STOIKIOMETRI REAKSI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Dasar Teori
Ilmu
kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang materi dan perubahan materi baik
secara fisik maupun materi. Pada prinsifnya materi terbagi menjadi tiga wujud
yaitu padat, cair, dan gas. Padatan adalah materi yang kaku dengan bentuk yang
pasti. Cairan tidak sekaku padatan dan bersifat fluida yaitu dapat mengalir dan
mengambil bentuk sesuai dengan bentuk wadahnya. Gas bersifat fluida, tetapi tidak
seperti cairan, gas dapat mengembang tanpa batas. Ketiga wujud materi ini dapat
berubah dari wujud yang satu menjadi wujud yang lain. Dengan ilmu kimia ketiga
wujud materi tersebut bias berubah wujud menjadi wujud yang lain.perubahan yang
menghasilkan zat baru yang jenis dan sifatnya berbeda dari zat pembentuknya
disebut sebagai perubahan kimia atau reaksi kimia. Perubahan kimia dapat
diamati dengan terbentuknya hasil reaksi seperti timbulnya gas, endapan,
perubahan warna, maupun perubahan kalor.
Untuk
berkomunikasi satu sama lain tentang reaksi kimia, cara standar yang digunakan
untuk menggambarkan reaksi tersebut melalui persamaan kimia. Peramaan kimia
menunjukan zat-zat yang bereaksi dan hasil reaksi, untuk menunjukan bahwa
reaksi setara, diungkapkan dengan koefisien reaksi. Koefisian reaksi merupakan
konversi yang menunjukan jumlah atom atau molekul yang terlibat dalam reaksi
atau menyatakan pula jumlah mol senyawa yang bereaksi. Dalam reaksi hokum
kekelalan massa berlaku, banyaknya tiap-tiap jenis atom di kedua sisi harus
sama atau jumlah atom sebelum dan susudah reaksi harus sama. Koefisien reaksi
juga digunakan untuk menyetarakan suatu reaksi supaya setara. Contoh reaksi
antara gas nitrogen dan gas hydrogen menghasilkan gas ammonia, persamaan reaksinya:
N2
(g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
persamaan ini
menyatakan bahwa satu molekul gas nitrogen bereaksi dengan 3 molekul gas
hydrogen membentuk 2 molekul gas ammonia. Angka 1, 3, dan 2 merupakan koefisien
reaksi sebagai faktor konversi.
Secara
laboratorium, untuk menentukan koefisien dalam persamaan kimia diperlukan
sederetan hasil percobaan. Salah satu cara sederhana untuk menentukan koefisien
reaksi yaitu dengan metode variasi kontinu. Pada dasarnya dalam sederetan
percobaan dilakukan, jumlah molar total campuran pereaksi dibuat tetap
sedangkan jumlah molar masing-masing dibuat berubah secara teratur
(diberagamkan secara beraturan dan kontinu). Perubahan yang terjadi akibat
adanya reaksi antara campuran pereaksi seperti massa, volum dan suhu dialurkan
terhadap jumlah molar masing-masing pereaksi dalam suatu grafik, sehingga
diperoleh titik optimum. Titik optimum terbentuk menyatakan perbandingan
koefisien dari masing-masing pereaksi.
1.2
Tujuan Praktikum
1. Menentukan
koefisien reaksi berdasarkan pembentukan endapan dan perubahan suhu.
2 Menentukan
hasil reaksi berdasarkan konsep mol.
1.3
Alat dan Bahan
1. Alat
· Gelas
beker 50 mL (4)
· Mistar
ukuran 20 cm (1)
· Thermometer
(2)
2. Bahan
· NaOH
0,1 M
· NaOH
1,0 M
· CuSO4
0,1 M
· HCl
1,0 M
1.4
Cara Kerja
1. Stoikiometri
Reaksi Pengendapan
Pertama,
sediakan dua buah gelas beker 50 mL. Ke dalam 1 gelas beker dimasukan 1 mL NaOH
0,1 M. Pada gelas beker yang lain dimasukan 5 mL CuSO4 0,1 M.
Setelah itu, kedua larutan tersebut di campurkan dan kemudian dikocok.
Selanjutnya campuran tersebut dibiarkan agar endapan yang terbentuk berada di
dasar gelas beker. Kemudian tinggi endapan yang terbentuk diukur dengan
menggunakan mistar. Supaya lebih akuran satuan yang digunakan adalah mili meter.
Setelah itu digunakan cara kerja yang sama tetapi volume pereaksi masing-masing
diubah dengan catatan volume total tetap 6 ml, yaitu:
· 2
mL NaOH 0,1 M dan 4 mL CuSO4 0,1 M
· 3
mL NaOH 0,1 M dan 3 mL CuSO4 0,1 M
· 4
mL NaOH 0,1 M dan 2 mL CuSO4 0,1 M
· 5
mL NaOH 0,1 M dan 1 mL CuSO4 0,1 M
Setelah dilakukan percobaan pada
masing-masing larutan, kemudian dibuat grafik yang menyatakan antara tinggi
endapan (sumbu y) dan volume larutan (sumbu x), sehingga diperoleh titik
optimum kurva. Dari grafik tersebut ditentukan koefisien reaksi berdasarkan
titik optimumnya. Titik optimum menyatakan perbandingan koefisien reaksi.
Kemudian koefisien yang diperoleh dari titik optimum kurva dibandingkan dari
menyetarakan persamaan reaksi. Terakhir, hasil reaksi yang terbentuk ditentukan
rendemennya dengan menggunakan konsep mol.
2. Stoikiometri
Sistem Asam-Basa
Pertama,
sediakan dua buah gelas beker 50 mL. Ke dalam 1 gelas beker dimasukan 1 mL NaOH
1,0 M. Pada gelas beker yang lain dimasukan 5 mL HCl 1.0 M. Kemudian kedua
larutan tersebut diukur temperature (TM). Setelah itu, kedua larutan
tersebut dicampurkan dan dikur serta dicatat suhu maksimum yang konstan (TA).
Setelah itu digunakan cara kerja yang sama tetapi volume pereaksi masing-masing
diubah dengan catatan volume total tetap 6 ml, yaitu:
· 2
mL NaOH 1,0 M dan 4 mL HCl 1,0 M
· 3
mL NaOH 1,0 M dan 3 mL HCl 1,0 M
· 4
mL NaOH 1,0 M dan 2 mL HCl 1,0 M
· 5
mL NaOH 1,0 M dan 1 mL HCl 1,0 M
Setelah dilakukan percobaan pada
masing-masing larutan, kemudian dibuat grafik yang menyatakan antara perubahan
temperatur (sumbu y) dan volume larutan (sumbu x), sehingga diperoleh titik
optimum kurva. Dari grafik tersebut ditentukan koefisien reaksi berdasarkan
titik optimumnya. Titik optimum menyatakan perbandingan koefisien reaksi.
Kemudian koefisien yang diperoleh dari titik optimum kurva dibandingkan dari
menyetarakan persamaan reaksi. Terakhir, hasil reaksi yang terbentuk ditentukan
rendemennya dengan menggunakan konsep mol.
BAB II
HASIL PENGAMATAN
1.1 Hasil
Pengamatan dan Grafik
1.1.1
Stoikiometri Reaksi Pengendapan
No.
|
Larutan
|
Warna
Endapan
|
Tinggi
Endapan (mm)
|
1
|
1 mL NaOH 0,1M dan 5
mL CuSO4 1,0 M
|
Biru muda
|
3
|
2
|
2 mL NaOH 0,1M dan 4
mL CuSO4 1,0 M
|
Biru tua
|
8
|
3
|
3 mL NaOH 0,1M dan 3
mL CuSO4 1,0 M
|
Biru tua
|
9
|
4
|
4 mL NaOH 0,1M dan 2
mL CuSO4 1,0 M
|
Hijau tua
|
30
|
5
|
5 mL NaOH 0,1M dan 1
mL CuSO4 1,0 M
|
Hijau lumut
|
27
|
1.1.2
Stoikiometri Sistem Asam-Basa
No.
|
Larutan
|
Perubahan
TEmperatur (°C)
|
1
|
1 mL NaOH 1,0 M dan 5
mL HCl 1,0 M
|
3
|
2
|
2 mL NaOH 1,0 M dan 4
mL HCl 1,0 M
|
2
|
3
|
3 mL NaOH 1,0 M dan 3
mL HCl 1,0 M
|
4
|
4
|
4 mL NaOH 1,0 M dan 2
mL HCl 1,0 M
|
2
|
5
|
5 mL NaOH 1,0 M dan 1
mL HCl 1,0 M
|
1
|
1.2
Reaksi dan Perhitungan
1.2.1
Larutan NaoH dan CuSO4
· Reaksi
1 mL NaOH 0,1 M dan 5 mL CuSO4 0,1 M
Mol NaOH = Molaritas NaOH x Volume NaOH
=
0,1 M x 1 mL
=
0,1 mmol
Mol
CuSO4 = Molaritas CuSO4
x Volume CuSO4
=
0,1 M x 5 mL
=
0,5 mmol
2
NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
Mula-mula: 0,1 mmol 0,5
mmol - -
Reaksi
: 0,1 mmol 0,05 mmol 0,05 mmol 0,05
mmol
Sisa: - 0.45 mmol 0,05 mmol 0,05
mmol
Pereaksi
pembatas : NaOH
Pereaksi
sisa : CuSO4
Massa endapaan Cu(OH)2 yang
terbentuk :
0,05
mmol = 0,00005 mol
massa
Cu(OH)2 = mol Cu(OH)2 x
Mr Cu(OH)2
=
0,00005 mol x 97,5 gram/mol
=
0,004875 gram
· Reaksi
2 mL NaOH 0,1 M dan 4 mL CuSO4 0,1 M
2
NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
Mula-mula: 0,2 mmol 0,4
mmol - -
Reaksi
: 0,2 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol 0,1
mmol
Sisa: - 0,3 mmol 0,1 mmol 0,1
mmol
Pereaksi
pembatas : NaOH
Pereaksi
sisa : CuSO4
Massa endapaan Cu(OH)2 yang
terbentuk :
0,1
mmol = 0,0001 mol
massa
Cu(OH)2 = mol Cu(OH)2 x
Mr Cu(OH)2
=
0,0001 mol x 97,5 gram/mol
=
0,00975 gram
· Reaksi
3 mL NaOH 0,1 M dan 3 mL CuSO4 0,1 M
2
NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
Mula-mula: 0,3 mmol 0,3
mmol - -
Reaksi
: 0,3 mmol 0,15 mmol 0,15 mmol 0,15
mmol
Sisa: - 0,15 mmol 0,15 mmol 0,15 mmol
Pereaksi
pembatas : NaOH
Pereaksi
sisa : CuSO4
Massa endapaan Cu(OH)2 yang
terbentuk :
0,15
mmol = 0,00015 mol
massa
Cu(OH)2 = mol Cu(OH)2 x
Mr Cu(OH)2
=
0,00015 mol x 97,5 gram/mol
=
0,014625 gram
· Reaksi
4 mL NaOH 0,1 M dan 2 mL CuSO4 0,1 M
2
NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
Mula-mula: 0,4 mmol 0,2
mmol - -
Reaksi
: 0,4 mmol 0,2 mmol 0,2 mmol 0,2
mmol
Sisa: - - 0,2 mmol 0,2
mmol
Pereaksi
pembatas : -
Pereaksi
sisa : -
Massa endapaan Cu(OH)2 yang
terbentuk :
0,2
mmol = 0,0002 mol
massa
Cu(OH)2 = mol Cu(OH)2 x
Mr Cu(OH)2
=
0,0002 mol x 97,5 gram/mol
=
0,0195 gram
· Reaksi
5 mL NaOH 0,1 M dan 1 mL CuSO4 0,1 M
2
NaOH (aq) + CuSO4 (aq) → Cu(OH)2 (s) + Na2SO4 (aq)
Mula-mula: 0,5 mmol 0,1
mmol - -
Reaksi
: 0,2 mmol 0,1 mmol 0,1 mmol 0,1
mmol
Sisa: 0,3
mmol - 0,1 mmol 0,1 mmol
Pereaksi
pembatas : NaOH
Pereaksi
sisa : CuSO4
Massa endapaan Cu(OH)2 yang
terbentuk :
0,1
mmol = 0,0001 mol
massa
Cu(OH)2 = mol Cu(OH)2 x
Mr Cu(OH)2
=
0,0001 mol x 97,5 gram/mol
=
0,00975 gram
Persamaan
ioniknya:
3Na+ (aq) + 2OH- (aq) + Cu2+ (aq) + SO42- (aq) → Na2+ (aq) + SO42- (aq) + Cu(OH)2 (s).
persamaan ionik
totalnya :
Cu2+ (aq) + OH- (aq) → Cu(OH)2 (s)
1.2.2
Larutan NaOH dan HCl
·
Reaksi 1 mL NaOH 1,0 M dan 5 mL HCl 1,0
M
NaOH (aq)
+ HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O
(l)
Mula-mula: 1 mmol 5
mmol - -
Reaksi: 1 mmol 1 mmol 1mmol 1 mmol
Sisa: - 4 mmol 1
mmol 1 mmol
Pereakai
pembatas : NaOH
Pereaksi
sisa : HCl sebanyak 4 mmol
Garam
yang terbentuk : NaCl sebanyak 1 mmol
·
Reaksi 2 mL NaOH 1.0 M dan 4 mL HCl 1.0
M
NaOH
(aq)
+ HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O
(l)
Mula-mula: 2 mmol 4
mmol - -
Reaksi: 2 mmol 2 mmol 2 mmol 2 mmol
Sisa: - 2 mmol 2 mmol 2
mmol
Pereakai
pembatas : NaOH
Pereaksi
sisa : HCl sebanyak 2 mmol
Garam
yang terbentuk : NaCl sebanyak 2 mmol
·
Reaksi 3 mL NaOH 1,0 M dan 3 mL HCl 1,0
M
NaOH
(aq)
+ HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O
(l)
Mula-mula: 3 mmol 3
mmol - -
Reaksi: 3 mmol 3 mmol 3
mmol 3 mmol
Sisa: - 2 mmol 2 mmol 2
mmol
Pereakai
pembatas : -
Pereaksi
sisa : -
Garam
yang terbentuk : NaCl sebanyak 3 mmol
·
Reaksi 4 mL NaOH 1,0 M dan 2 mL NaOH 1,0
M
NaOH
(aq)
+ HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O
(l)
Mula-mula: 4 mmol 2
mmol - -
Reaksi: 2 mmol 2 mmol 2
mmol 2 mmol
Sisa: 2
mmol - 2 mmol 2
mmol
Pereakai
pembatas : HCl
Pereaksi
sisa : NaOH sebanyak 2 mmol
Garam
yang terbentuk : NaCl sebanyak 2 mmol
·
Reaksi 5 mL NaOH 1,0 M dan 1 mL HCl 1,0
M
NaOH
(aq)
+ HCl (aq) → NaCl (aq) + H2O
(l)
Mula-mula: 5 mmol 1
mmol - -
Reaksi: 1 mmol 1 mmol 1
mmol 1 mmol
Sisa: 4
mmol - 1
mmol 1 mmol
Pereakai
pembatas : HCl
Pereaksi
sisa : NaOH sebanyak 4 mmol
Garam
yang terbentuk : NaCl sebanyak 1 mmol
Persamaan
ioniknya:
H+
(aq) + Cl- (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq) → Na+ (aq) + Cl- (aq) + H2O (l)
persamaan ionic
totalnya yaitu :
H+
(aq) + OH- (aq)
→ H2O (l)
Na+
dan Cl- merupakan ion-ion pendamping.
BAB
III
PEMBAHASAN
Dari
grafik hubungan tinggi endapan dan volume larutan diperoleh titik optimum pada
koordinat (4+2, 30). Titik optimum terjadi pada volume 4mL NaOH 0.1 M dan 2 mL
CuSO4 0.1M dengan tinggi endapan 30 milimeter. Untuk menentukan
koefisien reaksi berdasarkan titik optimum, harus ditentukan terlebih dahulu
molnya. Dari penghitungannya sudah di bahas di bab sebelumnya dan diperoleh
bahwa mol NaOH sebesar 0.4 mmol dan mol CuSO4 sebesar 0.2 mmol.
Karena perbandingan mol sama dengan perbandingan koefisien, maka koefisien
diperoleh dengan perbandingan 4:2 atau 2:1. Maka koefisien untuk NaOH yaitu 2
dan koefisien untuk CuSO4 yaitu 1. Koefisien berdasarkan titik
optimum dan menyetarakan persamaan reaksi hasilnya sama. Persamaan reaksi
antara NaOH dan CuSO4 sudah
di buat di bab sebelumnya. Dari menyetarakan persamaan reaksi bahwa jumlah mol
yang bereaksi dengan jumlah mol yang dihasilkan harus sama. Untuk bias
membentuk senyawa Cu(OH)2 dan Na2SO4 diperlukan
jumlah atom Cu sebanyak 1 atom, atom O yaitu 6, atom H yaitu 2, dan atom S
yaitu 1. Maka jumlah atom yang bereaksinya juga harus sama. Untuk bias
diperoleh hasil yang sama setelah di setarakan diperoleh koefisien NaOH 2 dan
CuSO4 1.
Reaksi
yang terjadi antara NaOH dan CuSO4 merupakan reaksi pengendapan yang
dicirikan dengan terbentuknya produk yang tidak larut atau endapan. Endapan
yang dihasilkan yaitu Cu(OH)2. Zat
dikatakan dapat larut jika sebagian besar zat tersebut melarut bila ditambahkan
air. Cu(OH)2 yang terbentuk
tidak larut karena mengandung (OH-). Senyawa yang mengandung
hidroksida (OH-) tidak dapat larut pengecualiannya adalah hidroksida
logam alkali dan Ba(OH)2.
Reaksi
antara 1 mL NaOH dan 5 mL CuSO4 merupakan
reaksi non stoikiometri karena NaOH habis bereaksi terlebih dahulu dan CuSO4 masih bersisa 0.45 mmol. Karena NaOH
habis terlebih dahulu maka NaOH merupakan pereaksi pembatas dan CuSO4 merupakan pereaksi sisa. Pada reaksi 1
mL NaOH dan CuSO4 dihasilkan
endapan Cu(OH)2 sebanyak 0.004875 gram dengan tinggi endapan 3 mm.
Reaksi antara 2 mL NaOH dan 4 mL CuSO4 merupakan reaksi non
stoikiometri karena NaOH habis bereaksi terlebih dahulu dan CuSO4
masih bersisa 0.3 mmol. Endapan Cu(OH)2 yang terbentuk sebanyak
0.00975 gram dan tinggi endapan 8 mm. reaksi antara 3 mL NaOH dan 3 mL CuSO4
merupakan reaksi non stoikiometri karena NaOH habis bereaksi terlebih dahulu
dan CuSO4 bersisa 0.15 mmol. Endapan Cu(OH)2 yang
terbentuk sebanyak 0.014625 gram dan tinggi endapan 9 mm. Reaksi antara 4 mL
NaOH dan 2 mL CuSO4 merupakan reaksi stoikiometri karena tidak ada
zat yang bersisa. Semua pereaksi habis bereaksi dan tidak ada reaksi
pembatasnya. Endapan Cu(OH)2 yang terbentuk sbanyak 0.0195 gram
dengan tinggi endapan 30 mm. Reaksi antara 5 ml NaOH dan 1 mL CuSO4 merupakan
reaksi non stoikiometri karena CuSO4 habis bereaksi terlebih dahulu
dan NaOH masih bersisa sebesar 0,3 mmol. Endapan Cu(OH)2 yang
terbentuk sebanyak 0.00975 gram dengan tinggi endapan 27 mm. Dari kelima reaksi
antara NaOH dan CuSO4 dengan volume berparisasi dapat di simpulkan
bahwa semakin semakin tinggi endapan, maka semakin banyak pula massa endapan
yang terbentuk. Endapan yang terbentuk dipengaruhi oleh ion (OH-).
Semakin banyak hidroksida maka semakin banyak pula massa endapan yang
mengendap.
Pada
reaksi antara NaOH dan HCl berdasarkan grafik hubungan volume dan perubahan
suhu, titik optimum diperoleh pada koordinat titik (3+3, 4). Titik optimum
diperoleh pada volume 3 mL NaOH 1,0 M dan 3 mL HCl 1,0 M dengan perubahan suhu
sebesar 4°C. koefisien reaksi berdasarkan titik optimum yaitu 1:1, artinya satu
mol NaOH bereaksi dengan satu mol HCl. Persamaan reaksi berdasarkan titik optimum
dengan menyetarakan persamaan reaksi sama yaitu dihasilkan satu mol garam NaCl
dan satu mol air.
Reaks
antara 1 mL NaOH dan 5 mL HCl merupakan reaksi non stoikiometri karena NaOH
habis bereaksi terlebih dahulu dan masih bersisa 4 mmol HCl. Pada reaksi antara
2 mL NaOH dan 4 mL HCl merupakan reaksi non stoikiometri karena NaOH habis
bereaksi terlebih dahulu dan masih bersisa HCl sebanyak 2 mmol. Reaksi antara 3
mL NaOH dan 3 mL HCl merupakan reaksi stoikiometri karena semua pereaksi habis
bereaksi dan tidak ada yang bersisa. Reaksi 4 mL NaOH dan 2 mL HCl merupakan
reaksi non stoikiometri karena HCl habis bereaksi terlebih dahulu dan bersisa
NaOH sebanysk 2 mmol. Reaksi antara 5 mL dan 1 mL HCl merupakan reaksi non
stoikiometri karena HCl habis bereaksi terlebih dahulu dan masih bersisa NaOH
sebanyak 4 mmol.
Reaksi
antara NaOH dan HCl merupakan reaksi penetralan. Reaksi penetralan yaitu
reaksti antara asam (HCl) dengan basa (NaOH). Reaksi asam-basa dalam medium air
biasanya menghasilkan garam dan air. Dalam reaksi ini dihasilkan garam NaCl.
Garam yang terbentuk merupakan senyawa ionic yang terbentuk dari suatu kation
selain H+ dan suatu anion selain OH- atau O2-.
Karena asam (HCl) dan basa (NaOH) senyawa ini terionisasi sempurna dalam
larutan.
BAB VI
KESIMPULAN
1
- Koefisien rraksi dapat ditentukan dari titik maksimum suatu reaksi. Titik optimum pada reaksi pengendapan terjadi pada volume 4 mL NaOH dan 2 mL CuSO4 dengan tinggi endapan 30 mm. koefisien reaksi NaOH dan CuSO4 perbandingannya adalah 2:1. Titik optimum pada reaksi system asam-basa diperoleh pada volume 3 mL HCl dam 3 mL NaOH dengan perubahan suhu sebesar 4°C. Perbandingan koefisien reaksi HCl dan NaOH adalah 1:1.
- Pada reaksi antara NaOH dan CuSO4 merupakan reaksi pengendapan. Endapan yang diperoleh dari reaksi ini adalah Cu(OH)2. Endapan yang terbentuk dipengaruhi oleh ion OH-. Pada reaksi antara NaOH dan HCl merupakan reaksi penggaraman atau penetrala. Disebut reaksi penggaraman karena dalam reaksi NaOH dan HCl dihasilkan garam NaCl. Disebut reaksi penetralan karena reaksi ini merupakan reaksi antara asam dan basa. Reaks antara asam dan basa aka n menghasilkan garam dan air.
DAFTAR
PUSTAKA
Chang,
Raymond. 2005. Kimia Dasar. Jakarta:
Erlangga
Keenan. 1984. Kimia
untuk Universitas. Jakarta: Erlangga
Petrucci., Ralp.
1987. Kimia Dasar. Jakarta: Erlangga
Supriadi, D. perhitungan-perhitungan
kimia.http//dsupradi.wordpress.com. 10 November 2014
Yusuf.2011. Stoikiometri.http://yusufzae.blogspot.com/2011/12/stoikiometri.html.
10 november 2014
0 komentar:
Posting Komentar