Perhitungan Kimia

Hal paling menyenangkan saat belajar kimia adalah saat belajar tentang  stokiometri . Seperti bermain game. Nantangin kemampuan kita menalar, menganalisis dan menghitung. Pokoknya dijamin nggak bakalan jenuh belajar tentang topik ini. Stokiometri juga sering dikenal dengan nama perhitungan kimia. Intinya, dalam perhitungan kimia ini kita belajar untuk menghitung hubungan kuantitatif  dari zat-zat yang terlibat dalam suatu reaksi. Jadi dua hal penting yang harus kita kuasai dalam stokiometri  adalah menyetarakan persamaan reaksi dan konsep mol. 

OK, lebih asyik lagi kalau kita langsung lihat soalnya. Nih, berikut ini adalah contoh soal stokiometri :

Gas hidrogen dapat dibuat dari reaksi antara logam magnesium dengan larutan asam sulfat encer. Untuk membuat 44,8 liter gas hidrogen (0°C, 1 atm), berapa gram magnesium yang dibutuhkan ?
(Ar Mg = 24)  Soal diambil dari sini

Penyelesaiannya gimana nih?

Perhatikan permasalahan dalam soal diatas. Sekali lagi perhatikan kalimat pertama. Si pembuat soal bercerita kepada kita bahwa pembuatan gas hidrogen bisa dilakukan dengan mereaksikan logam Mg dengan asam sulfat encer. Gimana reaksinya?

Pasti seperti ini:

Mg(s)  +  H₂SO₄(aq)    ------->   MgSO₄ + H₂(g)

(Jangan lupa dicek dulu apakah reaksi sudah setara atau belum)

Dari persamaan reaksi di atas kita dapat menuliskan perbandingan koefisien dan perbandingan mol-nya. Seperti ini,

Mg(s)  +  H₂SO₄(aq)    ------->   MgSO₄ + H₂(g)

1           :     1                      :            1        :    1

1 mol   :    1 mol               :        1 mol     :  1 mol

Selanjutnya kita simak apa yang diketahui?     

Gas Hidrogen yang diharapkan : 44,8 l (Keadaan STP)

Dan, apa yang ditanyakan?

Berapa massa Magnesium yang dibutuhkan untuk menghasilkan gas Hidrogen sebanyak itu?

Karena yang diketahui adalah volum H₂ dalam keadaan STP dan yang kita ketahui adalah perbandingan mol, maka volume itu kita ubah dulu dalam mol.  (Untuk ini,  lihat kembali skema konsep mol)

Ok.......,    44,8 l gas H₂ (STP) =  44,8 l :  22,4 l/mol = 2 mol

Selanjutnya kita masukkan mol H₂ tersebut dalam perhitungan.

Mg(s)  +  H₂SO₄(aq)    ------->   MgSO₄ + H₂(g)

1           :     1                      :            1        :    1

1 mol   :    1 mol               :        1 mol     :  1 mol

 ? mol                                                            2 mol

Karena   mol Mg : mol H₂ = 1 : 1, maka untuk menghasilkan 2 mol H2 diperlukan 2 mol Mg.

Yesss,  2 mol Mg.

Tapi yang ditanyakan adalah massa Mg. Sehinggal 2 mol Mg harus diubah dalam satuan gram.
(lihat skema lagi!!!)

2 mol Mg = 2 x 24 = 48 gram Mg

Jadi  Magnesium yang dibutuhkan untuk membuat 44,8 L gas Hidrogen dalam keadaan standar adalah = 48 gram

Perlu diperhatikan, untuk reaksi homogen (semua zat yang terlibat dalam reaksi berwujud gas) perbandingan koefisien selain menjadi petunjuk sebagai perbandingan mol,  juga menjadi petunjuk sebagai perbandingan volume.

Perhatikan untuk reaksi berikut ini:

CH₄(g)   +   2 O₂(g)   ----->  CO₂(g)   +  2 H₂O(g)

Karena semua zat berwujud gas maka kita bisa menuliskan perbandingan koefisien, mol dan volumnya sebagai berikut:

 1           :     2               :            1        :     2

1 mol    :     2 mol       :            1mol  :     2 mol

1 L         :     2 L            :            1 L      :     2 L

Jadi kalau ada soal seperti ini:

Reaksi pembakaran butana ditunjukkan oleh reaksi berikut : 
   2 C₄H₁₀(g)  + 3 O₂(g)   ------>    8CO₂(g)   +  10  H₂O(g)

Berapakah volume uap air yang dihasilkan untuk pembakaran 14 liter gas butana? 
 

Kita dapat mengerjakannya sebagai berikut:

 2 C₄H₁₀(g)  + 3 O₂(g)   ------>    8CO₂(g)   +  10  H₂O(g)

             2         :      3           :               8            :         10

     2 mol        :      3 mol   :               8 mol    :         10 mol

         2 L         :      3 L        :               8 L         :         10 L

Berapa volume uap air  (H₂O) yang dihasilkan dari pembakaran 14 liter butane?

Lihat perbandingan volum.  Volum C₄H₁₀ : Volum H₂O    =  2  :   10

Jadi volume uang air yang dihasilkan dari pembakaran 14 L butane adalah : 70 L

Nah…. Nah sudah semakin jelas kan. Selamat bermain-main dengan stokiometri!