STOIKIOMETRI 1

1. Stoikiometri

ISTILAH
•   Asal : Yunani             “ stoicheion”  : unsur
•  Arti luas : perhitungan zat dan campuran kimia

2. BILANGAN  AVOGADRO DAN KONSEP MOL

•          Bilangan avogadro : 6,0225 x 10²³
•          1 mol  suatu zat : sejumlah X partikel yang terkandung   dalam suatu zat (unsur, senyawa atau ion).   X  : bilangan avogadro
•          Zat :  unsur, senyawa dan/ ion.

•         1 mol suatu unsur (misal : Na) = 6,0225 x 10²³ atom      
•         1 mol suatu senyawa (misal : H₂O) = 6,0225 x 10²³ molekul
•         1 mol suatu ion (misal : Cl^-) = 6,0225 x 10²³  ion
•         Mol suatu unsur = gram / masa atom (MA)
•         Mol suatu senyawa = gram / masa molekul relatif (MR)

•         Molekul : sekumpulan atom-atom yang terikat & merupakan kesatuan,memiliki sifat-sifat fisik & kimiawi yang khas. Contoh : H2O
•         Satuan rumus : sepasang atom atau ion dari sekumpulan atom atau ion yang banyak. Contoh : NaCl, MgCl₂
•         Rumus kimia yang didasarkan pada satuan rumus disebut rumus sederhana / rumus empiris
•         Rumus kimia yang didasarkan pada satuan molekul disebut rumus molekul. Rumus molekul sering merupakan kelipatan dari rumus empiris.

Perhitungan yang Melibatkan Konsep Mol
1. Berapa atom yang terdapat dalam 2,8 mol logam besi?
    Jawab : 2,8 x (6,023 x 10²³ ) = 16,9 x 10²³ atom
2. Berapa mol magnesium (Mg) yang terdapat dalam kumpulan 3,05 x 10²⁰  atom Mg?
    Jawab :  3,05 x 10²⁰

           -------------- = 0,507 x 103 mol Mg

           6,023 x 10²³

3. Berapa atom Na yang terkandung pada 15,5 gram Na?

    Diketahui MA Na = 23.

   Jawab : 

   Mol Na =   gram Na        15,5

                     ------------ =   ------  = 0,674 mol Na

                      MA. Na         23
Jumlah atom Na = 0,674 x 6,023 x 10^{23  =} 4,06 x 10²³  atom Na 

4. Berapa masa 6,12 mol Ca. Diketahui MA. Ca = 40,08
    Jawab :  Masa Ca = mol Ca x MA. Ca 

                                 = 6,12 x 40,08 = 245 gram Ca

5. Berapa ion Cl^- dalam 50 gram MgCl₂?
    Jawab :  MgCl₂     ⟶       Mg²⁺  +  2Cl^-
     mol MgCl₂ =    Gram MgCl2          50
                             ----------------- =  ------ = 0,525 mol
                             MR. MgCl2          95
mol Cl^- = 0,525 mol x 2/1 = 1,05 mol 
Ion Cl^- yang terkandung = 1,05 x (6,023 x 10²³)  = 6,32 x 10²³ ion

3. SUSUNAN SENYAWA KIMIA
    •         Rumus kimia 
    •         Bobot molekul (Masa Rumus) Contoh : DDT
    •         Rumus kimia : C₁₄H₉Cl₅
     •         Bobot molekul : 354,5
    •         Per mol DDT terdapat 14 mol atom C, 9 mol atom H dan 5 mol atom Cl
    •         1 mol C₁₄H₉Cl₅  ~  14 mol C ~ 9 mol H ~ 5 mol Cl
    •         Kesetaraan di atas digunakan untuk menulis faktor konversi
    Contoh soal :
    •   Berapa banyaknya atom H yang terdapat dalam 75 gram DDT (C₁₄H₉Cl₅). Diketahui : masa atom H = 1,01
      Jawab :      9 x MA. H         9 x 1
                     ------------------ = ------- = 75 gr = 1,923 mol
                     MR.C₁₄H₉Cl₅      354,5     
      Jadi banyaknya atom H = 1,923 x (6,023 x 10²³)

                                = 11,582 x 10²³ atom = 1,15 x 10²⁴ atom

4.  Perhitungan Persen Susunan Suatu Rumus Kimiawi
     Mencari persentase masing-masing unsur dalam DDT (C₁₄H₉Cl₅) :
     •         Memulai dengan perbandingan mol
     •         Merubahnya menjadi perbandingan masa 
            Kalikan dengan 100%
              ￬
            Diperoleh : % C, % H, dan % Cl

5. Analisis Pengabuan
    Pendahuluan
    Cara menemukan persen susunan suatu senyawa melalui percobaan dilakukan dengan analisis pengabuan.
    Prinsip :
    bahwa pembakaran senyawa organik akan menghasilkan  CO₂ dan H₂O 
    C_xH_yO_z + O₂   ➝    CO₂ + H₂O

    Contoh : Pembakaran 0,2 gram contoh senyawa yang mengandung C,H dan O, yaitu vitamin C menghasilkan 0,2998 gram CO₂ dan 0,0819 gram H₂O. Bagaimana rumus empiris vitamin C. Tentukan % susunan unsur –unsur vitamin C.

     Langkah :
     •  Cari mol C dari gram CO2 yang diketahui, C dalam CO2 hanya 1 atom. Cari gram C dari mol C yang diperoleh.
     •   Cari mol H dari gram H2O yang diketahui, H dalam H2O ada 2 atom, sehingga harus dikalikan 2. Cari gram H dari mol H yang diperoleh. 
     •         Cari gram O, dengan cara : gram sampel – gram C – gram H. Dari gram O dicari mol O
     •         Susun mol-mol C, H dan O menjadi rumus empiris  

    - mol C =  gram CO2       0,2998     
                     ------------- =  ---------- =  0,006812 mol C
                     MR. CO2          44,01       
     
   - Gram C = mol C x MA.C = 0,006812 x 12.01 = 0,08181

   - mol H =  gram H2O  =  0,0819 
                     ------------- =  --------- = 0,00454 4495 ) x 2 = 0,00909
                     MR.H2O         18,02

   - Gram H = mol H x MA.H = 0,00909 x 1,01 = 0,00918

   - Gram O = gr sampel – gr C – gr H = 0,2 – 0,08181 – 0,00918 = 0,10901

   - mol O = gram O     0,10901  
                   ---------- = ---------- = 0,006812
                   MA.O            16
   
      Rumus sementara : C_0,006812 H_0,00909 O_0,006812
      
        C_0,006812  H _0,00909  O_{0,006812
       --------------   -------------   --------------}
       0,006812   0,006812   0,006812

      C H_1,33 O ) x 3 = C₃ H_3,99 O_{3   ➝}  C₃ H₄O₃

Persen Unsur - Unsur

% C =      gr C                           0,08181 

              ---------    x 100%   =  -----------  x 100%  = 40,90%

           gr sampel                           0,2

% H =    gr H                       0,00918  

           ----------   x 100% =  ---------- x 100% = 4,59%

         gr sampel                        0,2

% O = 100% -%C - %H = 100% - 40,9% - 4,59% = 54,51%