Archive for 2009

Comments Off

.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam Kehidupan Manusia, sering sekali memanfaatkan sifat kimia dalam suatu hal pencampuran. Dengan adanya pencampuran akan diperoleh suatu materi baru yang berbeda dari materi sebelumnya. Entah materi baru tersebut bermanfaat positif bagi kehidupan manusia atau justru berdampak negatif.

Seperti contohnya campuran gula, air, dan bubuk kopi yang menjadi minuman secangkir kopi. Dalam suatu proses pencampuran tentunya tidak hanya mencampur beberapa materi, tetapi selain itu diperlukan juga pengukuran dan perhitungan dalam pembuatan campuran tersebut agar hasilnya sesuai dengan yang diinginkan.

Pencampuran beberapa materi memberikan banyak pengaruh terhadap kehidupan manusia. Selain seperti contoh yang disebutkan tadi, pencampuran juga merupakan inti dari peracikan obat-obatan. Seperti dalam peracikan obat-obatan, tidak hanya proses pencampuran saja yang diterampilkan, tetapi harus bias mengukur dan menghitung materi-materi yang akan dicampurkan sebelum proses pencampuran. Dan tentunya perhitungan dan pengukuran tersebut harus tepat dan akurat, karena apapun materinya akan sangat berpengaruh terhadap materi baru hasil pencampuran tersebut. Prose perhitungan seperti ini, diistilahkan Stoikiometri.

Oleh karena itu, dilakukanlah percobaan ini, yaitu tentang stoikiometri. Agar dapat memahami proses perhitungan atau pengukuran sebelum pencampuran menjadi materi baru.

1.2 Tujuan Praktikum

1.2.1 Memahami konsep stoikiometri.

1.2.2 Mencari titik-titik maksimum dan minimum sesuai dengan stoikiometri sistem.

1.2.3 Mengidentifikasi reaksi yang termasuk stoikiometri dengan cara yang digunakannya.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani. Terdiri dari dua kata. Stoikheion yang artinya elemen dan Metria yang artinya ukuran. Stoikimetri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam suatu reaksi kimia (persamaan kimia). Stoikiometri secara mum berkaitan dengan hubungan kuantitatif unsur dalam suatu senyawa dan atar zat dalam suatu reaksi. Stoikiometri juga dapat diartikan sebagai segala bentuk pengukuran partikel-partikel, yaitu meliputi atom, molekul, ion, electron serta partikel ionik lainnya. Sedangkan pengukuran yaitu mencari massa, volume, jumlah pertikel, serta besar kuantitatif lainnya. (James E Brody, 1994)

Stoikiometri menurut 3 konsep yaitu :

1. Kekentalan massa

2. Massa reaksi dari atom

3. Konsep Mol

Istilah mol tidak bias terlepas dalam suatu reaksi stoikiometri. Karena perhitungan stoikiometri membutuhkan perhitungan mol. Mol adalah suatu jumlah yang menyatakan hubungan suatu gram massa per satuan massa relatifnya. Dapat dirumuskan yaitu sebagai berikut :

Menurut Avogadro, 1 mol adalah menyatakan banyaknya benda sebanyak yang berkumpul jadi satu. Dengan kata lain, dirumuskan pula :

1 mol = partikel

Sehingga, hubungan mol dengan jumlah partikel (x) ialah :

- jumlah partikel = jumlah mol x

- jumlah mol (n) =

(P.Handyana, 1984)

Dengan kata lain, mol didefinisikan sebagai banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama.

Hubungan mol dengan massa yaitu jumlah mol yang sama merupakan jumlah mol yang besarnya sama. Massa atom yang terdapat dalam satuan berbeda, merupakan harga yang relatif, dimana harga tersbeut, dibandingkan dngan setengah kali massa atomnya. Dengan demikian, hubungan yang erat antara mol dengan gram atau massanya, yaitu sebagai berikut :

Gram (massa) = mol x Ar à untuk unsur

Gram (massa) = mol x Mr à untuk senyawa

Sehingga persamaannya dapat ditulis dengan :

à

(Linda Handoyo, 1995).

Hubungan mol dengan volume gas, tekanan gas, suhu yaitu berbanding lurus. Semakin besar mol dan suhunya, maka semakin besar pula tekanan gas, dan volume gas yang akan dihasilkan. Hal tersebut dirumuskan yaitu sebagai berikut :

PV = nRT

Dimana :

- P : Tekanan gas dalam atm

- V : Volume gas dalam liter

- n : Jumlah mol gas

- R : nilai tetapan yaitu 0,082

- T : suhu mutlak dalam derajat Kelvin

Persamaan PV = nRT banyak digunakan secara umum ketika tekanan lebih dari 1 atm dan suhu tidak 0OC. dengan kata lain, tidak sesuai dengan STP. Oleh karena itu, wujud gas sangat dipengaruhi oleh tekanan tertentu sesuai dengan suhu tertentu yang disebut dengan keadaan standar gas yaitu 0OC. Sehingga, dirumuskan kembali :

PV = nRT

PV = n x (0,082) x 273

LV = n x 22,4

r = n x 22,4
V = mol x 22,4

Jadi, setiap 1 mol gas pada keadaan standar atau dalam keadaan STP mempunyai volume 2,24 Liter. Sedangkan pada keadaan tidak standar digunakan rumus sebelumnya yaitu PV = nRT. (W.Kusma,1989).

Selain memahami konsep mol, hal yang juga sangat berkaitan dengan stoikiometri adalah Molaritas. Molaritas adalah banyaknya satu kandungan mol zat terlarut didalam volume zat pelarutnya. 1 M dibaca 1 Molar suatu larutan atau campuran, menyatakan bahwa didalam 1 Liter larutan terdapat 1 mol zat terlarut. Dimana dimensi dari molaritas adalah (M)(L)3 dengan symbol m dan satuan m, dapat diguanakan rumus molaritas ialah sebagai berikut :

à

Dimana :

- M : Molaritas

- n : jumlah mol

- V : volume dalam liter

(James E. Brady,1994).

Atau bisa juga menggunakan rumus :

M =

Dimana :

- Mr : Massa relatif

- Massa dalam gram

- Volume dalam ml

Dalam stoikiometri,, terkandung beberapa hukum dasar yaitu sebagai berikut :

a. Hukum kekekalan massa

Menyatakan bahwa, materi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan , yang terjadi hanyalah perpindahan. Sehingga massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

b. Hukum Perbandingan Tetap

Menyatakan bahwa, perbandingan unsur-unsur didalam persenyawaan selalu tetap. Massa zat yang bereaksi selalu tetap.

c. Hukum perbandingan berganda

Menyatakan bahwa, jika dua unsur dapat membentuk lebih dari dua senyawa, maka massa salah satu unsur dari senyawa tersebut tetap, dan senyawa unsur dari senyawa atom unsur lebih lainnya merupakan perbandingan bilangan bulat sederhana.

d. Hukum perbandingan volume

Menyatakan bahwa, pada suatu suhu dan tekanan tertentu, volume gas dalam suatu reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana atau volume berbanding lurus dengan koefisien reaksinya.

e. Hukum atau hipotesis Avogadro

Menyatakan bahwa, pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama emngandung jumlah molekul yang sama. (James E. Brady, 1994).

1. Rumus Empiris

Menyatakan bahwa, adanya perbandingan mol atom dari unsur penyusun senyawa tersebut dengan yang paling sederhana.

2. Rumus Molekul

Menyatakan bahwa, terdapat jenis dan jumlah atom dari tiap molekul senyawa yang sederhana. Moleku-molekul dengan suatu hidrokarbon dengan perbansingan atom C dan H berturut-turut 2 : 3 dengan massa molar 54 mol, maka stiap molekul dapat dicari rumus molekulnya yaitu sebagai berikut :

C2H3 à (C2H3)n = 2 : 8 = 1 : 4

Maka, diperoleh empiris CH4. (aisyah natsir, 2000).

3. Reaksi Pembatas

Reaksi pembatas adalah pereaksi yang menjadi pembatas berhentinya suatu proses reaksi kimia ketika ia habis terlebih dahulu daripada pereaksi lainnya. Apabila zat-zat yang direaksikan tidak ekuivalen maka salah satu prosedur akan habis dahulu sedangkan pereaksi yang belum tersisa, jumlah hasil pereaksi berganti pada jumlah pereaksi yang lebih dahulu.

4. Reaksi Stoikiometri

Reaksi Stoikiometri adalah reaksi dimana seluruh prosesnya lebih bereaksi membentuk produk baru. Dengan tidak meninggalkan sisa pereaksi sedikitpun. Reaksi Stoikiometri dengan menyamakan jumlah molekul atom unsur dengan mol yang menyamakan jumlah mol.

Hubungan mol dengan massa yaitu jumlah mol yang sama merupakan jumlah mol yang sama besarnya massa atom yang terdapat dalam satuan berbeda (satuan periodik unsur)., merupakan harga yang relatif.

Untuk massa atom relatif dan massa atom, Dalton mengenali bahwa penting untuk menentukan massa satiap atm karena massanya bervariasi untuk setiap jenis atom. Atom sangat kecil sehingga tidak mungkin menetukan massa satu atom. Maka, ia memfokuskan pada nilai relatif massa dan membuat table massa atom untuk pertama kalinya dalam sejarah manusia. Dalam tabelnya, massa unsur teringan, hydrogen ditetapkannya satu sebagai standar (H=1). Massa atom adalah nilai relatif artinya suatu rasio tanpa dimensi. Walaupun beberapa massa atomnya berbeda dengan nilai modern, sebagian besar nilai-nilai yang diusulkannya dalam rentang kecocokan dengan nilai saat ini.

Metode kuantitatif yang paling cocok digunakan untuk mengungkapkan jumlah materi adalh jumlah partikel-partikel atom, molekul yang menyusun materi yang dibahas. Namun, untuk menghitung partikel atom atau molekul yang sangat kecil dan tidak dapat dilihat, dapat menggunakan massa jumlah tertentu partikelnya.

Standar massa atom dalam sistem Dalton adalah massa hydrogen. Standar massa dalam SI tepat 1/12 massa 12C. Nilai ini disebut dengan satuan massa atom (sma) dan sama dengan 1,6605402 x 10-27 kg dan Dalton digunakan sebagai simbolnya.

Titrasi adalah cara penetapan kadar suatu larutan dengan menggunkana larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya. Jenis titrasi yaitu:

1. Titrasi Asam Basa

2. Redoks

3. Pengendapan

(Charles W, 1992).


BAB 3

METODELOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan bahan

3.1.1 Alat yang diguankan :

- Gelas kimia

- Gelas ukur 25 ml

- Thermometer

- Pipet tetes

- Bekel glass

3.1.2 Bahan yang digunakan :

- Larutan NaOH 1 M

- Larutan HCl 1 M

- Larutan H2SO4 1 M

3.2 Prosedur percobaan

3.2.1 Stoikiometri sistem NaOH-HCl

- Dimasukkan 2,5 ml NaOH ke dalam gelas kimia, diukur suhu awal.

- Dimasukkan 12,5 ml HCl ke dalam gelas kimia, diukur suhu awal.

- Dicampurkan kedua larutan, kemudian diukur suhu campurannya.

- Dilakukan perlakuan yang sama tetapi dengan ukuran pereaksi berbeda yaitu : 5 ml NaOH + 10 ml HCl, 7,5 ml NaOH + 7,5 ml HCl, 10 ml NaOH + 5 ml HCl, dan 12,5 ml NaOH + 2,5 ml HCl.

3.2.2 Stoikiometri sistem NaOH- H2SO4

- Dimasukkan 2,5 ml NaOH ke dalam gelas kimia, diukur suhu awal.

- Dimasukkan 12,5 ml H2SO4 ke dalam gelas kimia, diukur suhu awal.

- Dicampurkan kedua larutan, kemudian diukur suhu campurannya.

- Dilakukan perlakuan yang sama tetapi dengan ukuran pereaksi berbeda yaitu : 5 ml NaOH + 10 ml H2SO4, 7,5 ml NaOH + 7,5 ml H2SO4, 10 ml NaOH + 5 ml H2SO4, dan 12,5 ml NaOH + 2,5 ml H2SO4.


BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil pengamatan

4.1.1 Sistem NaOH + HCl à NaCl + H2O

No

Volume (ml)

Suhu

NaOH

HCl

NaOH

HCl

Campuran

1

2.5

12.5

30oC

31oC

32oC

2

5

10

31oC

31oC

33oC

3

7.5

7.5

30oC

30oC

35oC

4

10

5

31oC

29oC

32oC

5

12.5

2.5

30oC

29oC

30oC

4.1.2 Sistem 2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O

No

Volume (ml)

Suhu

NaOH

H2SO4

NaOH

H2SO4

Campuran

1

2.5

12.5

29oC

28oC

29oC

2

5

10

29oC

30oC

32oC

3

7.5

7.5

29oC

30oC

33oC

4

10

5

30oC

30oC

36oC

5

12.5

2.5

30oC

29oC

33oC

Perhitungan:

Sistem NaOH + HCl

1. 2,5 ml NaOH + 12,5 ml HCl

NaOH + HCl à NaCl + H2O

awal

: 2,5 mmol

12,5 mmol

--

--

Bereaksi

: 2,5 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

Sisa

: --

10 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

- Reaksi Sisa : HCl 10 mmol = 10 ml

- Reaksi Pembatas : NaOH

2. 5 ml NaOH + 10 ml HCl

NaOH + HCl à NaCl + H2O

awal

:: 5 mmol

10 mmol

--

--

Bereaksi

:: 5 mmol

5 mmol

5 mmol

5 mmol

Sisa

: --

5 mmol

5 mmol

5 mmol

- Reaksi Sisa : HCl 5 mmol = 5 ml

- Reaksi Pembatas : NaOH

3. 7,5 ml NaOH + 7,5 ml HCl

NaOH + HCl à NaCl + H2O

awal

:: 7,5 mmol

7,5 mmol

--

--

Bereaksi

:: 7,5 mmol

7,5 mmol

7,5 mmol

7,5 mmol

Sisa

: --

--

7,5 mmol

7,5 mmol

- Reaksi Sisa : tidak ada

- Reaksi Pembatas : keduanya habis bereaksi

- Disebut Reaksi Stoikiometri

4. 10 ml NaOH + 5 ml HCl

NaOH + HCl à NaCl + H2O

awal

:: 10 mmol

5 mmol

--

--

Bereaksi

:: 5 mmol

5 mmol

5 mmol

5 mmol

Sisa

: 5 mmol

--

5 mmol

5 mmol

- Reaksi Sisa : NaOH 5 mmol = 5 ml

- Reaksi Pembatas : HCl

5. 12,5 ml NaOH + 2,5 ml HCl

NaOH + HCl à NaCl + H2O

awal

:: 12,5 mmol

2,5 mmol

--

--

Bereaksi

:: 2,5 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

Sisa

: 10 mmol

--

2,5 mmol

2,5 mmol

- Reaksi Sisa : NaOH 10 mmol = 10 ml

- Reaksi Pembatas : HCl

Sistem NaOH + H2SO4

1. 2,5 ml NaOH + 12,5 ml H2SO4

2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O

awal

: 2,5 mmol

12,5 mmol

--

--

Bereaksi

: 2,5 mmol

1,25 mmol

1,25 mmol

2,5 mmol

Sisa

: --

11.25mmol

1,25 mmol

2,5 mmol

- Reaksi Sisa : H2SO4 11,25 mmol = 11,25 ml

- Reaksi Pembatas : NaOH

2. 5 ml NaOH + 10 ml H2SO4

2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O

awal

:: 5 mmol

10 mmol

--

--

Bereaksi

: 5 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

5 mmol

Sisa

: --

7,5mmol

2,5 mmol

5 mmol

- Reaksi Sisa : H2SO4 7,5 mmol = 7,5 ml

- Reaksi Pembatas : NaOH

3. 7,5 ml NaOH + 7,5 ml H2SO4

2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O

awal

: 7,5 mmol

7,5 mmol

--

--

Bereaksi

: 7,5 mmol

3,75 mmol

3,75 mmol

7,5 mmol

Sisa

: --

3.75mmol

3,75 mmol

7,5 mmol

- Reaksi Sisa : H2SO4 3,75 mmol = 3,75 ml

- Reaksi Pembatas : NaOH

4. 10 ml NaOH + 5 ml H2SO4

2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O

awal

:: 10 mmol

5 mmol

--

--

Bereaksi

: 10 mmol

5 mmol

5 mmol

10 mmol

Sisa

: --

--

5 mmol

10 mmol

- Reaksi Sisa : tidak ada

- Reaksi Pembatas : keduanya habis bereaksi

- Disebut Reaksi Stoikiometri

5. 12,5 ml NaOH + 2,5 ml H2SO4

2NaOH + H2SO4 à Na2SO4 + 2H2O

awal

: :12,5 mmol

2,5 mmol

--

--

Bereaksi

: 5 mmol

2,5 mmol

2,5 mmol

5 mmol

Sisa

: 7,5 mmol

--

2,5 mmol

5 mmol

- Reaksi Sisa : NaOH 7,5 mmol = 7,5 ml

- Reaksi Pembatas : H2SO4

4.2 Pembahasan

Secara singkat, stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung tentang hubungan efisiensi dari reaktan dan produk dalam suatu reaksi kimia.

Prinsip utama yang digunakan dalam stoikiometri adalah konsep mol dan persamaan reaksi. Konsep mol seperti yang sering dijelaskan bahwa menentukan harga mol adalah dengan cara membagi jumlah massa per satuan massa relatifnya. Sedangkan persamaan reaksi yaitu, harus diperlukan pemahaman dalam menyetarakan suatu reaksi karena koefisien sangat berpengaruh dalam stoikiometri.

Dari hasil percobaan didapat dua reaksi yaitu reaksi stoikiometri dan reaksi non stoikiometri. Reaksi stoikiometri adalah apabila suat reaksi kimia habis bereaksi, tidak ada pereaksi sisa. Seperti pada data ketiga untuk percobaan NaOH ditambah HCl. Dimana, NaOH yang dimasukkan adalah 7,5 ml dan HCl juga 7,5 ml. Karena memiliki koefisien yang sama sehingga yang bereaksi masing-masing 7,5 ml, maka tidak ada pereaksi yang tersisa. Semua habis bereaksi. Dan hal ini lah yang disebut dengan reaksi Stoikiometri. Untuk percobaan NaOH ditambah H2SO4, stoikiometri terjadi pada percobaan ke empat. Sedangkan untuk reaksi yang memiliki sisa disebut reaksi nonstoikiometri.

Dalam suatu reaksi, dikenal istilah reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm adalah perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan atau dengan kata lain reaksi tersebut mengeluarkan panas. Reaksi endoterm adalah perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem atau dengan kata lain reaksi tersebut menyerap panas.

Metode yang digunakan dalam percobaan ini adalah metode variasi continue. Metodi ini adalah percobaan dilakukan serangkaian pengamatan yang kuantitatif molar nilainya sama, tetapi masing-masing molar pereaksinya bervariasi.

Dalam percobaan ini, larutan dimasukkan ke dalam gelas kimia berfungsi untuk membagi larutan sesuai dengan volumenya. Suhu dari larutan tersebut diukur. Reaksi pembatas adalah pereaksi yang jumlahnya terbatas (paling kecil) dan menetukan jumlah pereaksi lain yang bereaksi dan jumlah zat hasil reaksi. Sedangkan reaksi sisa adalah realsi yang tersisa sesaat setelah terjasi keseimbangan.

Faktor kesalahan yang mungkin terjadi adalah saat mengukur volume dari larutan. Selain itu, saat mengukur suhu awal dan suhu campuran dengan menggunakan thermometer, yaitu cara memegang thermometer. Hal ini dikarenakan bisa saja yang terukur oleh thermometer adalah suhu tubuh kita, bukan suhu larutan.

Grafik stoikiometri :

Grafik 1. Sistem NaOH-HCl

Grafik 2. Sistem NaOH- H2SO4

Titik maksimum adalah titik tertinggi dalam grafik, pada saat suhu mencapai nilai maksimum. Pada grafik 1, titik maksimum yaitu pada perbandingan volume 7,5 : 7,5 di koordinat X dan mencapai suhu 35oC di koordinat Y. Titik maksimum pada grafik 2 yaitu pada perbandingan 10:5 di koordinat X dan mencapai suhu 36oC di koordinat Y.

Titik minimum adalah titik terendah dalam grafik, pada saat suhu mencapai nilai minimum. Pada grafik 1, titik minimum yaitu pada perbandingan voume 12,5:2,5 di koordinat X dan mencapai suhu 30oC di koordinat Y. Tiitik minimum pada grafik 2 yaitu pada perbandingan 2,5:12,5 di koordinat X dan mencapai suhu 29oC di koordinat Y.

Titik maksimum dan minimum terjadi karena adanya perbedaan volume yang bereaksi pada saat larutan bercampur. Semakin besar selisih antara volume dari kedua larutan yang akan dicampurkan, maka semakin kecil pula suhu campuran yang dihasilkan. Semakin kecil selisih antara volume dari kedua larutan yang akan dicampur, maka semakin besar suhu campuran yang dihasilkan. Bahkan, jika tidak ada selisih sama sekali diantara kedunanya, maka suhu mencapai titik maksimum, dan terjadi reaksi stoikiometri.

BAB 5

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

5.1.1 Konsep stoikiometri adalah dengan melihat konsep mol dan persamaan reaksi. Dimana stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari dan menghitung hubungan efisiensi dari reaktan dan produk.

5.1.2 Pada sistem NaOH-HCl, titik maksimum diperolah pada suhu 35oC, dimana pada campuran NaOH-HCl dan pereaksinya habis bereaksi. Titik minimumnya diperoleh pada suhu 30oC. Sedangkan pada sistem NaOH-H2SO4 titik maksimum diperolah pada suhu 36oC, dimana pada campuran NaOH-H2SO4 dan pereaksinya habis bereaksi. Titik minimumnya diperoleh pada suhu 29oC.

5.1.3 Reaksi stoikiometri ternyata adalah reaksi yang seluruh komponennya habis bereaksi, tidak terdapat pereaksi sisa.

5.2 Saran

5.2.1 Pada saat mengukur suhu larutan, jangan sampai memegang bagian thermometer, karena panas dalam tubuh kita bisa ikut terukur.

5.2.2 Thermometer dinetralkan terlebih dahulu sebelum kembali digunakan mengukur larutan lain.

5.2.3 Harus memperhatikan volume campuran, yaitu jumlahnya 15 ml karena volume campuran sangat berpengaruh terhadap grafik.

DAFTAR PUSTAKA

Brady, James E. 1994. Kimia universitas jilid 1 dan 5. Jakarta: Erlangga

Charles,W. 1992. Kimia untuk universitas. Jakarta: Erlangga

Handyana, P. 1984. Kimia untuk universitas. Jakarta : Erlangga

Handyono, Linda. 1995. Teknologi kima. Jakarta: Praditya Paramita

Kusma,W. 1989. Intisari kimia. Surakarta: Intan Pariwara

Natsir, Aisyah. 2000. Kamus kimia. Jakarta: Edimedia Pustaka 2