Reaksi antara tembaga dengan larutan asam nitrat encer menghasilkan tembaga(II) sulfat, gas nitrogen oksida dan air. Tulislah persamaan reaksi dan setarakan persamaan reaksi tersebut?
Jawab
1. Menulis rumus kimia atau lambang unsur dari reaktan dan produk dengan wujud masing-masing spesies.
2. Tetapkan koefisien salah satu spesi sama dengan 1 (biasanya spesi yang rumus kimianya lebih kompleks). Sedangkan koefisien yang lainnya disetarakan huruf sebagai kofisien sementara.
Koefisien Cu(NO3)2 = 1, dan koefisien yang lain menggunakan huruf. Persamaan reaksi menjadi:
3. Setarakan unsur yang terkait langsung dengan zat yang telah diberi koefisien 1.
Pada reaksi di atas, hanya Cu yang dapat langsung disetarakan yaitu a = 1. Untuk unsur yang lainnya walaupun terkait langsung dengan Cu(NO3)2 tetapi tidak dapat langsung disetarakan karena terdapat di lebih dari dua zat yang belum mempunyai harga korfisien. Maka untuk menyetarakannya ikuti persamaan-persamaan berikut:
· Menyetarakan atom N : b = 2 + c ……………………… (1)
· Menyetarakan atom H : b = 2d …………………………. (2)
· Menyetarakan atom O : 3b = 6 + c + d ……………… (3)
Dari persamaan-persamaan di atas nyatakan nilai c dan d dalam b, sebagai berikut:
· Dari persamaan (1), b = 2 + c berarti c = b – 2
· Dari persamaan (2), b = 2d berarti d = 0,5 b
Substitusikan nilai c cdan d ke dalam persamaan (3)
3b = 6 + c + d
3b = 6 + b – 2 + 0,5 b
1,5b = 4
b =
nilai b yang telah diperoleh di substitusikan ke persamaan (1) dan (2) untuk memperoleh nilai c dan d. Maka nilai c dan d berturut-turut adalah
Maka persamaan reaksinya menjadi:
karena masih dalam bentuk pecahan maka dikalikan 3 sehingga diperoleh koefisien dalam bentuk bilangan bulat.
Sifat persamaan reaksi
a. Jenis unsur-unsur sebelum dan sesudah reaksi selalu sama
b. Jumlah masing-masing atom sebelum dan sesudah reaksi selalu sama
c. Perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol. Khusus untuk yang berwujud gas perbandingan koefisien menyatakan perbandingan volume pada suhu den tekanannya sama.
Stoikiometri Reaksi
Hubungan mol dengan koefisien reaksi
Seperti yang telah dijelaskan pada bagian-sebelumnya, koefisien zat dalam suatu persamaan reaksi menyatakan jumlah mol zat itu. Oleh sebab itu jumlah mol zat atau massa zat yang terlibat dalam suatu reaksi dapat ditentukan. Aspek kuantitatif zat-zat yang terlibat dalam dalam reaksi inilah yang disebut stoikiometri reaksi. Stoikiometri reaksi ini sangat diperlukan terutama dalam merencanaakan banyaknya zat yamg akan dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam industri maupun dalam laboratorium.
Dengan mengeahui koefisien persamaan reaksi maka jumlah mol suatu zat dalam persamaan reaksi telah diketahui. Mol zat yang telah diketahui dapat digunakan untuk menentukan massa zat yang diperlukan dalam suatu reaksi. Karena hal tersebut koefisien reaksi disebut sebagai dasar stoikiometri reaksi.
Contoh
Logam aluminium yang dilarutkan ke dalam asam sulfat menghasilkan aluminium sulfat dan gas hidrogen, sesuai reaksi berikut:
Berapa mol mol gas hidrogen yang dihasilkan jika digunakan 0,5 mol aluminium yang dilarutkan dalam asam sulfat?
Jawab
artinya dengan melarutkan 0,5 mol aluminium menghasilkan 0,75 mol gas hidrogen.
Dari mol gas hidrogen yang telah diketahui dapat ditentukan massa hidrogen yang dihasilkan. Massa hidrogen dapat ditentukan dengan cara mengalikan mol hidrogen yang diperoleh dengan Mr.H2.
Contoh
Perhatikan reaksi berikut:
Berapa volume gas hidrogen (STP) yang terbentuk jika digunakan 5,4 gram Al? (Ar Al = 27)
Jawab
a) Setarakan reaksi kimia yang terjadi jika persamaan reaksi belum setara. Pada persamaan reaksi di atas telah setara sehingga tidak perlu disetarakan.
b) Menyatakan jumlah mol zat yang diketahui, yakni aluminium.
c) Menentukan jumlah mol zat yang ditanyakan yakni gas H2.
d) Menentukan volume gas H2 yang dihasilkan
V = n x Vm
= 0,3 mol x 22,4 L mol‾1 = 6,72 L.
Hipotesis Avogadro dan Hubungan Volume dengan Koefisien Reaksi
Pada tahun 1811, Ameo Avogadro mengemukakan sebuah hipotesis yang mengatakan: “pada tekanan (P) dan suhu (T) yang sama, gas-gas yang memiliki volume sama mengandung jumlah molekul (jumlah mol) yang sama pula”.
Artinya pada P dan T sama, perbandingan volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi sama dengan perbandingan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi tersebut. Karena pada persamaan reaksi, koefisien menyatakan jumlah mol zat, maka volume gas yang terlibat dalam suatu reaksi sama dengan koefisien zat itu.
Hubungan antara koefisien suatu zat dengan volume dapat dirumuskan sebagai berikut:
Pada suhu dan tekanan tertentu 0,5 mol gas oksigen volumenya adalah 2 liter. Hitunglah volume dari 1,5 mol gas hidrogen pada suhu dan tekanan yang sama dengan gas oksigen tersebut
Jawab
Contoh
Tentukan berapa volume gas belerang trioksida (SO3) yang dihasilkan dan berapa volume gas O2 yang dibutukan, jika direaksikan 1 liter gas belerang dioksida (SO2) dengan gas oksigen?
Jawab
Persamaan reaksi
SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
SO2 yang bereaksi = 1 liter
Tidak ada komentar:
Posting Komentar