STOIKHIOMETRI DAN REAKSI ION

MODUL 6

STOIKHIOMETRI DAN REAKSI ION

Oleh : Ir. Nanang Ruhyat, MT.

Konsentrasi

Untuk bekerja secara kualitatif dengan solut dalam suatu larutan, harus diketahui konsentrasi dari solutnya. Banyak cara untuk menyatakan konsentrasi dan masing-masing mempunyai suatu keunggulan untuk penggunaan tertentu. Salah satu cara untuk menyatakan konsentrasi misalnya adalah persentase komposisi dan massa. Cara ini dahulu di­namakan persentase berat/berat (weight/weight percent) dan ditunjuk­kan dengan menulis simbol b/b atau %(w/w) dibelakang persentasenya. Contohnya: asam sulfas pekat terdiri dari 96% H2SO4 dari massa, yang ditulis H2SO4 96% b/b. Pemyataan konsentrasi dengan cara ini mem­berikan komposisi larutan dalam seratus bagian massa. Dengan lain perkataan memberi tahukan pada kita berapa gram solut terdapat dalam 100 g larutan

SOAL: Bagaimana cara membuat larutan NaCl 5,00% b/b dalam air’?

PENYELESAIAN: Satuan konsentrasi menyatakan bahwa harus ada 5,00 g NaCI dalam 100 g larutan. Untuk membuat larutan, kita tambahkan 95,0 g air pada 5,00 g NaCl. Karen berat jemis air mendekati 1,00 g/ml, dapat kita pakai 95,0 ml air, sehingga tak perlu susah-susah untuk menimbang airnya.

SOAL: Suatu sampel udara sebanyak 500 liter dengan B.J. 1,20 g/L ternyata mengandung 2,40 x 10^-3 g SO2 sebagai pencemar. Berapa konsentrasi SO2 dalam udara dinyatakan dalam persen massa dan ppm massa.

PENYELESAIAN: Untuk menghitung kuantitas dengan kedua cara di atas, diperlukan jumlah massa seluruh sampel, yang dapat dihitung dari volume dan berat jenisnya.

Massa dari udara = 500 liter x (1,2 g/1,0 L) = 600 gram air

Persentase massa dihitung sebagai berikut:

% massa = massa dari SO2 : massa dari udara

= ( 2,40 x 10^-3 g/600g) x 100 %

= 4 x 10^-4 %

Konsentrasi dalam ppm dihitung sebagai berikut:

massa ppm = (massa dari CO2/massa dari udara) x 10⁶

= 4 ppm

Perhatikan bahwa konsentrasi S02 yang dinyatakan dalam persen sangatlah kecil yang menyebabkan harga ini sukar dibayangkan dan dibanJingkan de­ngan harga-harga lain. Tetapi konsentrasi yang sama yang dinyatakan dalam ppm, angkanya lebih mudah dimengerti sebab inilah mengapa untuk konsen­trasi kecil digunakan satuan ppm atau ppb (part per billion).

Salah satu cara yang sangat berguna dalam menyatakan konsentrasi adalah dalam mol per liter atau molaritas. Hal ini telah dibicarakan secara panjang lebar dalam Bagian 3.5 dan bila perlu harap dibaca lagi untuk menyegarkan ingatan. Molaritas sangat sesuai untuk mengolah stoikiometri dari suatu reaksi dalam larutan clan beberapa bentuk telah dibicarakan dalam Bab 3.

Bila kita bekerja dengan senyawa ion dan reaksinya dalam larutan, salah satu macam perhitungan yang harus dapat dikerjakan secara rutin ialah menentukan molaritas dari ion tertentu dalam suatu larutan elek­trolit kuat. Misalnya, diberikan suatu larutan dengan label "CaCl, 1,00 M. Ditanyakan: berapa konsentrasi ion Ca^l+ dan ion Cl- dalam larutan tersebut? Untuk menjawab pertanyaan ini kita harus sadar bahwa kon­sentrasi yang diberikan adalah dalam jumlah mol dan garamnya per liter larutan dan juga harus diingat bahwa garam yang semacam ini akan terdisosiasi sempuma dalam air. Dalam hal ini ada 1,00 mol _CaC12 per liter dan CaCl, dalam larutan akan terdisosiasi sebagai berikut:

Satu mol CaC1₂ terdisosiasi memberikan satu mol Ca^t* dan 2 mol Cl-, ^s,ehingga ada satu mol Ca’ per liter dan dua mol Cl- per liter. Matra ,in tuk larutan ini dapat juga diberi label "1,00 M Ca 2+ " dan "2,00 MCI-

SOAL. _Berapa konsentrasi dari ion-ion aluminium dan ion sulfat dari larutan

PENYELESAIAN: Tiap satuan formula Al,(SO,), akan terdisosiasi menjadi j_a ion Al- dan uga ion SO, ²-. Sehingga jumlah mol ion Al’ dua kali jumlah

mo^; ALA SO,),. serupa pula ion SO,’- tiga kali dari jumlah mol _All(SO4)3 yang .Ibenkan. Berarti.

Konsent- ^,asi Al’-= 2 x (0,240 M) = 0,480 M Konsentrasi SO, -- = 3 x (0,240 M) = 0,720 M

Stoikhiometri

menpeiahui cara menghitung konsentrasi dari ion-ion dalam larutan ~f ri^gan mudah dapat dipakai hasil akhir persamaan ion untuk membuat a’-scaj stoikhomem. Diberikan pada Contoh 5.14.

CONTOH 5.14. PEMAKAIAN HASIL AKHIR PERSAMAAN ION UNTUK MEMBUAT SOAL-SOAL STOIKHIOMETRI

SOAL: Misalkan hasil akhir persamaan ion untuk reaksi ion klorida dengan ion permanganat dalam suasana asam

2MnO, -(aq) + 10 Cl -(aq) + 16H’(aq) -+ 2Mn"(aq) + 5 Cl,(g) + 8H2O

Berapa mL larutan CaC1₂ 0,350 M diperlukan agar terbentuk gas C12 sebanyak 1,25 g?

PENYELESAIAN: Mula-mula kita hitung terlebih dahulu mole dari gas ^C1 2^. Dari label massa atom diketahui massa rumus (BM) dari C12 = 70,9