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 = 2,1oC → 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 = 3,45oC → 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 = 3oC → 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) + CuSO4(aq) → Na2SO4(aq) + Cu(OH)2(s)
B. Sistem NaOH - HCl
NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(aq)
C. Sistem NaOH - H2SO4
2NaOH(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar