BAB 2.

PERSAMAAN KIMIA DAN HASIL REAKSI

1. RUMUS KIMIA

2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG

BALANS

3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI

KIMIA

4. REAKTAN PEMBATAS

5. HASIL PERSENTASE

PERSAMAAN KIMIA

Reaktan (Pereaksi) Produk (Hasil Reaksi)

1. RUMUS KIMIA

• RUMUS EMPIRIS (RE) :

Rumus yang paling sederhana dicerminkan

oleh jumlah atom untuk setiap jenis atom

dalam suatu senyawa

• RUMUS MOLEKUL (RM) :

Jumlah atom setiap unsur didalam molekul

Misal rumus empiris glukosa (CH2O)n

nisbah C : H : O = 1 : 2 : 1

Bila diketahui Mr = 180, maka n = 6

rumus molekul glukosa = C6H12O6

Bagaimana dengan CoCl2 ?

• Padatan kobalt(II) klorida

• Rumus empiris CoCl2

gaya tarik yang kuat :

antar molekul dan antar atom kobalt

dan atom klorin

kedua gaya sulit dibedakan

ikatan ionik

• Merupakan molekul raksasa (kristal)

• Jadi CoCl2 sebagai unit rumus bukan sebagai molekul CoCl2

Contoh 2.1

Pada pembakaran 30 g senyawa organik dihasilkan 44 g

CO2 (Mr = 44) dan 18 g H2O (Mr = 18). Tentukan

rumus empiris senyawa organik tersebut

.

Penyelesaian

44 g CO2 = 1 mol CO2 = 1 mol C = 12 g C

18 g H2O = 1 mol H2O =2 mol H = 2 g H

Bobot O = 30 g – (12 g + 2 g) = 16 g O = 1 mol O

Nisbah C : H : O = 1 : 2 : 1

Rumus empiris = (CH2O)n

RUMUS KIMIA DAN PERSENTASE KOMPOSISI

ETILENA

Rumus Empiris : (CH2)n

Rumus Molekul : C2H4

Massa C = 12,011 g

Massa H = 2,0159 g

Jumlah 14,027 g

PERSENTASE MASSA

KARBON = x 100% = 85, 628% C

HIDROGEN = x 100% = 14, 372% C

12,001

14,027

2,0159

14,027

Contoh 2.2

Suatu senyawa mengandung 40 % C, 6,67 % H, dan

53,3 % O. Tentukan rumus molekulnya jika Mr =180.

Penyelesaian

Rumus empiris = C : H : O = 40/12 : 6,67/1 : 53,3/16

= 3,33 : 6,67 : 3,33 = 1 : 2 : 1 =(CH2O)n

Rumus molekul = (CH2O)n = Mr

30 n = 180

n = 6

(CH2O)n = C6H12O6

2. MENULISKAN PERSAMAAN KIMIA YANG

BALANS

_Al + _HCl → _AlCl3 + _H2

REAKTAN PRODUK

-Beri tanda untuk diisi dengan koefisien

setiap reaktan dan produk

- Beri koefisien 1 pada AlCl3kemudian koefisien 3 pada HCl dan 1 1/2 pada H2

Berdasarkan perjanjian koefisien 1 didepan AlCl3 dan

Al tidak perlu dituliskan.

CONTOH 2.3

Amonia merupakan bahan dasar utama dalam pembuatan

pupuk urea. Di industri, amonia dihasilkan melalui proses

Haber yang menggunakan gas nitrogen dan hidrogen

sebagai reaktan. Tuliskan persamaan kimia yang balans

untuk proses ini.

Penyelesaian

_N2 + H2 _NH3

Mulailah dengan koefisien 1 untuk NH3, sebab spesies paling

rumit, Jadi koefisien N2 = 1/2, koefisien H2 = 1 ½, kemudian

semua koefisien dikalikan dua

N2 + 3 H2 2 NH3

CONTOH 2.4

Proses Hargreaves ialah prosedur industri untuk membuat

Na2SO4 yang digunakan dalam pembuatan kertas. Bahan

awalnya ialah NaCl, SO2, H2O, dan O2. HCl dihasilkan sebagai

hasil sampingan. Tuliskan persamaan kimia yang balans

untuk proses ini.

Penyelesaian

_NaCl + _SO2 + H2O + _O2 _Na2SO4 + _HCl

Mulailah dengan koefisien 1 untuk Na2SO4, sebab spesies

paling rumit, Jadi koefisien NaCl = 2, koefisien SO2 = 1

2 NaCl + SO2 + _H2O + _O2 Na2SO4 + _HCl

Berikutnya koefisien HCl = 2 dan koefisien H2O = 1.

2 NaCl + SO2 + H2O + _O2 Na2SO4 + 2 HCl

Akhirnya, atom oksigen harus disetarakan. Ada 4 atom O di

kanan, tetapi di kiri hanya terdapat 2 atom O dari SO2 dan 1

atom O dari H2O; jadi, koefisien O2 = ½ :

2 NaCl + SO2 + H2O + ½O2 Na2SO4 + 2 HCl

Kalikan semua koefisien dengan 2 :

4 NaCl + 2 SO2 + 2 H2O + O2 2 Na2SO4 + 4 HCl

3. HUBUNGAN MASSA DALAM REAKSI KIMIA

Hubungan antara massa reaktan dan produknya disebut stoikiometri (Yunani: stoicheion = unsur + metron = ukuran)

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O

Artinya :

2 mol C4H10 + 13 mol O2→ 8 mol CO2 + 10 mol H2O

116,3 g C4H10 + 416,0g O2 → 352,1 g CO2 + 180,2 g H2O

Contoh 2.6

Kalsium hipoklorit, Ca(OCl)2, digunakan sebagai bahan

pemutih. Senyawa ini dihasilkan dari NaOH, Ca(OH)2, dan Cl2menurut persamaan

2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O

Berapa gram Cl2 dan NaOH yang bereaksi dengan 1067 g

Ca(OH)2, dan berapa gram Ca(OCl)2 yang dihasilkan?

Penyelesaian

Jumlah mol Ca(OH)2 yang dikonsumsi ialah

1067 g Ca(OH)2

------------------------ = 14,40 mol Ca (OH)2

74,09 g mol-1

2 NaOH + Ca(OH)2 + 2 Cl2 Ca(OCl)2 + 2 NaCl + 2 H2O

Jika 14,40 mol Ca(OH)2 bereaksi maka:

mol NaOH = 28,80 mol NaOH

mol Cl2 = 28,80 mol Cl2

mol Ca(OCl)2 = 14,40 mol Ca(OCl)2

Dari jumlah mol dan massa molar reaktan serta produknya,

massa yang dicari ialah :

massa NaOH = (28,80 mol)(40,00 g mol-1) =1152 g

massa Cl2 = (28,80 mol)(70,91 g mol-1) =2042 g

massa Ca(OCl)2 = (14,40 mol)(142,98 g mol-1) =2059 g

4. REAKTAN PEMBATAS

• Reaktan yang habis pertama kali ialah reaktan pembatas, reaktan lain dalam keadaan berlebih.

• Produk yang diperoleh berdasarkan pada reaktan pembatas

• Reaktan pembatas dapat dihitung secara stoikiometri dengan satuan jumlah reaktan (sjr) yang diperoleh dari jumlah mol dibagi koefisiennya.

• Reaktan yang mempunyai sjr terkecil merupakan reaktan pembatas.

Contoh 2.7

Sebanyak 1 mol KIO3 direaksikan dengan 4 mol KI dan 6 mol

HCl, reaksi : KIO3 + 5KI + 6HCl → 6 KCl + 3I2 + 3H2O

Apakah semua reaktan akan habis? Tentukan reaktan

pembatasnya dan berapa gram I2 akan terbentuk? (Ar I = 127)

Penyelesaian

nisbah mol tidak sama dengan nisbah koefisien, jadi reaktan

tidak habis semuanya

sjr KIO3 = 1 mol/1 = 1,

sjr KI = 4 mol/5 = 0,8

sjr HCl = 6 mol/6 = 1

Reaktan pembatas = KI (sjr KI paling kecil)

mol I2 = 3/5 x 4 mol = 2,4 mol

gram I2 = 2,4 mol x 254 g mol-1 = 609,6 g

Contoh 2.8

Sebanyak 10 g CaCO3 direaksikan dengan 1 liter HCl 2 M,

CaCO3 (p) + 2 HCl (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (aq) + CO2 (g)

Tentukan gram CO2 yang terbentuk (Ar Ca = 40, C= 12, O = 16, Cl =

35.5, H = 1)

Penyelesaian

mol CaCO3 = 10 g/100 g mol-1 = 0,1 mol

mol HCl = 2 M x 1 liter = 2 mol

sjr CaCO3 = 0,1

sjr HCl = 2 mol/2 = 1

Reaktan pembatas = CaCO3 (sjr CaCO3 < sjr HCl)

mol CO2 = 1/1 x 0,1 mol = 0,1 mol

gram CO2 = 0,1 mol x 44 g mol-1 = 4,4 g

Contoh 2.9

Sebanyak 500 ml HCl 2,5 M direaksikan dengan 2 liter Ba(OH)2

0,2 M. Tentukan massa BaCl2 yang terbentuk dan massa

reaktan yang tersisa.

Penyelesaian

mol HCl = 2,5 M x 0,5 liter = 1,25 mol

mol Ba(OH)2 = 0,2 M x 2 liter = 0,4 mol

Reaksi : 2HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2H2O

sjr HCl = 0,625 sjr Ba(OH)2 = 0,4

Reaktan pembatas = Ba(OH)2

mol BaCl2 = 0,4 mol

Reaktan tersisa = HCl

mol HCl tersisa = 1,25 mol – 0,8 mol = 0,45 mol

massa HCl tersisa = 0,45 mol x 36,5 g /mol = 16,425 g

5. HASIL PERSENTASE

Hasil persentase (% hasil) suatu reaksi adalah

nisbah jumlah produk sesungguhnya yang

diperoleh (eksperimental) atau hasil nyata

terhadap hasil teoritis dari persamaan reaksi dikali

seratus persen.

Hasil Nyata% Hasil = x 100%

Hasil Teoritis

Hasil nyata biasanya lebih kecil dari hasil teoritis.

Contoh 2.10

Jika 68,5 g karbon di dalam udara

a. Berapa hasil teoritis CO2 yang dihasilkan.

b. Jika CO2 hasil eksperimen menghasilkan 237 g CO2

berapakah % hasil

Penyelesaian

a. Reaksi: C(p) + O2 (g) CO2 (g)

mol C = 68,4 g/12 g mol-1 = 5,7 mol

mol CO2 = 5,7 mol

massa CO2 = 5,7 mol x 44 g mol-1 = 250,8 g

Hasil Nyatab. % hasil = x 100%

Hasil Teoritis

237 g CO2= x 100 % = 94,5 %250,8 g CO2

1. Suatu senyawa organik sebanyak 3,4501 g dibakar dengan O2

berlebih menghasilkan 10,1526 g CO2 dan 2,9546 g H2O.

Tentukan empirisnya!

2. Bau nenas yang harum itu disebabkan oleh senyawa organik

golongan ester. Ester ini adalah etil butirat yang mempunyai

susunan 2,585 mg C dan 0,430 mg H dalam 4,17 mg ester,

sisanya adalah oksigen. Tentukan rumus perbandingannya dan

rumus molekulnya bila diketahui bahwa bobot molekul etil butirat

terletak antara 100 dan 125.

3. Quinin merupakan suatu senyawa yang ditemukan dari kulit

tanaman tertentu. Senyawa ini merupakan obat yang efektif untuk

pengobatan malaria. Massa molar obat ini 162 g/mol.

Komposisinya tersusun dari 22,2 % C. 22,2 % H, 25,9 % N, dan

29,6 % O. Apakah rumus molekul quinin?

4. Setarakan persamaan reaksi berikut.

a) KOH + H3AsO4 K2HAsO4 + H2O

b) Si2H6 + H2O Si(OH)4 + H2

c) Al +NH4ClO4 Al2O3 + AlCl3 + NO + H2O

d) K2MnF6 + SbF5 KSbF6 + MnF3 + F2

e) K2MnO4 + CO2 + H2O KMnO4 + KHCO3 + MnO2

5. Fermentasi gula menghasilkan etanol dinyatakan dengan persamaan

reaksi: C6H12O6 (s) C2H5OH (l) + CO2 (g)

a. Setarakan persamaan reaksi tersebut

b. Berapa massa etanol dalam gram yang dihasilkan dari 90 gram

gula.

c. Berapa massa (g) gula yang diperlukan untuk menghasilkan

56 g CO2

d. Berapa massa (g) gula yang diperlukan untuk menhasilkan

4,50 x 1022 molekul etanol.

6. Besi cair dibuat dari bijih besi (Fe2O3) dengan tiga

langkah dalam tanur sembur sebagai berikut:

Fe2O3 (s) + CO (g) Fe3O4 (s) + CO2 (g)

Fe3O4 (s) + CO (g) FeO (s) + CO2 (g)

FeO (s) + CO (g)Fe (l) + CO2 (g)

Berapa massa (g) besi yang dihasilkan dari 125 gram

Fe2O3 ?

7. Gas nitrogen dapat dibuat dengan melewatkan amonia

di atas tembaga (II) oksida panas sesuai dengan

persamaan reaksi:

CuO (s) + NH3 (g) N2 (g) + Cu (s) + H2O (g)

Jika 17 gram NH3 dan 200 gram CuO dicampur:

a. Setarakan persamaan reaksi diatas

b. Tentukan jumlah mol NH3 dan CuO yang

direaksikan

c. Hitung satuan jumlah pereaksi (sjr) masing-masing

pereaksi.