Bab I Pendahuluan
A. Lata Latarr Belak Belakan ang g
Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan perubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Air adalah senyawa yang penting bagi semua bentuk kehidupan. Air sering disebut sebagai pelarut universal, karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam dalam keseti kesetimba mbangan ngan dinami dinamiss antara antara fase fase cair cair dan padat padat di bawah bawah tekana tekanan n dan temperature standar. Berbagai reaksi kimia dalam larutan air antara lain adalah reaksi metatesis, dan reaksi redoks. Reak Reaksi si meta metate tesi siss adal adalah ah reak reaksi si pertu pertukar karan an ion ion dari dari dua buah buah elek elektr trol olit it pembentuk garam. Reaksi ini uga disebut sebagai reaksi perpindahan rangkap menyangkut suatu larutan dan pertukaran dari kation dan anionnya. Reaksi redoks !reduksi-oksidasi" adalah istilah yang menelaskan berubahnya bilangan oksidasi atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. k imia. Reaksi redoks dalam d alam larutan air sangat penting dalam penerapan lingkungan air alamia dan air buangan. Stoikiometri ! stoi-kee-ah-met-tree stoi-kee-ah-met-tree" merupakan bidang dalam ilmu kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik sebagai pereaksi sebagai pereaksi maupu maupun n seba sebagai gai hasil hasil reak reaksi si.. Stoi Stoiki kiom omet etri ri uga uga meny menyan angk gkut ut perbandingan atom antar #ymbol-unsur dalam suatu rumus kimia, misalnya perbandingan atom $ dan atom % dalam molekul $&%. 'rinsip stoikiometri dapat digunakan pada zat-zat berupa ion dan reaksi dalam larutan.
B. Tujua juan 1
Adapun tuuan dari penulisan makalah ini antara lain( ). *engetahui enis-enis reaksi kimia dalam larutan air &. *engetahui dan memahami enis-enis reaksi metatesis +. *engetahui dan memahami reaksi redoks dalam larutan air . *emahami penerapan prinsip stoikiometri pada reaksi kimia dalam larutan air
Bab II 2
Pembahasan A. Reaksi Metatesis
Reaksi metatesis adalah reaksi pertukaran ion dari dua buah elektrolit pembentuk garam. Reaksi ini uga disebut sebagai reaksi perpindahan rangkap menyangkut suatu larutan dan pertukaran dari kation dan anionnya. ontohnya adalah reaksi antara perak nitrat dan natrium klorida. ntuk ini, dapat kita tulis persamaan molekuler, ion, dan hasil akhir persamaan ionnya Persamaan molekuler Ag!/%"+!aq" 0 /al!aq" 1 Agl! s" 0 /a/%+!aq" Persamaan ion Ag0!aq" 0 /%+-!aq" 0 /a0!aq" 0 l-!aq" 1 Agl! s" 0 /a0!aq" 0 /%+-!aq" Hasil akhir persamaan ion Ag0!aq" 0 l-!aq" 1 Agl! s" 2erbentuk endapan Agl. 'embentukan endapan adalah salah satu dari tiga gaya pendukung dalam reaksi metatesis. $asil akhir persamaan ion uga didapat apabila salah satu hasil reaksi adalah suatu elektrolit lemah atau gas. Reaksi Pengendapan
'rinsipnya, apabila kita mengetahui kelarutan dari semua senyawa yang akan terbentuk antara kation-kation dan anion-anion, berdasarkan pembentukan endapan dapat diperkirakan teradi atau tidaknya reaksi kimia. *emperkirakan reaksi metatesis berdasarkan kelarutan zat tidak semudah yang diperkirakan. 3ni disebabkan tidak ada perbedaan yang elas antara senyawa yang larut dan tidak larut. *emang betul, zat semacam natrium klorida mudah larut dalam air dan zat seperti perak klorida tidak larut. /amun, antara kedua zat ini ada senyawa-senyawa seperti 'bl& dan Agl&$+%& yang kelarutannya berada di antaranya. %leh sebab itu, kedua zat tersebut dikatakan sebagai zat yang sebagian larut atau sedikit larut . 2erbentuk atau tidaknya endapan suatu garam apabila larutan-larutan reaktan dicampurkan tergantung dari konsentrasi-konsentrasi ion-ion yang membentuk garam tersebut. Apabila konsentrasi dari ion adalah 4,4) M atau lebih besar, maka garam yang hanya sedikit larut pun akan mengendap sehingga hasil reaksi akan kelihatan. 5adi, reaksi dapat kita perhatikan apabila konsentrasi dari larutan reaktann ya cukup tinggi. 3
Aturan Kelarutan Garam-garam yang larut ). Semua garam dari logam alkali larut &. Semua garam dari ion ammonium !/$0" larut +. Semua garam dari anion berikut ini larut( ion nitrat !/%+-", ion klorat !l% +-", ion perklorat !l%-", dan ion asetat !&$+%&-". Garam-garam yang umumnya larut dengan beberapa pengeualian
. Semua klorida, bromida, dan ionida larut kecuali dari Ag0, 'b&0, dan $g&&0. !'erhatikan bahwa air raksa dengan bilangan oksidasi 0) berada sebagai ion di atom $g&&0" 6. Semua sulfat !S%&-" larut kecuali dari a&0, Sr &0, Ba&0, dan 'b&0. Garam-garam yang umumnya tidak larut dengan beberapa pengeualian
7. Semua oksida logam tidak larut, kecuali oksida logam alkali a&0, Sr &0, dan Ba&0. 3ngat bahwa oksida loga, adalah anhidrida basa yang apabila bereaksi dengan air akan memberikan ion hidroksida. %&- 0 $&% 1 &%$%leh sebab itu, oksida logam yang larut apabila bereaksi dengan air, dalam larutan akan menghasilkan hidroksidanya. *isalnya, a%! s" 0 $&% 1 a&0!aq" 0 &%$-!aq" 8. Semua hidroksida tidak larut, kecuali hidroksida dari logam alkali, a&0, Sr &0, dan Ba&0. 9. Semua karbonat !%+&-", fosfat !'% +-", sulfide !S&-",dan sulfit !S%+&-" tidak larut, kecuali dari ion /$0 dan logam alkali !2entu saa kekecualian ini sudah diketahui karena telah diketahui bahwa semua garam ammonium dan garam logam alkali adalah larut".
•
Reaksi menghasilkan elektr!lit lemah
:alam tiap larutan elektrolit lemah, hanya sebagian kecil dari zat terlarutnya akan terdisosiasi !terionisasi". ;arutan tersebut lebih banyak berada dalam molekul daripada bentuk ion. *isalnya, dalam larutan asam asetat ) M hanya kira-kira 4,&< dari asam berbentuk sebagai ion $0 dan ion &$+%&-, berarti ==,69< berada dalam bentuk molekul $&$+%& dalam larutan. Seperti Anda ketahui, hal ini disebabkan oleh 4
kecenderungan molekul $&$+%& bereaksi dengan air, untuk membentuk ion sangat sedikit, padahal kecenderungan dari ion-ionnya untuk saling bereaksi membentuk molekul sangat kuat. Akibatnya, lau reaksi kebalikan berada dalam kesetimbangan $&$+%&!aq" > $0!aq" 0 &$+%&-!aq" hanya dapat setara apabila lebih banyak &$+%& yang berbentuk molekul. Apabila kita mencampur ion $0 dan ion &$+%&- dalam umlah yang banyak dalam suatu larutan, akan teradi keadaan yang tidak stabil. 2idak ada sama sekali molekul $&$+%& sehingga ion-ionnya akan bergabung membentuk molekul dengan lau yang lebih tinggi daripada terbentuknya ion-ion. %leh karena itu, dalam waktu singkat hampir semua ion akan hilang diganti oleh molekul asam. ?aya pendorong reaksi ini@penyebab teradinya reaksi@adalah penurunan umlah ion yang teradi apabila dua macam reaktan yang terdisosiasi sempurna !elektrolit kuat" akan membentuk hasil yang hanya terdisosiasi sebagian. Salah satu macam reaksi penting yang teradi dalam larutan ini yang membentuk suatu elektrolit lemah adalah reaksi netralisasi asam-basa. Reaksi ini seperti Anda ketahui melibatkan pembentukan air, suatu elektrolit yang sangat lemah. :alam larutan $l dan /a%$ yang dicampur, hasil persamaan ion untuk netralisasinya adalah $0!aq" 0 %$-!aq" 1 $&% Air merupakan elektrolit yang lemah sekali sehingga pembentukannya dapat menyebabkan oksida-oksida yang tidak larut menadi larut dalam asam dan asam lemah untuk bereaksi dengan basa. •
Reaksi yang menghasilkan gas
:alam beberapa hal, molekul zat yang terbentuk dalam suatu reaksi metatesis dapat berupa zat yang tidak larut dalam air, gas, atau zat yang mengurai dan akan menguap sebagai gas. *isalnya, apabila $l ditambahkan pada larutan /a&S, salah satu hasilnya adalah elektrolit lemah $&S. Akan tetapi, $&S adalah suatu gas yang kelarutannya dalam air kecil sehingga gas ini akan menguap keluar dari campuran reaksi. 'ersamaan reaksi molekulernya adalah &$l!aq" 0 /a&S!aq" 1 $&S! g " 0&/al!aq" $asil persamaan ionnya adalah &$0!aq" 0 S&-!aq" 1 $&S! g "
5
ontoh lain adalah reaksi antara $l dan /a&%+ yang akan menghasilkan elektrolit lemah $&%+. Asam karbonat pada konsentrasi tinggi tidak stabil dan mudah terurai menadi %& dan $&%. arbon dioksida tidak begitu larut dalam air, akan menguap sebagai gas. :aftar gas-gas yang dikeluarkan pada reaksi metatesis Gas %$&
Reaksi yang khas pada pembentukannya /a&%+ 0 &$l 1 $&%+ 0 &/al $&%+ 1 $&% 0 %&! g " Hasil akhir: %+&- 0 &$0 1 %&! g " 0 $&% /a&S%+ 0 &$l 1 $ &S%+ 0 &/al '$& $&S%+ 1 $&% 0 S%&! g " Hasil akhir: S%+&- 0 &$0 1 $&% 0 S%&! g " (") /$l 0 /a%$ 1 /$+! g " 0 $&% 0 /al Hasil akhir: /$0 0 %$- 1 /$+! g " 0 $&% "&' /a&S 0 &$l 1 $&S! g " 0 &/al Hasil akhir: S&- 0 &$0 1 $&S! g " /a/%& 0 $l 1 $/%& 0 /al ($ &$/%& 1 $&% 0 /%&! g " 0 /%! g " ($& Hasil akhir: &/%&- 0 &$0 1 $&% 0 /%&! g " 0 /%! g " :iantara gas-gas tersebut yang perlu diperhatikan adalah ammonia. elarutan ammonia dalam air sangatlah besar sehingga apabila yang terbentuk hanya sedikit, sangatlah sedikit sekali yang meninggalkan larutan. /amun, keberadaannya mudah sekali diketahui karena baunya yang menyengat akan tercium walaupun hanya sedikit yang menguap.
B. Reaksi Red!ks dalam Larutan •
Met!de i!n-elektr!n
*etode ion-elektron didasarkan pada prinsip pemisahan dan penyatuan. 'ersamaannya dibagi menadi dua bagian yang lebih sederhana yang dinamakan reaksi setengah dan diseimbangkan secara terpisah kemudian disatukan kembali untuk mendapatkan hasil akhir reaksi kesetimbangan ionnya. •
Reaksi yang menghasilkan i!n " # ata! $"-
6
'ada banyak reaksi redoks dalam larutan air, ion $ 0 atau ion %$- akan dipakai atau dihasilkan. Reaksi-reaksi ini melibatkan air sebagai Reaktan atau hasil reaksi. 3on-ion $0 dan %$- bukan saa berperan sebagai Reaktan atau hasil reaksi dalam berbagai reaksi, tetapi keberadaannya atau ketidakadaannya dapat mempengaruhi hasil reaksi yang teradi. Apabila kita mengerakan suatu reaksi redoks, kita harus mengetahui keasaman dan kebasaan larutannya. Apabila kita menggunakan metode ion-elektron untuk membuat setimbang persamaan, tidak perlu diketahui apakah ion $0 atau %$- berlaku sebagai Reaktan atau hasil reaksi, atau air akan dipakai atau dihasilkan oleh reaksi. Anda hanya perlu mengetahui apakah reaksi teradi dalam suasana asam atau basa. :ari hasil kesetimbangan persamaan akan diketahui ion-ion mana yang akan terlibat. •
Reaksi yang terjadi dalam larutan suasana asam
:alam larutan yang suasananya asam, dua macam zat utama adalah $&% dan $0. atzat ini dapat digunakan pada cara ion-elektron untuk menolong membuat setimbang atom-atom hydrogen dan oksigen pada reaksi setengah. 'endekatan umumnya sama seperti yang dilakukan pada saat membuat setimbang persamaan antara reaksi Sn&0, $g&0, dan l-. Reaksinya sangat berurutan dan dapat dipecah menadi beberapa langkah( Langkah-langkah pada met!de i!n-elektr!n untuk larutan dalam suasana asam *. Bagi kerangka persamaan dalam dua reaksi setengah. &. Setimbangkan atom-atom yang ada, selain oksigen dan hydrogen. ). Setimbangkan oksigen dalam reaksi setengah ini dengan menambahkan molekul air pada sisi yang memerlukan atom oksigen. 2ambahkan satu molekul $&% tiap satu oksigen yang diperlukan. +. Setimbangkan atom hydrogen pada tiap reaksi setengah dengan menambahkan ion $0 pada sisi yang memerlukan hydrogen. 2ambahkan satu atom $0 untuk tiap hydrogen yang diperlukan. ,. Setimbangkan muatan pada tiap reaksi setengah dengan menambahkan electron pada sisi yang sesuai. . alikan tiap reaksi setengah dengan factor yang sesuai agar umlah #ymbol#y yang diterima sama dengan yang diberikan. . 5umlah kedua reaksi setengah. /. $ilangkan semua yang sama pada kedua persamaan reaksi.
ontoh( l- 0 *n%- 1 l& 0 *n&0 !larutan asam" ;angkah ). Bagi persamaan dalam dua reaksi setengah 7
l- 1 l& *n%- 1 *n&0 ;angkah &. Setimbangkan atom-atom selain H dan O 'ada reaksi setengah pertama diletakan koefisien & di depan atom l-. 'ada reaksi kedua hal itu tidak perlu. &l- 1 l& *n%- 1 *n&0
;angkah +. Setimbangkan oksigen dengan menambahkan H 2O pada sisi yang memerlukan O. 'ada reaksi setengah kedua ada oksigen di kiri, sedangkan di kanan tidak ada. %leh karena itu, ditambahkan $&% pada reaksi kanan, maka oksigen akan setimbang. &l- 1 l& *n%- 1*n&0 0 +"&$ ;angkah . Setimbangkan hydrogen dengan menambahkan ion H pada sisi yang memerlukan hydrogen. Sisi kanan dari reaksi setengah kedua mempunyai umlah hydrogen 9,sedangkan sisi kiri tidak ada. %leh sebab itu, ditambahkan 9$0 di sisi kiri reaksi !5angan lupa menuliskan tanda 0 pada ion hydrogen". &l- 1 l& /"# 0 *n%- 1 *n&0 0 $&% Sekarang semua atom telah seimbang ;angkah 6. Setimbangkan muatan dengan menambahkan ele!tron. 'ada reaksi pertama, reaksi sebelah kanan harus ditambah &e-. 'ada reaksi setengah kedua harus ditambah 6e- ! Sebelum ditambah electron, muatan akhir sisi kiri adalah 80 dan sisi kanan &0. Agar sama harus ditambah 6e- di sebelah kiri". &l- 1 l& 0 &e,e- 0 9$0 0 *n%- 1 *n&0 0 $&% ;angkah 7. Buat ele!tron yang diterima sama dengan yang diberikan. 3ni dapat dilakukan dengan mengalikan seluruh reaksi setengah pertama dengan 6 dan setengah reaksi kedua dengan &. 5adi, ada )4e- yang diterima dan diberikan. ,!&l- 1 l& 0 &e-" &!6e- 0 9$0 0 *n%- 1 *n&0 0 $&%"
8
;angkah 8. "umlahkan kedua reaksi setengah. Apabila kita melakukan ini, electron akan hilang karena umlah yang diterima sudah kita samakan dengan yang diberikan.
6!&l- 1 l& &e-" &!6e- 0 9$0 0 *n%- 1 *n&0 0 $&%" )4l- 0 )7$0 0 &*n%- 1 6l& 0 &*n&0 0 9$&%
;angkah 9. Hilangkan segala sesuatu yang sama di kedua pihak. :alam hal ini tidak ada yang harus dihilangkan sehingga sudah selesai dan persamaan reaksi yang sudah setimbang adalah )4l- 0 )7$0 0 &*n%- 1 6l& 0 &*n&0 0 9$&% •
Reaksi red!ks dalam larutan suasana basa
:alam suasana basa yang berperan adalah $&% dan %$-, maka zat-zat ini harus dipakai untuk membuat persamaan setimbang. ara yang paling sederhana adalah pertamatama membuat setimbang reaksi seperti pada suasana asam, kemudian lakukan caracara seperti berikut ini. *isalkan membuat setimbang reaksi setengah berikut ini dalam suasana basa. 'b 1 'b% *ula-mula setimbangkan seolah-olah teradi pada suasana asam $&% 0 'b 1 'b% 0 &$0 0 &entuk mengubah ke suasana basa, ikuti langkah berikut( ;angkah ). ntuk tiap ion $0 yang harus dihilangkan dari persamaan, tambahkan ion %$- pada kedua sisi persamaan. :alam contoh ini, kita harus menghilangkan &$0, maka ditambahkan &%$- pada tiap sisi. 5adi(
;angkah &.
;angkah +.
•
$&% 0 'b 0 &$"- 1 'b% 0 &$0 0 &$"- 0 &e?abungkan $0 dan %$- menadi $&%. di sebelah #ymbol#y# &$0 dan &%$- yang akan menadi &$&%. $&% 0 'b 0 &%$- 1 'b% 0 &"&$ 0 &e$ilangkan $&% yang ada pada kedua belah sisi. :apat dihilangkan satu molekul $&% pada tiap sisi. 5adi, reaksi setengah yang setimbang dalam suasana basa adalah(
'b 0 &%$- 1 'b% 0 $&% 0&eBeberapa 0at !ksidat!r yang biasa dipakai
9
2iga oksidator yang umum dipakai di laboratorium adalah ion permanganat !*n%-", ion kromat !r%&-", dan ion dikromat !r &%8&-". I!n permanganate1 berwarna ungu. mumnya ion permanganate terdapat sebagai garam mn% yang berwarna hitam keunguan. Bila berfungsi sebagai oksidator, maka unsure mangan yang mempunyai bilangan oksidasi 08 akan direduksi. /amun, dalam keadaan oksidasi, *n pada hasil reaksi tergantung dari keasaman larutan. Apabila reduksi teradi pada larutan dengan suasana asam kuat, ion mangan akan direduksi menadi ion *n&0 yang hampir tidak berwarna, menurut reaksi setengah
9$0!aq" 0 *n%-!aq" 0 6e-# *n&0!aq" 0 $&% Apabila reaktan atau hasil reaksi pada reaksi redok s mempunyai warna yang muda atau sama sekali tidak berwarna, maka warna dari mn% akan memberikan perubahan warna yang elas sekali. Apabila ion permanganate direduksi dalam suasana netral atau basa lemah, hasil reaksi umumnya berupa mangan dioksida !*n%&". Reaksi setengah untuk reduksi ini adalah &$&% 0 *n%-!aq" 0 +e- 1 *n%&! s" 0 %$-!aq" I!n kr!mat dan i!n dikr!mat1 mengandung krom dengan bilangan oksidasi 07 yang dapat saling diubah dengan menyesuaikan keasaman dari larutan. Apabila suatu larutan mengandung ion kromat yang berwarna kuning dibuat asam, maka ion r%&- akan diubah menadi r &%8&- yang berwarna merah orange.
&r%&-!aq" 0 &$0!aq" 1 r &%8&-!aq" 0 $&% ion kromat
ion dikromat
Sebaliknya, apabila larutan yang mengandung ion dikromat dibuar basa, maka ion r &%8&- akan diubah menadi r%&-. r &%8&-!aq" 0 &%$-!aq" 1 &r%&-!aq" 0 $&% %leh karena reaksi tersebut, ketika digunakan dalam suasana asam, oksidator yang aktif adalah r &%8&-. /amun apabila suasananya basa, maka oksidatornya adalah r%&-. Apabila ion-ion ini bekera sebagai oksidator, maka krom akan direduksi sehingga bilangan oksidasinya menadi 0+. Akan tetapi, rumus dari hasil ini tergantung suasana asam dan basa larutan tersebut. Suasana asam$ krom akan direduksi menadi ion r +0
10
7e- 0 )$0!aq" 0 r &%8&-!aq" 1 &r +0!aq" 0 8$&% Suasana basa lemah$ krom akan direduksi menadi r!%$"+ yang tidak larut. +e- 0 $&% 0 r%&-!aq" 1 r!%$"+! s" 0 6%$-!aq" Suasana basa kuat$ krom akan direduksi menadi ion r%&- !ion kromit". +e- 0 &$&% 0 r%&-!aq" 1 r%&-!aq" 0 %$-!aq" •
Beberapa 0at redukt!r yang biasa dipakai mumnya, apabila suatu reaksi redoks dilakukan pada larutan. Reduktor yang dipilih adalah yang larut dalam air, sehingga dapat bereaksi dengan oksidator dalam lingkungan yang homogen. Reduktor yang umum dipakai antara lain adalah ion sulfit !S%+&-", ion bisulfit !$S%+-", dan ion tiosulfat !S&%+&-". 'ul2it dan bisul2it1 garam-garam yang mengandung ion-ion ini, biasanya dipakai sebagai reduktor yang sesuai. Anionnya didapat dari netralisasi asam sulfit !$ &S%+" sebagian atau seluruhnya.
Apabila ion-ion sulfit atau bisulfit dioksidasi hasilnya adalah ion sulfat. Apabila suasananya basa, maka reaktannya menadi S%+&-, baik zat asalnya mengandung ion sulfit ataupun bisulfit. $al ini disebabkan karena ion bisulfit sendiri sedikit asam sehingga dengan adanya basa akan dinetralisasi menadi S%+&-. Sebaliknya, apabila larutan suasananya asam, maka bentuk reaktannya adalah $S%+- dan $&S%+. 'roton dipaksakan diterima oleh ion S%+&- dan umlah $0 yang masuk tergantung dari keasaman campuran. %ksidasi ion bisulfit dalam larutan suasana asam mengikuti reaksi setengah berikut( $S%+-!aq" 0 $&% 1 S%&-!aq" 0 +$0!aq" 0&e%ksidasi dari ion sulfit dalam suasana basa mengikuti reaksi setengah berikut( S%+&-!aq" 0 &%$-!aq" 1 S%&-!aq" 0 $&% 0 &eI!n ti!sul2at1 apabila direaksikan dengan suatu oksidator kuat, maka S&%+&- akan teroksidasi menadi ion sulfat. *isalnya, apabila gas klor dialirkan pada larutan /a&S&%+ maka akan teradi reaksi( l&!aq" 0 S&%+&-!aq" 0 6$&% 1 9l-!aq" 0 &S%&-!aq" 0 )4$0!aq" Reaksi ini menyebabkan S&%+&- mengikat gas l& yang mungkin akan terlepas ke udara.
11
Reaksi penting lain dari tiosulfat adalah dengan iodium !3&", yang merupakan oksidator yang lebih lemah dibandingkan l&. $asil oksidasi dari S&%+&- adalah S%7&- !ion tetrationat". 3&!aq" 0 &S&%+&-!aq" 1 &3-!aq" 0 S%7-!aq"
%. 't!iki!metri dari Reaksi I!n
Stoikiometri ! stoi-kee-ah-met-tree" merupakan bidang dalam ilmu kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik sebagai pereaksi maupun sebagai hasil reaksi. Stoikiometri uga menyangkut perbandingan atom antar unsur-unsur dalam suatu rumus kimia, misalnya perbandingan atom $ dan atom % dalam molekul $&%. ata stoikiometri berasal dari bahasa Cunani yaitu stoi!heon yang artinya unsur dan metron yang berarti mengukur. Seorang ahli imia 'erancis, "eremias Ben%amin &i!hter !)87&-)948" adalah orang yang pertama kali meletakkan prinsip-prinsip dasar stoikiometri. *enurutnya stoikiometri adalah ilmu tentang pengukuran perbandingan kuantitatif atau pengukuran perbandingan antar unsur kimia yang satu dengan yang lain. ntuk menyelesaikan soal-soal perhitungan kimia digunakan asas-asas stoikiometri yaitu antara lain persamaan kimia dan konsep mol. Saat ini akan dibahas prinsip stoikiometri yang digunakan pada zat-zat berupa ion dan reaksi dalam larutan. K!nsentrasi
ntuk bekera secara kualitatif dengan zat terlarut dalam suatu larutan, harus diketahui konsentrasi dari zat terlarutnya. K!nsentrasi dalam persentase berat
Salah satu cara untuk menyatakan konsentrasi adalah persentase komposisi massa, dan ditunukan dengan menulis simbol bDb atau
12
cara ini memberikan komposisi larutan dalam seratus bagian massa. :engan kata lain, kita dapat mengetahui berapa gram zat terlarut dalam )44 gram larutan. ontoh( Soal( bagaimana cara membuat larutan /al 6,44< bDb dalam airE 'enyelesaian( Satuan konsentrasi menyatakan bahwa harus ada 6,44 g /al dalam )44 g larutan. ntuk membuat larutan, ditambahkan =,4 g air pada 6,44 g /al. %leh karena massa enis air mendekati ),44 gDm;, maka dapat dipakai =6,4 m; air. K!nsentrasi dalam satu bagian per juta Satuan satu bagian per uta !part per million, ppm" dalam volume atau massa dipakai untuk menyatakan konsentrasi yang kecil. *isalnya, kadar volume karbon monoksida pada kabut yang tebal mencapai 4 ppm atau volume nitrogen oksida kira-kira 4,&ppm. ontoh( Soal( Suatu sampel udara sebanyak 644 ; dengan B.5. ),&4 gD; ternyata mengandung &,4F)4-+ g S%& sebagai pencemar. Berapa konsentrasi %& dalam udaraE :inyatakan dalam persen massa dan ppm masa. 'enyelesaian( untuk menghitung besaran dengan kedua acara diatas, diperlukan umlah massa seluruh sampel, yang dapat dihitung dari vo lume dan massa enisnya. 1,20 g
*assa udara G 644 ; F
1,00 L G 744 g udara
'ersentase massa dihitung sebagai berikut( massa SO ₂ x 100 < massa G massaudara 2,40 x 10 ⁻ ³
G
600 g
x 100
G ,44 F )4- < onsentrasi dalam ppm dihitung sebagai berikut( *assa ppm
G
massa SO ₂ x )47 ppm massaudara
13
2,40 x 10 ⁻ ³
G
600 g
x
)47 ppm
G ,44 ppm K!nsentrasi dalam m!l per liter
*olaritas dinyatakan sebagai umlah mol suatu zat terlarut dalam larutan dibagi dengan volume larutan yang ditentukan dalam liter. mol zat terlarut
*olaritas !*" G
liter larutan
;arutan yang mengandung ),44 mol /al dalam ),44 ; larutan mempunyai molaritas ),44 mol /alD!; larutan" atau ),44 * dan disebut ),44 m!lar larutan. Apabila kita bekera dengan senyawa ion dan reaksinya dalam larutan, salah satu macam perhitungan yang harus dapat dikerakan secara rutin adalah menentukan molaritas dari ion tertentu dalam suatu larutan elektrolit kuat.
contoh( Soal( berapa konsentrasi ion aluminium dan ion sulfat dari larutan Al&!S%"+ 4,& M E 'enyelesaian( tiap satuan rumus Al&!S%"+ akan terdisosiasi menadi dua ion Al+0 dan tiga ion S%&-. %leh karena itu, umlah mol ion Al+0 dua kali umlah mol Al&!S%"+. Secara serupa, ion S%&- tiga kali dari umlah mol Al&!S%"+ yang diberikan. 3ni berarti( onsentrasi Al+0
G & F !4,&4 M " G 4,94 M
onsentrasi S%&-
G + F !4,&4 M " G 4,8&4 M
Pemakaian hasil akhir persamaan i!n untuk menyelesaikan s!al st!iki!metri
Soal( perhatikan hasil akhir persamaan ion untuk reaksi ion klorida dengan ion permanganate dalam suatu suasana asam. &*n%-!aq" 0 )4l-!aq" 0 )7$0!aq" 1 &*n&0!aq" 0 6$l&! g " 0 9$&% Berapa m; larutan al& 4,+64 M yang diperlukan agar terbentuk gas l& sebanyak ),&6 gE
14
'enyelesaian( mula-mula kita hitung terlebih dahulu mol gas l&. :ari tabel massa atom diketahui massa rumus !B*" dari l& G 84,=. %leh karena itu,
),&6 g l& F
(
1 molCl ₂ 70,9 g Cl ₂
)
−
1,76 x 10
=
2
molCl ₂
:ari koefisien persamaan elas bahwa pembentukan umlah l& memerlukan oksidasi l- sebanyak &!),87 F )4-&" G +,6& F )4-& mol lSekarang harus dihitung berapa m; larutan al& yang diperlukan. ara yang termudah untuk mengerakan ini adalah mula-mula kita hitung konsentrasi ion klorida !l-" dalam larutan al& menghasilkan dua ion l-, maka konsentrasi ion klorida akan dua kali lebih banyak daripada garam. onsentrasi l- G & F !4,+64 M " G 4,844 M l3ngat bahwa molaritas memberikan factor konversi yang dapat digunakan dalam dua cara. :alam kasus ini dapat kita tulis( 0,700 molCl ⁻ 1000 mLlarutan
atau
1000 mLlarutan 0,700 molCl ⁻
ntuk mendapatkan hasilnya kita pakai cara kedua -&
-
+,6& F )4 mol l F
(
)
1000 mLlarutan 0,700 mol Cl ⁻
G 64,+ m; larutan
5adi, volume al& yang diperlukan adalah 64,+ m; Reaktan pembatas untuk reaksi-reaksi i!n
Reaktan pembatas adalah pereaksi ynag benar-benar habis digunakan selama reaksi kimia. Sedangkan pereaksi berlebih adalah reaktan yg tidak sepenuhnya habis digunakan selama reaksi kimia, dengan kata lain ada beberapa dari reaktan yang tersisa setalah reaksi. ita dapat memperkirakan umlah maksimal produk yang akan dihasilkan berdasarkan perbandingan stoikiometri zat-zat dalam reaksi dan pereaksi pembatasnya. ontoh( Soal( misalkan &4,4 m; larutan Al&!S%"+ 4,)64 M ditambahkan pada +4,4 m; larutan Bal& 4,&44 M dan menghasilkan endapan BaS%. 15
Ba0!aq" 0 S%&-!aq" 1 BaS%! s" a. Berapa gram BaS% akan terbentuk dari reaksi iniE b. Berapa konsentrasi dari ion-ion yang tinggal dalam campuran sesudah reaksi sempurna teradiE 'enyelesaian( umlah mol aluminium sulfat dalam larutan adalah(
&4,4 m; larutan F
(
0,150 mol Al ₂ ( SO ₄ ) ₃ 1000 mL larutan
)
G +,44 F )4-+ mol Al&!S%"+.
Sedangkan umlah mol barium klorida dalam larutan adalah
+4,4 m; larutan F
(
0,200 mol BaCl ₂ 1000 mL larutan
)
G 7,44 F )4-+ mol Bal&.
5adi, berdasarkan rumus dari garam-garamnya, kita mempunyai( Al+0 S%&Ba&0 l-
7,44 F )4-+ mol =,44 F )4-+ mol 7,44 F )4-+ mol ),&4 F )4-& mol
a. Reaksi ini menggunakan Ba&0 dan S%&- yang bereaksi berbanding )(). :engan memeriksa umlah mol dari masing-masing reaktan, terlihat bahwa ada lebih banyak ion sulfat daripada yang diperlukan un tuk bereaksi dengan ion barium. $ali ini berarti ion Ba&0 adalah reaktan pembatsnya. :an berdasarkan hal ini dapat dihitung umlah hasil reaksinya(
-+
&0
7,44 F )4 mol Ba F
(
) (
1 mol BaSO ₄ 1 mol Ba ² ⁺
x
233,4 gBaSO ₄ 1 mol BaSO ₄
)
G ), g BaS%
b. ntuk menghitung konsentrasi ion pada larutan akhir, harus diperhitungkan bahwa masing-masing larutan akan saling mengencerkan ketika dicampur. %leh sebab itu, kita memerlukan volume akhir. onsentrasi ion-ion penonton, Al+0 dan l- adalah( −
3
6,00 x 10 mol Al ³ ⁺ 0,0500 Llarutan
0,120 M
=
Al+0
16
1,20 x 10 ⁻ ² 0,0500 L larutan
0,240 M
=
l-
'ada larutan akhir terdapat uga sisa-sisa ion sulfat yang tidak dapat bereaksi dengan ion-ion Ba&0. 5umlah mol dari ion sulfat ini pada larutan akhir sama dengan umlah mol mula-mula dikurangi umlah mol yang bereaksi( 5umlah mol ion S%&- yang tersisa
G !=,44 F )4-+ mol" H !7,44 F )4-+ mol" G +,44 F )4-+ mol S%&-
%leh karena itu, konsentrasi ion sulfat −
3
3,00 x 10 mol SO ₄² ⁻ 0,0500 L larutan
=
0,0600 M SO ₄² ⁻
%leh karena ion Ba&0 merupakan reaksi pembatas, berarti terpakai semuanya, maka konsentrasinya adalah nol.
Bab III Penutup A. Kesimpulan Berdasarkan pembahasan makalah ini, maka dapat disimpulkan( ). Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan perubahan senyawa kimia. &. Air sering disebut sebagai pelarut universal, karena air melarutkan banyak zat kimia. +. Berbagai reaksi kimia dalam larutan air antara lain adalah reaksi metatesis, dan reaksi redoks. . Reaksi metatesis adalah reaksi pertukaran ion dari dua buah elektrolit pembentuk garam. Reaksi ini uga disebut sebagai reaksi perpindahan rangkap menyangkut suatu larutan dan pertukaran dari kation dan anionnya. ontohnya adalah reaksi antara perak nitrat dan natrium klorida. ntuk ini, dapat kita tulis persamaan molekuler, ion, dan hasil akhir persamaan ionnya 6. *etode ion-elektron didasarkan pada prinsip pemisahan dan penyatuan. 7. 'ada banyak reaksi redoks dalam larutan air, ion $0 atau ion %$- akan dipakai atau dihasilkan. Reaksi-reaksi ini melibatkan air sebagai Reaktan atau hasil reaksi.
17
8. :alam larutan yang suasananya asam, dua macam zat utama adalah $&% dan $0. :alam suasana basa yang berperan adalah $&% dan %$-, maka zat-zat ini harus dipakai untuk membuat persamaan setimbang. 9. 2iga oksidator yang umum dipakai di laboratorium adalah ion permanganat !*n%-", ion kromat !r%&-", dan ion dikromat !r &%8&-". =. ata stoikiometri berasal dari bahasa Cunani yaitu stoi!heon yang artinya unsur dan metron yang berarti mengukur. Seorang ahli imia 'erancis, "eremias Ben%amin &i!hter !)87&-)948" adalah orang yang pertama kali meletakkan prinsip-prinsip dasar stoikiometri. *enurutnya stoikiometri adalah ilmu tentang pengukuran perbandingan kuantitatif atau pengukuran perbandingan antar unsur kimia yang satu dengan yang lain. ntuk menyelesaikan soal-soal perhitungan kimia digunakan asas-asas stoikiometri yaitu antara lain persamaan kimia dan konsep mol. B. 'aran 'enulis menyarankan( *ateri mengeai reaksi kimia dalam larutan air perlu dipelaari dan dipahami lebih dalam, karena sangat penting dalam kehidupan sehari-hari maupun aplikasi dalam bidang ilmu yang lain. 3A4TAR P5'TAKA
Brandy, 5ames I.. 'imia (ni)ersitas *sas + Struktur "ilid Satu. Binarupa Aksara( 2angerang, 3ndonesia. usumawati, Sri. Stoikiometri. http(DDkimia.upi.eduDkimia-oldDhtDSriDmainDglobal)a.htm Admin. &eaksi kimia. http(DDid.wikipedia.orgDwikiDReaksiJkimia Admin. *ir. http(DDid.wikipedia.orgDwikiDair Admin. &4)+. &eaksi reduksi-oksidasi. http(DDwww.ilmukimia.orgD&4)+D4)Dreaksi-reduksioksidasi-redoks.htmlEmG)
18
