH = 1 M , M CuSO₄ = 0,5 M

n NaOH = 20 x 1 M= 20 mmol = 0,02 mol

nCuSO₄ = 10 x 0,5 M = 5 mmol = 0,005 mol

         2 Na⁺ + SO  → Na₂SO₄

          0,02 ~  0,005

NaOH  (mL)	CuSO4 (mL)	Mmol NaOH	Mmol CuSO4	Mol NaOH : Mol CuSO4
6	24	6	12		1 : 2
10	20	10	10		1 : 1
15	15	15	7,5		2 : 1
20	10	20	5		1 : 4
24	6	24	3		1 : 8

                                      4 : 1

Seharusnya   2 : 1

            B. Sistem NaOH - HCl

∆T max = 3,45^oC  →  saat volume NaOH =15ml dan volume  HCl = 15 ml

M NaOH = 1 M , M HCl = 1 M

n NaOH = 15 x 1 M = 15 mmol = 0,015 mol

nHCl = 15 x 1 M = 15 mmol = 0,015 mol

Na⁺ + Cl^- → NaCl

0,015 ~ 0,015

1 : 1

NaOH  (mL)	HCl (mL)	Mmol NaOH	mmol HCl	Mol NaOH : Mol HCl
6	24	6	12	1 : 2
10	20	10	10	1 : 1
15	15	15	7,5	2 : 1
20	10	20	5	1 : 4
24	6	24	3	1 : 8

Seharusnya    1 : 1

            C. Sistem NaOH-H₂SO₄

 ∆T max = 3^oC  → saat Volume NaOH = 20 ml dan volume H₂SO₄ = 10 ml

                M NaOH = 1 M , M H₂SO₄ = 1 M

                n NaOH = 20 x 1M = 20 mmol = 0.02 mol

                n H₂SO₄ = 10 x 1M = 10 mmol = 0,01 mol

                                    2 Na⁺ + SO  → Na₂SO₄

 0,02 ~ 0,01

    2 : 1

NaOH  (mL)	H2SO4 (mL)	Mmol NaOH	Mmol H2SO4	Mol NaOH : Mol H2SO4
6	24	6	24		1 : 4
10	20	10	20		1 : 2
15	15	15	15		1 : 1
20	10	20	10		2 : 1
24	6	24	6		4 : 1

Seharusnya   2 : 1

3. Persamaan reaksi masing-masing sistem

A. Sistem CuSO₄ - NaOH

2NaOH_(aq) + CuSO_4(aq)   →  Na₂SO_4(aq)­  +  Cu(OH)_2(s)

            B. Sistem NaOH - HCl

NaOH_(aq) + HCl_(aq)  →  NaCl_(aq) +  H₂O_(aq)

                C. Sistem NaOH - H₂SO₄

                 2NaOH_(aq) + H₂SO_4(aq)  → Na₂SO_4(aq)­  +  H₂O_(s)

            D. Reaksi Basa Kuat dengan Asam Kuat

NaOH_(aq)  +  HCl_(aq)  →  NaCl_(aq)  +  H₂O_(s)

                E. Reaksi Basa Kuat dengan Asam Lemah

NaOH_(aq)    + CH₃COOH_(aq)  →  NaCH₃COO_(aq)  +  H₂O_(s)

            F. Reaksi Asam Kuat dengan Basa Kuat

NaOH_(aq)   +   HCl_(aq)  →  NaCl_(aq)  +  H₂O_(s)

            G. Reaksi Asam Kuat dengan Basa Lemah

                        HCl_(aq)  +  NH₄OH_(aq)  →  NH₄Cl  +  H₂O_(s)

Pembahasan (Yusuf Zaelana)

Perubahan suhu merupakan ciri adanya reaksi stoikiometri dari suatu sistem reaksi kimia. Dimana saat diketahui suhu maksimum dari suatu reaksi kimia maka disitulah titik stoikiometri muncul. Dari hasil praktikum, begitu pula dapat diketahui perbandingan koefisien reaksi dengan cara melihat perubahan suhu tersebut.

1.      Sistem CuSO₄ - NaOH

Berdasarkan hasil percobaan didapatkan bahwa titik stokiometri terjadi pada saat T maksimum sebesar 2.1 °C yang terjadi pada saat volume CuSO₄ 10 mL - NaOH 20 mL dan pada saat volume CuSO₄ 30 mL – NaOH 20 mL. Perbandingan mol SO₄^-2 : Na⁺ dari hasil percobaan adalah 1 : 4, sedangkan perbandingan mol menurut teori seharusnya 1 : 2. Perbedaan perbandingan tersebut disebabkan oleh T maksimum yang didapat bukan T maksimum pada titik stokiometri dan volume yang diujikan pada percobaan berbeda-beda sehingga  molaritas larutan campuran yang bereaksi tidak habis tepat bereaksi.

2.      Sistem NaOH - HCl

Pada percobaan sistem NaOH-HCl, titik stokiometri terjadi pada saat T maksimum sebesar 3.45 °C yang terjadi pada saat volume NaOH 15 mL - HCl 15 mL. Dari hasil percobaan, perbandingan mol Na⁺ : Cl^- adalah 1 : 1. Perbandingan mol hasil percobaan sesuai dengan perbandingan  menurut teori, yaitu 1 : 1. Hal tersebut terjadi karena molaritas larutan campuran hasil reaksi habis tepat bereaksi dan T maksimum yang didapat merupakan T maksimum pada titik stokiometri.

      3. Sistem NaOH – H₂SO₄

Berdasarkan hasil percobaan sistem NaOH-H₂SO₄, titik stokiometri terjadi pada saat T maksimum sebesar 3 °C yang terjadi pada saat volume NaOH 20 mL – H₂SO₄ 10 mL. Dari hasil percobaan, perbandingan mol Na⁺ : Cl^- adalah 2 : 1. Perbandingan mol hasil percobaan sesuai dengan perbandingan  menurut teori, yaitu 2 : 1. Hal tersebut terjadi karena molaritas larutan campuran hasil reaksi habis tepat bereaksi dan T maksimum yang didapat merupakan T maksimum pada titik stokiometri.

3.      Reaksi Asam-Basa

Pada percobaan reaksi asam-basa pertama, dilakukan pencampuran antara HCl 0,05 M - NaOH 1 M dan CH₃COOH 0,05 M – NaOH 1 M. Masing-masing larutan ditetesi dengan indikator penolphtalein dengan perubahan warna dari tak berwarna menjadi merah muda. Begitu juga saat larutan ditetesi indikator metil merah, terjadi perubahan warna dari tak berwarna menjadi kuning. Hal tersebut menunjukkan bahwa reaksi kimia memiliki pH basa. Hal tersebut terjadi karena pada kedua reaksi kimia yang mengalami keadaan berlebih adalah larutan basa (NaOH).

Pada percobaan kedua, dilakukan percobaan antara basa kuat (NaOH 0,05 M) dengan basa lemah (NH₄OH 0,05 M). Serta pencampuran basa kuat (NaOH 0,05 M) dengan asam kuat (HCl 0,05 M). Ketiga zat ditetesi dengan indikator phenolptalein terjadi perubahan warna dari merah muda menjadi tak berwarna, kemudian kita juga dapat mengetahui perubahan warna dan memperkirakan kisaran pH campuran pada system. Kemudian percobaan selanjutnya dilakukan hal yang sama dengan zat yang sama, tetapi indikator diganti dengan indikator metil merah, terjadi perubahan warna dari kuning menjadi tak berwarna.

• Tweet

Judul: KIMIA TERAPAN STOIKIOMETRI
Rating: 100% based on 99998 ratings. 5 user reviews.
Ditulis Oleh Arman Zulhajar Sabtu, Februari 02, 2013

Artikel Terkait kimia analis :