Panduan : Pengertian Stoikiometri Kimia Serta Penjelasan Mengenai Reaksi Kimia Dan Hukum Dasar Kimia

Hello Sobat Dan Adik-Adik!! Salam Chemistry!!
Pada Kesempatan kali ini, kita akan membahas mengenai stokiometri kimia. Apa ada yang pernah mendengar tentang stokiometri kimia?? Ok kalau belum mari kita lanjutkan,,Stoikiometri Kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang hubungan kuantitatif antara jumlah reaktan dengan produk.

Sederhananya pada stoikiometri kimia itu kita lebih mendalami ilmu kimia dalam aspek perhitungan jumlah zat reaktan dan produk yang dihasilkan. Jadi intinya disini sobat akan lebih banyak melakukan perhitungan matematika,,, namun tenang aja ya sob… sobat tidak perlu khawatir, karena perhitungan matematika pada materi stoikiometri ini sangatlah sederhana dan mudah untuk dipahami.

Nah, sekarang pertanyaanya… apa saja sih yang dipelajari dalam materi stoikiometri kimia itu? Oke, dalam materi stoikiometri kimia, sobat akan mempelajari mengenai konsep mol,,, sedikit Informasi bahwa konsep mol merupakan materi yang sangat penting untuk sobat pelajari, Karena dengan menguasai konsep mol, maka sobat dapat menguasai materi-materi kimia lainya…

Mengapa bisa begitu mas?? Karena yang namanya materi kimia, pasti tidak akan pernah lepas dari yang namanya konsep mol…... gak percaya?? Silahkan sobat buktikan sendiri…

Ok kita kembali ke laptop… ehh maksudnya materi…. adapun materi yang kita pelajari selain konsep mol adalah tata nama senyawa kimia, hukum dasar kimia, pereaksi pembatas, dan menghitung jumlah produk yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia.

Waduhh banyak banget ya… saya mulai pusing ini mas??

Hahaha sobat gak perlu pusing bin pening, karena saya akan memandu sobat di dalam memahami dan mempelajari materi stokiometri kimia ini. Oke deh, sekarang tanpa basa basi lagi saya akan jelaskan 2 materi dasar yang wajib sobat pelajari sebelum kita masuk ke materi-materi stoikiometri kimia lainya… materi apakah itu?? Tidak lain dan tidak bukan adalah Reaksi Kimia Dan Hukum Dasar Kimia. Sekarang mari kita pelajari kedua materi dasar tersebut satu persatu.

A. Reaksi Kimia

Reaksi kimia merupakan suatu reaksi yang terjadi pada unsur atau senyawa kimia yang mengakibatkan terbentuknya suatu senyawa kimia baru yang sifatnya berbeda dari reaktan. Reaksi kimia juga merupakan reaksi yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia.

Masih bingung maksudnya ?? oke kalau sobat masih bingung, silahkan sobat baca analogi cerita di bawah ini….!

Di hari kamis tepatnya pada tanggal 32 januari 2017, merupakan hari yang sangat special buat sobat. kenapa tidak, karena pada hari itu sobat merayakan pesta ulang tahun pacar sobat yang ke 56 (ngawur)…… untuk merayakan pesta ulang tahun buat si doi..maka sobat memutuskan untuk membuat kue ulang tahun yang sangat special yaitu kue bolu khas makkasar.

Untuk membuat kue bolu tersebut tentu saja sobat membutuhkan telur dan tepung sebagai bahan utama,…. Nah sekarang anggap saja telur itu sebagai unsur dan tepung itu sebagai senyawa. Setelah sobat mencampur kedua bahan tersebut dengan menggunakan mixer, maka selanjutnya sobat memasukan adonan kue tersebut ke dalam oven sampai adonan nya matang .. nah sekarang anggaplah terjadi reaksi kimia antara telur ( sebagai unsur ) dengan tepung ( sebagai senyawa ) di dalam oven tersebut. setelah adonanya matang maka di hasilkanlah kue bolu (sebagai produk) yang siap disajikan buat si doi.

Maka berdasarkan analogi diatas kita bisa membuat suatu persamaan reaksi antara telur dengan tepung yang menghasilkan kue sebagai produknya. Berikut ini persamaan reaksinya…

Dalam persamaan reaksi diatas, telur dan tepung bertindak sebagai reaktan, sedangkan kue bertindak sebagai produk.

Jadi reaksi kimia bisa kita analogikan seperti kita sedang membuat kue ulang tahun…hehehehehe….

Jadi proses terjadinya reaksi kimia bisa juga kita analogikan seperti contoh membuat kue diatas. lalu sekarang pertanyaanya, apa saja sih contoh reaksi kimia yang terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari? Oh sangat banyak, salah satu contohnya yaitu reaksi fotosintesis. Jika dituliskan, beginilah persamaan reaksi fotosintesis ….

Dalam persamaan reaksi fotosintesis di atas, CO2 dan H2O merupakan reaktan, yang kemudian terjadilah reaksi antar keduanya dengan dibantu sinar matahari dan enzim yang terdapat di dalam daun,sehingga dihasilkanlah amilum dan gas oksigen sebagai produk dari reaksi kimia tersebut.

B. Hukum Dasar Kimia

“Suatu benda akan tetap diam selagi tidak ada gaya yang bekerja padanya”. Itulah bunyi hukum I newton yang merupakan salah satu hukum yang kita pelajari dalam ilmu fisika. Nah, dalam ilmu kimia juga terdapat hukum-hukum yang mengatur terjadinya suatu reaksi kimia, sebut saja hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, hukum perbandingan volume, dan hukum Avogadro.

Sekarang kita akan membahas keempat hukum dasar kimia di atas secara terperinci. So di simak baik-baik ya sob!...

1. Hukum Kekekalan Massa/Hukum lavoiser

Seperti namanya, hukum ini ditemukan oleh guru kita yang bernama Antonie Lavoiser. Dalam hukumnya, beliau menyatakan bahwa “Massa total zat sesudah reaksi dan sebelum reaksi adalah sama”.

Maksud dari pernyataan beliau ini adalah bahwa “jumlah massa dari zat yang bertindak sebagai reaktan adalah sama dengan jumlah massa dari zat yang bertindak sebagai produk”.  

             Intinya → Massa Reaktan = Massa Produk

Jika saya boleh menganalogikan konsep dari hukum kekelan massa ini, maka saya membuat analoginya seperti ini ….. Silahkan disimak!

"Untuk membuat 10 kg kue ,dibutuhkan 4 kg telur dan 6 kg tepung. Dan jika kita ingin membuat 20 kg kue, maka dibutuhkan 10 kg telur dan 10 kg tepung."
                    
        “4 kg Telur + 6 kg Tepung → 10 kg Kue”
      “ 10 kg Telur + 10 kg Tepung→ 20 kg Kue”

Apa yang dapat sobat simpulkan dari kedua pernyataan diatas?....... Ya, massa telur dan massa tepung jika di jumlahkan maka massanya akan sama dengan massa kue, artinya? Seperti pernyataan si lavoiser tadi bahwa massa reaktan = massa produk.

2. Hukum Perbandingan Tetap/Hukum Proust

Hukum ini dicetuskan oleh dosen kita yang bernama Joseph Proust, Dalam hukumnya ini beliau menyatakan bahwa “Perbandingan massa unsur penyusun suatu senyawa selalu tetap”.

Maksud dari pernyataan beliau ini adalah bahwa “setiap senyawa kimia itu disusun oleh unsur-unsur yang perbandingan jumlah massanya selalu tetap.walaupun kita mencoba mereaksikan suatu unsur dengan unsur lain yang jumlah massanya tidak sesuai dengan ketetapan perbandingan, maka unsur tersebut tidak akan habis bereaksi”.

Supaya tidak makin pusing bin pening,, mendingan saya analogikan begini aja deh..…. Silahkan disimak!

Senyawa tembaga(II)oksida yang memiliki rumus kimia CuO memiliki tetapan perbandingan massa unsur sebesar 2 : 1 ( 2 tembaga : 1 oksigen) ….( Ingat!! Ini sebuah ketetapan).

Lalu sobat mencoba untuk membuat senyawa CuO tersebut dengan cara mereaksikan 9 gr tembaga dengan 4 gram oskigen……….ternyata setelah reaksi selesai, sobat melihat sekeping tembaga yang tidak habis bereaksi ,setelah diukur massanya ternyata tembaga tersebut memiliki massa sebesar 1 gr…..lalu sobat merasa bingung mengapa tembaga tersebut tidak habis bereaksi…?

Lalu sobat mencoba mencari informasi mengenai hal tersebut di buku kimia,,,,, ternyata penyebab hal tersebut terjadi karena adanya hukum perbandingan massa tadi/hukum proust…. Disitu dikatakan bahwa tetapan perbandingan massa tembaga dengan oksigen adalah 2:1 , jadi untuk menghabiskan 4 gram oksigen dibutuhkan 8 gram tembaga ,, begitu juga sebaliknya…

Sementara sobat mencoba mereaksikan 9 gr tembaga dengan 4 gram oksigen,,, tentu saja hal tersebut tidak sesuai dengan tetapan perbandingan dari senyawa CuO yaitu 2:1…..? maka wajar saja unsur tembaga tersebut bersisa 1 gr di akhir reaksi karena hanya di butuhkan 8 gr tembaga untuk menghabiskan 4 gr oksigen bukan 9 gr tembaga……..

Nah, jadi hukum proust ini menjelaskan lebih detail lagi mengenai mekanisme reaksi yang mana jumlah unsur yang bereaksi diatur oleh suatu ketetapan perbandingan ,apabila salah satu unsur yang bereaksi jumlahnya tidak sesuai dengan ketetapan perbandingan maka unsur tersebut tidak akan habis bereaksi. 

Lalu sekarang pertanyaanya,, darimana tetapan perbandingan tersebut berasal? dari hongkong?..... bukan le..!! tetapan perbandingan ini kita dapat dari 3 hal, pertama dari koofesien reaksi yang telah setara,, contohnya pada kasus reaksi diatas yang mana unsur tembaga bereaksi dengan unsur oksigen dan membentuk senyawa tembaga(II)oksida .

                   2Cu  +  O₂  →  2 CuO
      Tetapan Perbandingan dari koofesien reaksi 2 : 1
 
Yang kedua, tetapan perbandingan ini bisa kita dapatkan dari perbandingan masa molekul relatif yang dimiliki oleh suatu unsur…. contohnya pada kasus reaksi unsur karbon dengan unsur oksigen yang menghasilkan gas karbon dioksida ….

                     C + O₂  → CO₂  

      Massa Molekul relatif Karbon = 12
      Massa Molekul relatif Oksigen = 2 x 16 = 32
      Tetapan perbandingan dari massa molekul relatif 12 : 32 = 3 : 8

Yang ketiga, tetapan perbandingan ini bisa juga kita dapatkan dari perbandingan massa yang dimiliki oleh masing-masing unsur , biasanya kasus ini banyak terdapat pada contoh soal yang membahas mengenai hukum proust …. Berikut ini contoh soalnya :

1. Dari suatu persamaan reaksi Fe + S → FeS,, didapat data sebagai berikut.

Berdasarkan data dapat di simpulkan bahwa perbandingan massa Fe dan S dalam FeS adalah….? ( Soal UN 2013/2014 )

Sebelum menjawab soal tersebut, kita lihat dulu perbandingan massa yang dimiliki oleh unsur Fe dan unsur S …..… bila perbandingan masa kedua unsur tersebut dijumlahkan dan hasilnya sesuai dengan hasil penjumlahan tersebut…maka dapat di pastikan itulah perbandingan massa yang dimiliki oleh unsur Fe dan unsur S….

Dan apabila perbandingan masa kedua unsur tersebut dijumlahkan dan hasilnya tidak sesuai dengan hasil penjumlahan tersebut…. Maka dapat dipastikan itu bukan perbandingan massa yang dimiliki oleh unsur Fe dan unsur S…..

Sekarang mari kita lihat satu persatu…!

   Maka perbandingan massa dari unsur Fe dan Unsur S ialah
  1,4 + 0,8 = 2,2 ( sesuai dengan hasil penjumlahan )
  5,6 + 3,2 = 8,8 ( sesuai dengan hasil penjumlahan )
  1,4 : 0,8 = 7 : 4
  5,6 : 3,2 = 7 : 4

Nah, jadi begitulah cara membuat ketetapan perbandingan dari suatu reaksi kimia yang diketahui massa masing-masing unsurnya…..

Apakah sobat sudah paham..?

kalau belum paham berarti emang sampeyan yang mikirnya lama!.... ….tetapi Kalau sobat sudah paham, maka mari kita lanjutkan ke hukum dasar kimia yang ketiga…!

3. Hukum Perbandingan Volume/Hukum Gay Lussac

Pada tekanan dan temperatur yang sama, volume gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Inilah bunyi dari hukum yang dicetuskan oleh ilmuan legendaris kita yang bernama Gay lussac. Teori yang dicetuskan oleh beliau ini bukan tanpa bukti ataupun tanpa riset.

Untuk membuktikan teorinya ini, beliau melakukan suatu percobaan sederhana yaitu dengan cara mereaksikan gas hidrogen dengan gas oksigen ke dalam suatu wadah, lalu kedalam wadah tersebut diberi aliran bunga listrik agar gas oksigen dan gas hidrogen dapat bereaksi. Setelah reaksi selesai, maka dihasilkanlah uap air sebagai produk dan sisa gas H2 dan O2 yang tidak ikut bereaksi. Setelah itu, uap air yang dihasilkan langsung di pisahkan dari dalam wadah.

Begini ilustrasi gambarnya :

Percobaan tersebut dilakukan berulang kali pada temperatur dan tekanan tetap dan hasil pengukuran menunjukan bahwa perbandingan volume gas hidrogen dan oksigen serta uap air selalu 2:1:2.

              2 H₂ + O₂ → 2H₂O

Perbandingan bilangan koofesien = 2 : 1 : 2 ( bilangan koofesienya merupakan bilangan bulat dan sederhana)

Nah, jadi percobaan reaksi diatas lah yang menjadi dasar dicetuskannya hukum perbandingan volume ini oleh om Gay Lussac. Sebenarnya, masih banyak contoh reaksi lain yang melibatkan hukum perbandingan volume, seperti contoh reaksi di bawah ini :

                  C + O₂ → CO₂

Perbandingan bilangan koofesien = 1 : 1 : 1 ( bilangan koofesienya merupakan bilangan bulat dan sederhana)

                  H₂ + Cl₂→ 2HCl
 
Perbandingan bilangan koofesien = 1 : 1 : 2 ( bilangan koofesienya merupakan bilangan bulat dan sederhana)

                  N₂ + 3H₂ → 2NH₃
 
Perbandingan bilangan koofesien = 1 : 3 : 2 ( bilangan koofesienya merupakan bilangan bulat dan sederhana)

                  2SO₂ + O₂ → 2SO₃
 
Perbandingan bilangan koofesien = 2: 1 : 2 ( bilangan koofesienya merupakan bilangan bulat dan sederhana)

Sobat bisa lihat dari berbagai contoh reaksi diatas, dapat kita simpulkan bahwa perbandingan koofesien volume gas sebelum dan sesudah reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana.

Supaya kita bisa lebih paham dan tidak makin pusing bin pening, mendingan kita membahas contoh soal yang berkaitan dengan hukum perbandingan volume, seperti contoh soal di bawah ini…….. disimak baik-baik ya sob!

1. Direaksikan gas oksigen (O2) dengan gas sulfur dioksida (SO2) di dalam keadaan volume dan tekanan yang tetap. jika dihasilkan 10 liter gas SO2, maka hitunglah volume gas O2 dan SO2 yang bereaksi!

Jawab : pertama-tama kita buat dulu persamaan reaksi dari reaksi diatas, lalu kita setarakan koofesiennya.

                    2SO₂ + O₂ → 2SO₃

       Setelah kita tuliskan dan setarakan persamaan reaksi diatas, maka langkah selanjutnya yang harus kita lakukan adalah mencari volume gas SO2 dan O2 yang bereaksi dengan cara menggunakan perbandingan bilangan koofesien reaksi.

                    2SO₂ + O₂ → 2SO₃
                    Perbandingan bilangan koofesiennya  =  2  :   1  :   2

Nah, yang diketahui pada soal ialah volume dari gas SO3, maka untuk mencari volume dari gas SO2 dan gas O2 kita bisa menggunakan cara berikut ini.

Atau rumus umum yang dapat kita gunakan untuk mencari volume gas yang tidak diketahui dari hukum perbandingan volume ialah sebagai berikut…

Apa yang dapat sobat simpulkan dari contoh soal diatas ? ya, untuk mencari volume gas dari reaktan/produk kita bisa cari dengan menggunakan perbandingan bilangan koofesien dari gas tersebut, bilangan koofesienya dapat kita cari dengan cara menyetarakan reaksinya terlebih dahulu.

4. Hukum Avogadro

Pada suhu dan tekanan yang sama, gas yang memiliki volume yang sama juga memiliki jumlah partikel yang sama pula, Inilah pernyataan dari ilmuan tertua yang sudah melegenda yaitu Bapak Avogadro.

Maksud dari pernyataan beliau ini ialah bahwa jumlah partikel suatu gas tidak bergantung dari Massa Atau Mr yang dimiliki oleh gas tersebut, selagi berada dalam volume,suhu dan tekanan yang sama, maka jumlah partikel suatu gas akan selalu sama.

Analoginya begini, 1 liter gas nitrogen dan 1 liter gas klor memiliki jumlah partikel yang sama selama berada dalam tekanan dan suhu yang sama.
Perhatikan gambar di bawah ini :

Nah jadi, selagi suatu gas berada dalam suhu,volume dan tekanan yang sama maka jumlah partikel dari gas tersebut akan selalu sama.

Atau kita juga bisa simpulkan bahwa dalam tekanan dan suhu yang sama pula, volume suatu gas sebanding juga dengan jumlah mol gas yang terdapat di dalamnya.

Perhatikan rumus di bawah ini :

    Ket : V1 = Volume gas pertama   N1 = Mol gas pertama

             V2 = Volume gas kedua      N2 = Mol gas kedua

Jadi pada tekanan dan suhu yang sama, volume suatu gas sebanding dengan jumlah partikel dan sebanding juga dengan jumlah mol gas yang terdapat di dalamnya.

Oke demikianlah panduan gurih mengenai Panduan Dasar Stoikiometri Kimia ini saya sajikan, semoga bermanfaat dan semoga saja panduan ini dapat sobat gunakan dengan sebaik-baiknya…. Apabila sobat masih bingung atau punya pertanyaan, jangan malu-malu silahkan sampaikan keluh kesah sobat di kolom komentar!

Terima kasih dan salam Chemistry!!!
                   

Share :