laporan praktikum stoikiometri

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam bahasa kimia, tiap zat murni yang diketahui, baik unsure maupun

senyawa, mempunyai nama dan rumus uniknya sendiri. Cara tersingkat untuk

memerikan 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 itu tidaklah sekedar pernyataan kualitatif yang menguraikan zat – zat

yang terlibat.

Proses membuat perhitungan yang didasarkan pada rumus – rumus dan

persamaan – persamaan berimbang dirujuk sebagai stoikiometri ( dari kata

Yunani : stoicheion, unsure dan metria, ilmu pengukuran). Sebagai tahap pertama

dalam perhitungan stoikiometri, akan dijelaskan sedikit penulisan rumus untuk zat

– zat. Rumus suatu zat menyatakan jenis dan banyaknya atom yang bersenyawa

secara kimia dalam suatu satuan zat. Terdapat beberapa jenis rumus, diantaranya

ialah rumus molekul dan rumus empiris. Suatu rumus molekul menyatakan

banyaknya atom yang sebenarnya dalam suatu molekul atau satuan terkecil suatu

senyawa. Suatu rumus empiris menyatakan angka banding bilangan bulat terkecil

dari atom – atom dalam suatu senyawa.

Persamaan kimia terdiri dari tiga hal, yaitu pereaksi, anak panah, dan hasil

reaksi. Pereaksi adalah zat mula – mula yang terdapat sebelum reaksi terjadi.

Hasil reaksi adalah zat apa saja yang dihasilkan selama reaksi kimia berlangsung.

Suatu reaksi kimia berimbang menunjukkan rumus pereaksi kemudian anak panah

dan hasil reaksi dengan jumlah atom dikiri dan dikanan anak panah sama.

Dalam percobaan kali ini akan dilakukan pengukuran volume dan suhu dari

masing – masing larutan NaOH, H2SO4, dan HNO3. Dan juga akan mengukur suhu

62

campuran NaOH – HNO3 , dan NaOH – H2SO4. Percobaan ini dilakukan untuk

mengetahui perbedaan suhu larutan sebelum dan sesudah dicampurkan. Sehingga

dapat diketahui letak titik maksimumnya. Selain itu, melalui percobaan ini dapat

juga diketahui apakah dalam proses pencampuran tersebut terjadi reaksi endoterm

atau eksoterm.

1.2 Tujuan

Mengetahui perbedaan reaksi stoikiometri dan non-stoikiometri

Mengetahui pengertian dari reaksi endoterm dan eksoterm

Mengetahui pengertian dari pereaksi pembatas

63

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Kata stoikiometri berasal dari bahasa Yunani stoicheion, artinya unsur. Dari

literatur, stoikiometri artinya mengukur unsure – unsure. Istilah ini umumnya

digunakan lebih luas, yaitu meliputi bermacam pengukuran yang lebih luas dan

meliputi perhitungan yang didasarkan pada rumus – rumus dan persamaan –

persamaan berimbang dirujuk sebagai stoikiometri.

PERSAMAAN KIMIA

Suatu pereaksi ialah zat apa saja yang mula – mula terdapat dan kemudian

diubah selama suatu reaksi kimia. Suatu hasil reaksi ialah zat apa saja yang

dihasilkan selama reaksi kimia. Suatu persamaan kimia ( atau persamaan kimia

berimbang ) menunjukkan rumus pereaksi, kemudian suatu anak panah, dan lalu

rumus hasil reaksi, dengan banyaknya atom tiap unsure dikiri dan dikanan anak

panah sama, misalnya persamaan berimbang untuk reaksi antara hydrogen dan

oksigen yang menghasilkan air ditulis sebagai

2H2O + O2 2H2O

Rumus H2 menyatakan bahwa sebuah molekul hydrogen tersusun dari dua atom itu

adalah molekul diatom, sama seperti molekul oksigen (O2). Molekul air (H2O)

merupakan molekul triatom karena terdiri dari tiga atom, dua hydrogen dan satu

oksigen. Persamaan itu menyatakan bahwa dua molekul hydrogen bereaksi

dengan satu molekul oksigen, menghasilkan dua molekul air.

HUKUM-HUKUM DASAR ILMU KIMIA

Hukum Kekekalan Massa

64

Hukum kekekalan massa dikemukakan oleh Antonio Laurent Lavoisier

(1785) yang berbunyi : massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama.

Hukum Perbandingan Tetap

Setelah munculnya hokum kekekalan massa, maka sekitar tahun 1800

Joseph Louis Proust melakukan penelitian tentang hubungan massa unsur -

unsur yang membentuk senyawa. Hasil penelitiannya menunjukkan

perbandingan massa unsure – unsure yang membentuk suatu senyawa tetap.

Kemudian lahir hokum proust atau hokum perbandingan tetap yang berbunyi :

setiap senyawa terbentuk dari unsure – unsure dengan perbandingan tetap.

Contoh,

H2 (g) + ½ O2 (g) H2O (l)

1 gr 8 gr 9 gr

2 gr 16 gr 18 gr

Hukum Perbandingan Ganda

John Dalton (1804) adalah orang yang pertama kali meneliti kasus adanya

perbandingan tertentu suatu unsure – unsure yang dapat membentuk senyawa

lebih dari satu, yang dikenal dengan nama hokum perbandingan tetap. Hokum

perbandingan ganda berbunyi : bila dua macam unsure yang sama banyaknya,

massa unsure berikutnya dalam senyawa – senyawa itu akan berbanding

sebagai bilanagan bulat positif dan sederhana.

Hukum Perbandingan Volume

Hubungan antara volume dari gas – gas dalam reaksi kimia telah diselidiki

oleh Joseph Louis Gay – Lussac dalam tahun 1905. hasil penelitian ini lahir

hokum perbandingan tetap yang berbunyi : volume gas – gas yang bereaksi,

volume gas – gas hasil reaksi, bila diukur pada suhu dan tekanan yang tetap

akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Contoh,

H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g)

1L 1L 2L

65

Hukum Avogadro

Pada tahun 1911 Amedeo Avogadro mengemukakan : pada suhu dan

tekanan yang tetap, semua gas yang volumenya sama akan mengandung

molekul yang sama cacahnya. Contoh,

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)

1 V 1V 2V

1 n mol 1 n mol 2n mol

2 molekul 1molekul 2molekul

PENULISAN RUMUS KIMIA

Rumus suatu zat menyatakan jenis dan banyaknya atom yang bersenyawa

secara kimia dalam suatu satuan zat. Ada beberapa jenis rumus, antara lain :

Rumus unsur. Unsure kebanyakan ditulis berupa lambangnya saja. Misalnya,

Natrium,Na,besi,Fe,perak,Ag, dan timah, Sn. Namun terdapat tujuh unsure

yang lazim dikenal, yang hamper selalu berupa molekul diatom, yakni hydrogen,

nitrogen, oksigen, fluor, klor, brom, dan iod ; rumus mereka adalah H2, N2, O2, F2,

Cl2, Br2, I2. Disamping itu oksigen mempunyai suatu bentuk triatom yang khusus,

O3, ozon, ada unsure – unsure selain yang tujuh tersebut diatas, yang juga

berbentuk molekul dengan dua atom atau lebih yang disebut molekul poliatom,

misalnya molekul S8 dari belerang dan molekul P4 dari fosforus.

Rumus empiris, menyatakan perbandingan bilangan bulat terkecil dari atom –

atom yang membentuk suatu senyawa, misalnya H2O2 mempunyai rumus

empiris HO.

Rumus molekul, menyatakan banyaknya atom yang sebenarnya yang terdapat

dalam molekul atau satuan terkecil dari suatu senyawaan.

Terdapat tiga kemungkinan hubungan yang perlu dipertimbangkan :

Rumus empiris dan rumus molekul dapat identik, seperti CCl4.

66

Rumus molekul dapat merupakan penggandaan dari rumus empiris. ( rumus

molekul H2O2 , adalah dua kali dari rumus empiris HO ).

Suatu senyawa dalam keadaan padat dapat memiliki rumus empiris ( seperti

NaCl, MgCl2, atau NaNO3 ) dan tidak memiliki rumus molekul.

MENULIS PERSAMAAN BERIMBANG

Untuk menulis suatu persamaan berimbang dapat diikuti suatu proses tiga

tahap : 1) tulislah nama pereaksi, kemudian suatu anak panah dan kemudian nama

– nama hasil reaksi ; 2) tulis ulang pernyataan ini dengan menggunakan rumus

untuk tiap zat ; dan 3) berimbangkan persamaan dengan memilih koefisien

bilangan bulat yang sesuai untuk tiap rumus. Proses tiga tahap ini dapat

dipaparkan dengan menggunakan pembakaran metana, suatu penyusun gas

alam :

Tahap 1

Metana + Oksigen karbon dioksida + air

Tahap 2

CH4 + O2 CO2 + H2O

Tahap 3

a) CH4 + O2 CO2 + H2O

b) CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ( persamaan berimbang )

BOBOT ATOM

Atom begitu kecil sehingga sukar dibandingkan dengan benda apa saja yang

kita kenal. Bobot sebuah atom hydrogen 1,67 . 10-24 gram, bobot atom karbon 1,99

. 10-23 gram dan bobot atom oksigen 2,66 . 10-23 gram. Untuk memudahkan

penulisan digunakan satuan massa atom, sma. Dengan menggunakan sma atom

hydrogen, karbon, dan oksigen masing – masing adalah 1,0079 sma ; 12,011

sma ; 15,999 sma. Satu sma setara dengan sekitar 1,661 . 10-24 gram atau 1 gram

= 6,022 . 1023 sma.

67

BOBOT MOLEKUL

Adalah jumlah bobot atom – atom yang ditunjukkan dalam rumus molekulnya.

MOL

Metode eksperimen modern membuktikan bahwa banyaknya atom karbon

dalam 12,01 gram adalah 6,022 . 1023 (bilangan Avogadro). Begitupula bobot dari

6,022 . 1023 atom oksigen , molekul CO dan CO2 masing – masing 16,00 gram :

28,01 gram ; 44,01 gram. Jadi,

1 mol zat = gram / BM = 6,022 . 1023 partikel

PEREAKSI PEMBATAS DAN BERLEBIHAN

Perhitungan banyaknya pereaksi yang diperlukan atau hasil – hasil yang

diperoleh dilakukan berdasarkan angka banding stoikiometri yang ditunjukkan

dalam persamaan – persamaan berimbang. Hampi selalu terdapat pereaksi yang

kurang banyak ketimbang yang dibutuhkan agar semua pereaksi bersenyawa.

Pereaksi pembatas ialah zat yang bereaksi habis dan karena itu membatasi

kemungkinan diperpanjangnya reaksi itu. Pereaksi atau pereaksi lain dikatakan

berlebihan, karena tertinggal sejumlah yang tak bereaksi.

CARA MENYATAKAN KONSENTRASI

o Bobot ekivalen

Adalah bobot dalam satuan gram suatu zat atau senyawa atau unsure yang

diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan 1 mol proton (H+), sedang

pada reaksi redoks yang dimaksud dengan bobot ekivalen adalah bobot dalam

satuan gram suatu zat atau unsure atau senyawa yang diperlukan untuk

memberikan atau menerima satu mol electron. Hubungan antara bobot molekul

dengan bobot ekivalen dinyatakan dengan persamaan,

BE = BM / n atau EW = MW / n ; dimana

68

BE : bobot ekivalen

EW : ekuivalent weight

BM : bobot molekul

MW : molecular weight

n : cacah mol proton (H+) atau cacah mol electron

o Persentase (%)

o Molaritas

Adalah cacah mol zat terlarut setiap tertentu ( 1 liter ) larutan.

Molalitas (m)

Adalah cacah mol terlarut setiap kilogram pelarut.

o Normalitas (N)

Adalah cacah larutan yang mengandung ekivalen terlarut setiap volume larutan.

o Fraksi Mol

Adalah perbandingan antara cacah mol suatu komponen dengan cacah mol

semua pembentuk larutan, dengan demikian fraksi mol ini selalu dituliskan

dengan indeks komponennya.

69

o Bagian perjuta (part per million = ppm )

Didefinisikan sebagai cacah terlarut dalam satu juta cacah larutan atau bagian

suatu komponen dalam satu juta bagian campuran.

BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan bahan

3.1.1 Alat - alat

Gelas kimia 10 0ml

Thermometer

Gelas ukur 25 ml

Pipet volume

3.1.2 Bahan – bahan

Larutan NaOH 2M

Larutan H2SO4 2M

70

Larutan HNO3 2M

3.2 Prosedur Percobaan

3.2.1 Stoikiometri larutan NaOH 2M

Diukur suhu NaOH dan dicatat suhunya.

Di ambil 6ml larutan HNO3 2M.

Diukur suhu HNO3 dan dicatat suhunya.

Di campur larutan NaOH dan larutan HNO3.

Diukur suhu campuran dan dicatat suhunya.

Diambil 4ml larutan NaOH 2M

Diukur suhu NaOH dan dicatat suhunya

Diambil 4ml larutan HNO3 2M

Diukur suhu HNO3 dan dicatat suhunya

Dicampur larutan NaOH dan larutan HNO3

Diukur suhu campuran dan dicatat suhunya



Diambil 2ml larutan HNO3 2M

Diukur suhu HNO3 dan dicatat suhunya

Dicampur larutan NaOH dan larutan HNO3


3.2.2 Stoikiometri sistem NaOH – H2SO4



Diambil 6ml larutan H2SO4 2M

71

Diukur suhu H2SO4 dan dicatat suhunya

Dicampur larutan NaOH dan H2SO4


Di ambil 4ml larutan NaOH 2M












72

BAB 4

HASIL DAN PENGAMATAN

4.1 Hasil Pengamatan

Stoikiometri sistem NaOH – HNO3

Volume

NaOH

Volume

HNO3

Suhu NaOH Suhu HNO3

Suhu

campuran

2ml 6ml 30oC 31oC 35oC



Stoikiometri sistem NaOH – H2SO4

73

Volume

NaOH

Volume

H2SO4

Suhu NaOHSuhu

H2SO4

Suhu

campuran

2ml 6ml 30o C 29o C 31o C



4.2 Reaksi dan perhitungan

4.2.1 Reaksi

NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O

2NaOH + H2SO Na2SO4 + 2H2O

4.2.2 Perhitungan

4.2.2.1 2ml NaOH 2M dan 6 ml HNO3 2M


Mula 0,004 mol 0,012 mol

Bereaksi 0,004 mol 0,004 mol 0,004 mol 0,004 mol

Sisa - 0,008 mol 0,004 mol 0,004 mol

Massa HNO3 = Mr x mol

= 63 x 0,008

= 0,504 gram

Massa H2O = Mr x mol

= 18 x 0,004

= 0,072 gram

Massa NaNO3 = Mr x mol

= 85 x 0,004

= 0,34 gram

4.2.2.2 untuk 4ml NaOH 2M dan 4ml HNO3 2M

74




Sisa - - 0,008 mol 0,008 mol


= 85 x 0,008

= 0,68 gram


= 18 x 0,008

= 0,144 gram

4.2.2.3 untuk 6ml NaOH 2M dan 2ml HNO3 2M




Sisa 0,008 mol - 0,004 mol 0,004 mol

Massa NaOH = Mr x mol

= 40 x 0,008

= 0,32 gram


= 85 x 0,004

= 0,34 gram


= 18 x 0,004

= 0,072 gram

75

4.2.2.4 untuk 2ml NaOH 2M dan 6ml H2SO4 2M

2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O



Sisa - 0,01 mol 0,002 mol 0,004 mol

Massa H2SO4 = Mr x mol

= 9,8 x 0,01

= 0,98 gram

Massa Na2SO4 = Mr x mol

= 142 x 0,002

= 0,284 gram


= 18 x 0,004

= 0,072 gram

4.2.2.5 untuk 4ml NaOH dan 4 ml H2SO4 2M

2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O



Sisa - 0,004 mol 0,004 mol 0,004 mol

Massa H2SO4 = Mr x mol

= 98 x 0,004

= 0,392 gram


= 142 x 0,004

= 0,568 gram


76

= 18 x 0,008

= 0,144 gram

4.2.2.6 untuk 6ml NaOH 2M dan 2ml H2SO4 2M

2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O



Sisa 0,004 mol - 0,004 mol 0,008 mol

Massa NaOH = Mr x mol

= 40 x 0,004

= 0,16 gram


= 142 x 0,004

= 0,568 gram


= 18 x 0,008

= 0,144 gram

4.3 Pembahasan

Reaksi stoikiometri adalah suatu reaksi kimia dimana pereaksi dalam reaksi

tersebut habis bereaksi, sehingga tidak ada mol sisa dalam pereaksi atau tidak ada

reaksi pembatas.

Contoh : 4ml HCl 2M direaksikan dengan 8ml KOH 1M

Jawab : HCl + KOH KCl + H2O



Sisa - - 0,008 mol 0,008 mol

77

Jadi, dalam reaksi diatas semua pereaksinya habis bereaksi sehingga tidak ada

pereaksi pembatasnya. Sedangkan reaksi nonstoikiometri adalah suatu reaksi

dimana pereaksinya tidak habis bereaksi atau pereaksi masih ada mol sisanya,

sehingga ada pereaksi pembatasnya.

Contoh : 25 ml NaOH 2M direaksikan dengan 50ml HNO3 3M

Jawab : NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O



Sisa - 0,1 mol 0,05 mol 0,05 mol

Dari perhitungan diatas dapat diketahui bahwa NaOH adalah pereaksi

pembatasnya, karena NaOH habis bereaksi. Pereaksi pembatas adalah zat yang

habis bereaksi dank arena itu membatasi kemungkinan diperpanjangnya reaksi itu.

Metode variasi kontinyu yaitu dilakukan serangkaian pengamatan yang kuantitas

molar totalnya sama tetapi masing – masing molar pereaksinya berubah – ubah

(bervariasi). Salah satu sifat fisik tertentu dipilih untuk diperiksa, seperti misalnya

massa, volume, suhu, dan daya serap.

Reaksi eksoterm adalah reaksi pembebasan panas dari sistem ke

lingkungan sehingga suhu lingkungan bertambah dan terjadi pada tekanan tetap.

Hal ini menunjukkan bahwa entalpi dari hasil reaksi lebih rendah daripada entalpi

pereaksi – pereaksi (kalor mengalir dari sistem ke lingkungan yang mengakibatkan

entalpi sistem jadi berkurang). Contohnya pada percobaan tersebut adalah reaksi

antara NaOH dan H2SO4. Hal itu dibuktikan dengan suhu setelah terjadi reaksi

akan lebih tinggi daripada suhu sebelum reaksi ( T > 0). Sedangkan reaksi

endoterm merupakan reaksi penyerapan panas dari lingkungan sehingga suhu

lingkungan berkurang atau dengan kata lain kalor mengalir dari lingkungan

kedalam sistem yang mengakibatkan entalpi sistem berubah (bertambah). Untuk

reaksi endoterm, karena kalor mengalir dari lingkungan ke sistem, maka suhu

setelah terjadi reaksi akan lebih rendah daripada suhu sebelum reaksi ( T < 0 ).

Pada percobaan tersebut tidak terdapat contoh reaksi endoterm karena suhu pada

78

setiap percobaan tersebut setelah terjadi reaksi lebih tinggi daripada suhu sebelum

reaksi.

Pada percobaan pertama, volume NaOH 2M sebanyak 2ml ketika diukur

suhunya 30oC, volume H2SO4 2M sebanyak 6ml memiliki suhu 31oC, sedangkan

suhu campuran kedua larutan tersebut adalah 35oC. Pada percobaan kedua,

volume NaOH 2M sebanyak 4ml ketika diukur suhunya 28oC, volume H2SO4 2M

sebanyak 4ml memiliki suhu 31oC, sedangkan suhu campuran kedua larutan

tersebut adalah 32oC. Pada percobaan ketiga, volume NaOH 2M sebanyak 6 ml

ketika diukur suhunya 30oC, volume H2SO4 2M sebanyak 2 ml memiliki suhu

31oC,sedangkan suhu campuran kedua larutan tersebut adalah 35oC. pada

percobaan keempat, volume NaOH 2M sebanyak 2 ml ketika diukur suhunya 30oC,

volume H2SO4 2M sebanyak 6 ml memiliki suhu 29oC, sedangkan suhu campuran

kedua laru8tan tersebut adalah 31oC. pada percobaan kelima, volume NaOH 2M

sebanyak 4 ml ketika diukur suhunya 30oC , volume H2SO4 2M sebanyak 4ml

memiliki suhu 29oC, sedangkan suhu campuran kedua larutan tersebut adalah

34oC. pada percobaan keenam, volume NaOH 2M sebanyak 6 ml ketika diukur

suhunya 30oC, volume H2SO4 2M sebanyak 2ml memiliki suhu 29oC, sedangkan

suhu campuran kedua campuran tersebut adalah 32oC.

Titik maksimum adalah titik tertinggi dari suhu campuran yang terdapat

dalam campuran NaOH – H2SO4 dan campuran NaOH – HNO3. dalam percobaan

NaOH – H2SO4, titik maksimumnya adalah 35oC yang terdapat dalam 2ml NaOH 2M

dan 6 ml H2SO4 2M, juga pada 6 ml NaOH 2M dengan 2 ml H2SO4 2M. dalam

percobaan NaOH – HNO3, titik maksimumnya adalah 34oC yaitu pada 4 ml NaOH

2M dengan 4ml HNO3 2M.

79

30.5

31

31.5

32

32.5

33

33.5

34

34.5

35

35.5

2+6 4+4 6+2

Series1

BAB 5

PENUTUP

80

29.5

30

30.5

31

31.5

32

32.5

33

33.5

34

34.5

2+6 4+4 6+2

Series1

5.1 Kesimpulan

o Reaksi nonstoikiometri adalah reaksi yang memiliki pereaksi

pembatas, sedangkan reaksi stoikiometri adalah reaksi yang tidak memiliki

pereaksi pembatas.

o Reaksi endoterm adalah reaksi reaksi penyerapan panas dari

lingkungan sehingga suhu lingkungan berubah (berkurang) atau dengan

kata lain kalor mengalir dari lingkungan kedalam system yang menyebabkan

entalpi system bertambah. Sedangkan reaksi eksoterm adalah reaksi

pembebasan panas dari system ke lingkungan sehingga suhu lingkungan

bertambah dan terjadi pada tekanan tetap.

o Pereaksi pembatas adalah salah satu pereaksi yang habis bereaksi

dank arena itu membatasi kemungkinan diperpanjangnya reaksi itu.

5.2 Saran

o Disarankan pada percobaan selanjutnya bisa digunakan temperature dalam

satuan kelvin atau Fahrenheit.

o Disarankan pada percobaan selanjutnya bisa mencampurkan larutan asam

atau basa lemah dengan garamnya. Contoh, CH3COOH dan CH3COONa

DAFTAR PUSTAKA

81

Keenan,kleinfelter,Wood A. 1999. Kimia Untuk Universitas. Edisi VI. Jilid1.

Jakarta:Erlangga

Petruci,Ralph. 1987. Kimia Dasar.edisi keempat. Jilid1. Erlangga:Jakarta

Brady,James. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Edisi kelima. Jilid satu.

Binarupa Aksara:Jakarta

Samarinda, 29 Oktober 2008

Mengetahui,

Asisten, Praktikan,

Rosaliah Tuti Widayanti

06.55076.02232.08 0809045050

82

laporan praktikum stoikiometri

Documents