Stoikiometri: Laporan Praktikum Kimia Dasar

ABSTRAK

Percobaan yang berjudul “Stoikiometri Reaksi” telah dilakukan. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui stoikiometri reaksi antara larutan Timbal Nitrat (NaNO3) dan larutan Natrium Klorida (NaCl). Reaksi antara kedua zat tersebut merupakan reaksi stoikiometris. Reaksi stoikiometris adalah reaksi yang dapat dihitung molaritas dari zat-zat yang bereaksi di dalamnya berdasarkan perbandingan koefisien sederhana. Untuk menetukan stoikiometri dari reaksi tersebut, pertama dimasukkan ke dalam larutan Timbal Nitrat ke dalam lima gelas piala dengan volume masing-masing 2 mL, 6 mL, 10 mL, 12 mL, dan 14 mL. Kemudian ditambahkan ke dalamnya larutan Natrium Klorida dengan volume masing-masing 18 mL, 14 mL, 10 mL, 8 mL, dan 6 mL. Campuran tersebut kemudian diaduk dan didiamkan beberapa saat. Setelah itu, campuran tersebut disaring sehingga apabila reaksi tersebut menghasilkan endapan, maka endapannya akan tertahan di kertas saring. Penyaringan dilakukan dengan menggunakan kertas saring yang telah diketahui massanya. Kemudian, kertas saring berserta endapan yang tertahan (residu) diletakkan di dalam gelas cawan porselin dan dipanaskan untuk menguapkan airnya. Setelah seluruh airnya diuapkan, kertas saring beserta residu yang tersisa ditimbang. Dengan demikian, massa residu dapat diketahui dengan mencari selisih antara massa kertas saring sebelum digunakan dan massa kertas saring setelah digunakan. Dengan diketahuinya massa residu Timbal Klorida dari reaksi antara Timbal Nitrat dengan Natrium Klorida maka stoikiometri reaksi tersebut dapat ditentukan.

BAB I : PENDAHULUAN

Latar Belakang

Stoikiometri adalah suatu aspek atau bagian dalam ilmu kimia yang mempelajari data-data kuantitatif yang terjadi dalam suatu reaksi kimia. Data-data kuantitatif sendiri adalah suatu data yang wujudnya berupa angka-angka yang merepresentasikan keadaan-keadaan tertentu yang terjadi dalam suatu reaksi kimia. Data-data dari suatu reaksi kima sendiri dapat bersifat kuantitatif atau bersifat kualitatif. Suatu data bersifat kualitatif apabila ia tidak dipresentasikan dalam bentuk angka. Dengan demikian analisis stoikiometris tidak dapat dilakukan kepada data yang berbentuk non-angka.

Stoikiometri juga merupakan suatu ilmu yang sangat penting bagi perkembangan ilmu kimia. Dengan diterapkannya ilmu stoikiometri dalam penelitian mengenai reaksi kimia maka aspek-aspek kuantitatif dari suatu reaksi kimia dapat dikaji sehingga penelitia dapat dilakuknn dengan tepat dan akurat. Keakuratan terhadap hasil penelitian merupakan sesuatu hal yang penting karena dapat meminimalkan kesalahan yang terjadi dalam suatu penelitian.

Contoh percobaan yang dapat dihitung komponen-komponen stoikiometrisnya adalah percobaan reaksi antara Timbal Nitrat dengan Natrium Klorida. Reaksi tersebut secara teoritis menghasilkan endapan berupa senyawa Timbal Klorida dan senyawa Natrium Nitrat. Setelah dilakukan percobaan ini, diharapkan reaksi ini dapat menjadi contoh penerapan ilmu stoikiometri.

Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui stoikiometri reaksi antara Timbal Klorida dan Natrium Nitrat, sebagai contoh penerapan ilmu stoikiometri reaksi pada reaksi kimia sederhana.

Manfaat Percobaan

Manfaat dari percobaan ini adalah untuk membantu praktikan dalam memahami stoikiometri reaksi antara Timbal Klorida dan Natrium Nitrat sebagai contoh penerapan ilmu stoikiometri reaksi pada reaksi kimia sederhana.

Sumber: https://unsplash.com/photos/5PEy9UraJ5c

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Stoikiometri adalah memberikan reaksi kimia yang pereaksi – pereaksinya bergabung dengan nisbah bilangan bulat sederhana. Persamaan kimia merupakan suatu cara untuk menyatakan reaksi kimia menggunakan seperangkat lambing bagi partikel yang berperan serta (atom, molekul, ion, dll) misalnya:

xA + yB → zC + wD

Panah tunggal digunakan untuk reaksi tak reversible, panah ganda untuk reaksi yang reversible. Bila reaksi melibatkan berbagai fase, fase ini biasanya dicantumkan dalam tanda kurung sesudah lambing (s = padat, l = cair, g = gas, aq = berair). Bilangan x, y, z, dan w menunjukkan jumlah relative molekul yang bereaksi dan dinamakan koefisien stoikiometrik. Jumlah koefisien pereaksi dikurangi jumlah koefisien produk (x + y – z – w) disebut jumlah stoikiometrik. Jika jumlah ini nol, persamaannya seimbang. Kadang – kadang persamaan kimia umum dapat ditulis sebagai.

V1A1 + V2A2 + … → VnAn + Vn+1 + An+1 + …

Dalam hal ini, ∑V1A1 = 0, dengan perjanjian bahwa koefisien stoikiometri disini ialah ∑V1. Koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah partikel dari zat yang terlibat dalam reaksi. Oleh karena 1 mol setiap zat mengandung jumlah partikel yang sama, maka perbandingan jumlah partikel sama dengan perbandingan jumlah mol. Jadi, koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi.

Hukum Avogadro berbunyi “Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama”. Untuk menyederhanakan jumlah partikel digunakan konsep mol. Mol menyatakan satuan jumlah zat. Satuan jumlah zat ini sama halnya dengan penyederhanaan jumlah suatu barang. Penyederhanaan ini perlu dilakukan karena proses kimia yang berlangsung dalam kehidupan sehai-hari melibatkan kesimpulan partikel sangat kecil yang jumlahnya sangat besar. 1 mol zat mengandung 6,02 x 10^23 partikel. 6,02 x 10^23 adalah bilangan avogadro.

Dalam bahasa kimia, tiap zat murni yang diketahui, baik unsure maupun senyawa, mempunyai nama dan rumus uniknya sendiri. Cara tersingkat untuk memberikan suatu reaksi kimia ialah menulis rumus untuk tiap zat yang terlibat dalam bentuk suatu persamaan kimia. Suatu persamaan kimia meringkaskan sejumlah besar informasi mengenai zat – zat yang terlibat dalam reaksi. Persamaan ini tidaklah sekedar pernyataan kualitatif yang menguraikan zat – zat yang terlibat, tetapi juga pernyataan kuantitatif, yang menjelaskan berapa banyak pereaksi dan hasil reaksi terlibat. Proses membuat perhitungan yang didasarkan  pada rumus – rumus dan persamaan – persamaan berimbang dirujuk sebagai stoikiometri.

Pada mulanya sebagian ahli meyakini kebenaran hukum Proust, tetapi sebagian masih mempertanyakan dan mengujinya dengan percobaan lain. Ternyata sampai sekarang masih dapat diterima kebenarannya, walaupun ditemukan beberapa penyimpangan yang masih dapat diterangkan. Dicatat ada dua penyimpangan, yaitu pada senyawa nonstoikiometri dan senyawa yang unsurnya berisotop.

John Dalton tertarik dengan mempelajari dua unsure yang dapat mementuk lebih dari satu senyawa, seperti tembaga dengan oksigen, karbon dengan oksigen, belerang dengan oksigen, dan fosfor dengan klor. Molekul adalah sekumpulan atom-atom yang terikat dan merupakan kesatuan serta mempunyai sifat – sifat fisik dan kimiawi yang khas. Rumus kimia yang didasarkan pada satuan rumus disebut rumus sederhana atau rumus empiris. Rumus yang didasar atas sebuah molekul yang sebenarnya disebut rumus molekul.

Bobot molekul zat adalah jumlah bobot (dari) atom – atom yang ditunjukkan dalam rumusnya. Penggunaan istilah – istilah bobot molekul suatu zat – zat tidak berarti bahwa zat terdiri atas molekul – molekul. Istilah “molekul” merujuk ke suatu partikel netral, tetapi banyak zat yang terbuat dari partikel bermuatan yang disebut ion. Beberapa ahli kimia menggunakan istilah bobot molekul hanya untuk merujuk zat – zat yang terdiri dari molekul. Definisi yang lebih umum mengenai istilah bobot molekul diterima dengan meluas karena memungkinkan penggunaan suatu konsep yang dikenal dalam semua kasus, tanpa memaksa pemakai istilah itu mencari lebih dahulu partikel macam apa yang dikandung oleh zat tertentu itu.

Senyawa stoikiometrik yaitu senyawa yang atom – atomnya bergabung dengan nisbah bilangan bulat yang tepat. Bandingkan dengan senyawa non-stoikiometrik. Rasio atom dalam setiap senyawa juga menunjukkan jumlah satuan berat atom unsur tersebut. Berat relative diperoleh dengan mengalikan rasio atom dan berat atom. Persen berat setiap unsur dihitung dari berat relatifnya dibagi dengan jumlah berat relatif. Senyawa – senyawa kimia dengan rasio atom integral, seperti nitrit oksida disebut sebagai senyawa stoikiometri. Contoh adalah oksida aluminium, namun kali ini dimulai dengan membagi presentasi berat dengan berat atom dari tabel periodik.

Bobot satu mol suatu zat disebut bobot molar. Bobot molar dalam gram suatu senyawa secara numeris sama dengan bobot molekul dalam satuan massa atom. Banyaknya satu hasil reaksi yang diperhitungkan akan diperoleh jika hasil reaksi itu sempurna disebut rendemen teuritis. Dalam praktek, pemulihan suatu hasil reaksi kurang dari 100 %, kadang – kadang jauh lebih rendah. Rendemen nyata suatu hasil reaksi dibagi dengan rendemen teoritis kali seratus adalah rendemen persentase.Pereaksi pembatas adalah zat yang habis bereaksi dan karena itu membatasi kemungkinan diperpanjangnya reaksi itu.

Persamaan dapat disetarakan dengan menggunakan penalaran yang bertahap. Perhatikan penguraian amonium nitrat (NH4NO3) yang dipanaskan secara hati – hati menjadi dinitrogen oksida (N2O) dan air. Persamaan tak balans untuk proses ini ialah

NH4NO3 → N2O + 2H2O

Rumus – rumus disebelah kiri menyatakan reaktan dan yang disebelah kanan adalah produknya. Persamaan ini tidak balans karena ada 3 mol atom O di sebelah kiri (dan 4 H) tetapi hanya 2 mol atom O dan 2 mol atom H di sebelah kanan. Untuk menyetarakan persamaan, mula – mula tetapkan 1 sebagai koefisien salah satu spesies, biasanya yang palinf banyak mengandung unsure. Kemudian, carilah unsure – unsure yang hanya muncul satu kali di ruas lainnya dan tetapkan koefisien untuk mengimbangkan jumlah atom mereka, menjadi :

NH4NO3 → N2O + 2H2O

Metode untuk menyetarakan persamaan dengan pengamatan seperti ini dapat diterapkan untuk banyak hal, tetapi tidak untuk semua kasus. Begitu reaktan dam produk diketahui, menyetarakan persamaan kimia merupakan proses perhitungan yang mekanis dan rutin. Bagian yang sulit ialah mengetahui zat mana yang bereaksi dan produk yang terbentuk.

Hukum – hukum dasar ilmu kimia :

a. Hukum Kekekalan Massa dari Lavoiser

“Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap atau sama”.

b. Hukum Perbandingan Tetap dari Proust

“ Tiap – tiap senyawa memiliki perbandingan massa unsure yang tetap”.

c. Hukum Perbandingan Berganda dari Dalton

“Jika dua buah unsur dapat membentuk lebih dari satu macam persenyawaan, perbandingan massa unsur yang satu dengan yang lainnya adalah tertentu, yaitu berbanding sebagai bilangan yang mudah dan bulat”

d. Hukum Perbandingan Volume dari Gay Lussac

“Pada reaksi gas, yang bereaksi berbanding sebagai bilangan mudah dan bulat asal diukur pada tekanan dan temperatur yang sama”

e. Hukum Boyle – Gay Lussac

“Untuk gas dengan massa tertentu, maka hasil kali volume dengan tekanan dibagi oleh suhu yang diukur dalam Kelvin adalah tetap.

Stoikiometri memungkinkan dihitungnya susunan persentase (bobot) suatu senyawa dari rumus empiris maupun molekul. Lebih penting dalam kehidupan nyata ialah bahwa stoikiometri memungkinkan dihitungnya rumus empiris dari susunan persentase, yang harus ditentukan dengan ekperimen. Dua metoda klasik untuk melakukan hal ini ialah analisis pengendapan dan analisis pembakaran. Sekali rumus empiris diketahui, rumus molekul dapat ditentukan dari bobot molekul senyawa itu yang ditentukan dengan kira – kira. Akhirnya, dari rumus molekul yang telah diketahui, bobot molekul cermat dapat dihitung.