PERHITUNGAN STOIKIOMETRI: TAHAPAN DAN LATIHAN DISELESAIKAN - KIMIA - 2025

The perhitungan stoikiometri adalah mereka yang dibuat atas dasar rasio massa dari unsur-unsur atau senyawa yang terlibat dalam reaksi kimia.

Langkah pertama untuk melakukannya adalah menyeimbangkan reaksi kimia yang diinginkan. Demikian juga, rumus senyawa yang terlibat dalam proses kimia yang benar harus diketahui.

Sumber: Pixabay

Perhitungan stoikiometri didasarkan pada penerapan seperangkat hukum, di antaranya adalah sebagai berikut: Hukum kekekalan massa; hukum proporsi tertentu atau komposisi konstan; dan terakhir, hukum proporsi ganda.

Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa dalam reaksi kimia jumlah massa reaktan sama dengan jumlah massa produk. Dalam reaksi kimia, massa total tetap konstan.

Hukum proporsi pasti atau komposisi konstan menyatakan bahwa sampel yang berbeda dari setiap senyawa murni memiliki unsur yang sama dalam proporsi massa yang sama. Misalnya, air murni adalah sama tidak peduli apa sumbernya, atau dari benua (atau planet) mana asalnya.

Dan hukum ketiga, yaitu proporsi berganda, menunjukkan bahwa ketika dua unsur A dan B membentuk lebih dari satu senyawa, proporsi massa unsur B yang bergabung dengan massa unsur A tertentu, di masing-masing senyawa. , dapat dinyatakan dalam bilangan bulat kecil. Artinya, untuk A _n B _m n dan m adalah bilangan bulat.

Apa yang dimaksud perhitungan stoikiometri dan tahapannya?

Mereka adalah kalkulasi yang dirancang untuk memecahkan berbagai pertanyaan yang mungkin muncul saat reaksi kimia sedang dipelajari. Untuk ini, Anda harus memiliki pengetahuan tentang proses kimia dan hukum yang mengaturnya.

Dengan menggunakan kalkulasi stoikiometri, dimungkinkan untuk mendapatkan, misalnya, dari massa satu reaktan, massa reaktan lain yang tidak diketahui. Anda juga dapat mengetahui komposisi persentase unsur-unsur kimia yang ada dalam suatu senyawa dan dari senyawa tersebut, diperoleh rumus empiris senyawa tersebut.

Akibatnya, pengetahuan tentang rumus empiris atau minimal suatu senyawa memungkinkan pembentukan rumus molekulnya.

Selain itu, perhitungan stoikiometri memungkinkan untuk mengetahui dalam reaksi kimia yang merupakan reagen pembatas, atau apakah terdapat kelebihan reagen, serta massanya.

Tahapan

Tahapannya akan tergantung pada jenis masalah yang diajukan, serta kompleksitasnya.

Dua situasi umum adalah:

-Dua elemen bereaksi untuk membuat senyawa dan hanya massa salah satu elemen yang bereaksi yang diketahui.

-Kita ingin mengetahui massa unsur kedua yang tidak diketahui, serta massa senyawa yang dihasilkan dari reaksi.

Secara umum, dalam menyelesaikan latihan ini, urutan tahapan harus diikuti:

-Menetapkan persamaan reaksi kimia.

-Keseimbangan persamaan.

-Tahap ketiga, melalui penggunaan massa atom unsur dan koefisien stoikiometri, untuk mendapatkan proporsi massa unsur yang bereaksi.

-Setelah itu, dengan menggunakan hukum proporsi yang ditentukan, setelah massa elemen yang bereaksi diketahui dan proporsi yang bereaksi dengan elemen kedua, mengetahui massa elemen kedua.

-Dan tahap kelima dan terakhir, jika massa unsur-unsur reaktan diketahui, jumlah mereka memungkinkan kita menghitung massa senyawa yang dihasilkan dalam reaksi. Dalam hal ini, informasi tersebut diperoleh berdasarkan hukum kekekalan massa.

Latihan terselesaikan

-Latihan 1

Berapakah reagen yang tersisa jika 15 g Mg direaksikan dengan 15 g S untuk membentuk MgS? Dan berapa gram MgS yang akan diproduksi dalam reaksi tersebut?

Data:

- Massa Mg dan S = 15 g

-Berat atom Mg = 24,3 g / mol.

-Berat atom S = 32,06 g / mol.

Langkah 1: persamaan reaksi

Mg + S => MgS (sudah berimbang)

Langkah 2: Tetapkan rasio di mana Mg dan S bergabung untuk menghasilkan MgS

Untuk sederhananya, berat atom Mg dapat dibulatkan menjadi 24 g / mol dan berat atom S menjadi 32 g / mol. Jadi perbandingan S dan Mg digabungkan akan menjadi 32:24, membagi 2 suku dengan 8, rasionya berkurang menjadi 4: 3.

Kebalikannya, rasio di mana Mg digabungkan dengan S sama dengan 3: 4 (Mg / S)

Langkah 3: Pembahasan dan perhitungan reaktan berlebih dan massanya

Massa Mg dan S adalah 15 g untuk keduanya, tetapi perbandingan di mana Mg dan S bereaksi adalah 3: 4 dan bukan 1: 1. Kemudian, dapat disimpulkan bahwa reaktan berlebih adalah Mg, karena ditemukan dalam proporsi yang lebih rendah terhadap S.

Kesimpulan ini dapat diuji dengan menghitung massa Mg yang bereaksi dengan 15 g S.

g Mg = 15 g S x (3 g Mg) / mol) / (4 g S / mol)

11,25 g Mg

Massa Mg berlebih = 15 g - 11,25 g

3,75 g.

Langkah 4: Massa MgS yang terbentuk dalam reaksi berdasarkan hukum kekekalan massa

Massa MgS = massa Mg + massa S

11,25 g + 15 g.

26, 25 g

Latihan untuk tujuan pendidikan dapat dilakukan sebagai berikut:

Hitung gram S yang bereaksi dengan 15 g Mg, dalam kasus ini menggunakan rasio 4: 3.

g S = 15 g Mg x (4 g S / mol) / (3 g Mg / mol)

20 g

Jika situasinya adalah yang disajikan dalam kasus ini, dapat dilihat bahwa 15 g S tidak akan cukup untuk bereaksi sepenuhnya dengan 15 g Mg, kurang 5 g. Ini menegaskan bahwa reagen berlebih adalah Mg dan S adalah reagen pembatas dalam pembentukan MgS, ketika kedua elemen reaktif memiliki massa yang sama.

-Latihan 2

Hitung massa natrium klorida (NaCl) dan pengotor dalam 52 g NaCl dengan persen kemurnian 97,5%.

Data:

-Massa sampel: 52 g NaCl

Persentase murni = 97,5%.

Langkah 1: hitung massa murni NaCl

Massa NaCl = 52 gx 97,5% / 100%

50,7 g

Langkah 2: perhitungan massa pengotor

% kotoran = 100% - 97,5%

2,5%

Massa kotoran = 52 gx 2,5% / 100%

1.3 g

Oleh karena itu, dari 52 g garam, 50,7 g adalah kristal NaCl murni, dan 1,3 g pengotor (seperti ion atau bahan organik lainnya).

-Latihan 3

Berapa massa oksigen (O) yang ada dalam 40 g asam nitrat (HNO ₃ ), jika diketahui bahwa berat molekulnya 63 g / mol dan berat atom O adalah 16 g / mol?

Data:

-Massa HNO ₃ = 40 g

-Berat atom O = 16 g / mol.

-Berat molekul HNO ₃

Langkah 1: Hitung jumlah mol HNO

Moles HNO ₃ = 40 g HNO ₃ x 1 mol HNO ₃ /63 g HNO ₃

0,635 mol

Langkah 2: hitung jumlah mol O yang ada

Rumus HNO ₃ menunjukkan bahwa ada 3 mol O untuk setiap mol HNO _3.

Mol O = 0.635 mol HNO ₃ X 3 mol O / mol HNO ₃

1,905 mol O.

Langkah 3: hitung massa O yang ada dalam 40 g HNO

g O = 1,905 mol O x 16 g O / mol O.

30,48 g

Dengan kata lain, dari 40g HNO ₃ , 30,48g semata-mata disebabkan oleh berat mol atom oksigen. Proporsi oksigen yang besar ini adalah tipikal oksoanion atau garam tersiernya (NaNO ₃ , misalnya).

-Latihan 4

Berapa gram kalium klorida (KCl) yang dihasilkan ketika 20 g kalium klorat (KClO ₃ ) terurai ? Mengetahui bahwa berat molekul KCl adalah 74,6 g / mol dan berat molekul KClO ₃ adalah 122,6 g / mol

Data:

-Massa KClO ₃ = 20 g

-Berat molekul KCl = 74,6 g / mol

-Berat molekul KClO ₃ = 122,6 g / mol

Langkah 1: persamaan reaksi

2KClO ₃ => 2KCl + 3O ₂

Langkah 2: hitung massa KClO

g KClO ₃ = 2 mol x 122,6 g / mol

245,2 g

Langkah 3: hitung massa KCl

g KCl = 2 mol x 74,6 g / mol

149,2 g

Langkah 4: hitung massa KCl yang dihasilkan oleh dekomposisi

245 g KClO ₃ dihasilkan melalui dekomposisi 149,2 g KCl. Kemudian perbandingan ini (koefisien stoikiometri) dapat digunakan untuk mencari massa KCl yang dihasilkan dari 20 g KClO ₃ :

g KCl = 20 g KClO ₃ x 149 g KCl / 245,2 g KClO ₃

12,17 g

Perhatikan bagaimana perbandingan massa O ₂ dalam KClO ₃ . Dari 20g KClO ₃ , kurang dari setengahnya disebabkan oleh oksigen yang merupakan bagian dari oksoanion klorat.

-Latihan 5

Tentukan persentase komposisi bahan berikut: a) dopa, C ₉ H ₁₁ NO ₄ dan b) Vanillin, C ₈ H ₈ O ₃ .

a) Dopa

Langkah 1: temukan berat molekul dopa C

Untuk melakukan ini, berat atom unsur-unsur yang ada dalam senyawa awalnya dikalikan dengan jumlah mol yang diwakili oleh subskripnya. Untuk mencari berat molekul, gram yang dikontribusikan oleh unsur-unsur yang berbeda ditambahkan.

Karbon (C): 12 g / mol x 9 mol = 108 g

Hidrogen (H): 1 g / mol x 11 mol = 11 g

Nitrogen (N): 14 g / mol x 1 mol = 14 g

Oksigen (O): 16 g / mol x 4 mol = 64 g

Berat molekul Dopa = (108 g + 11 g + 14g + 64 g)

197 g

Langkah 2: Tentukan persentase komposisi unsur-unsur yang ada dalam dopa

Untuk ini, berat molekulnya (197 g) dianggap 100%.

% dari C = 108 g / 197g x 100%

54,82%

% H = 11 g / 197g x 100%

5,6%

% dari N = 14 g / 197 gx 100%

7,10%

% O = 64 g / 197 g

32,48%

b) Vanillin

Bagian 1: Menghitung Berat Molekul Vanillin C.

Untuk melakukan ini, berat atom setiap elemen dikalikan dengan jumlah molnya, menambahkan massa yang dikontribusikan oleh elemen yang berbeda.

C: 12 g / mol x 8 mol = 96 g

T: 1 g / mol x 8 mol = 8 g

Atau: 16 g / mol x 3 mol = 48 g

Berat molekul = 96 g + 8 g + 48 g

152 g

Bagian 2: Tentukan% elemen yang berbeda dalam vanillin

Berat molekulnya (152 g / mol) diasumsikan mewakili 100%.

% dari C = 96 g / 152 gx 100%

63,15%

% dari H = 8 g / 152 gx 100%

5,26%

% O = 48 g / 152 gx 100%

31,58%

-Latihan 6

Komposisi persentase massa alkohol adalah sebagai berikut: karbon (C) 60%, hidrogen (H) 13% dan oksigen (O) 27%. Dapatkan rumus minimum atau rumus empiris Anda.

Data:

Berat atom: C 12 g / mol, H 1g / mol dan oksigen 16 g / mol.

Langkah 1: menghitung jumlah mol unsur yang ada dalam alkohol

Massa alkohol diasumsikan 100g. Akibatnya, massa C adalah 60 g, massa H adalah 13 g, dan massa oksigen adalah 27 g.

Perhitungan jumlah mol:

Jumlah mol = massa unsur / berat atom unsur tersebut

mol C = 60 g / (12 g / mol)

5 tahi lalat

mol H = 13 g / (1 g / mol)

13 tahi lalat

mol O = 27 g / (16 g / mol)

1,69 mol

Langkah 2: Dapatkan rumus minimum atau empiris

Untuk melakukan ini, temukan rasio bilangan bulat di antara jumlah mol. Ini berfungsi untuk mendapatkan jumlah atom unsur dalam rumus minimum. Untuk tujuan ini, mol elemen yang berbeda dibagi dengan jumlah mol elemen pada tingkat yang lebih rendah.

C = 5 mol / 1,69 mol

C = 2,96

H = 13 mol / 1,69 mol

T = 7,69

O = 1,69 mol / 1,69 mol

O = 1

Pembulatan angka-angka ini, rumus minimumnya adalah: C ₃ H ₈ O. Rumus ini sesuai dengan propanol, CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH. Namun, rumus ini juga rumus senyawa CH ₃ CH ₂ OCH ₃ , etil metil eter.

Referensi

1. Dominguez Arias MJ (sf). Perhitungan dalam reaksi kimia. Diperoleh dari: uv.es
2. Perhitungan dengan Rumus dan Persamaan Kimia. . Diambil dari: 2.chemistry.msu.edu
3. Sparknotes. (2018). Perhitungan Stoikiometri. Diperoleh dari: sparknotes.com
4. ChemPages Netorials. (sf). Modul Stoikiometri: Stoikiometri Umum. Diperoleh dari: chem.wisc.edu
5. Flores, J. Química (2002) Editorial Santillana.
6. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Kimia. (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.