PRAKTIKUM STOIKIOMETRI

I. Tujuan Percobaan

Mengamati hubungan koefisien reaksi dengan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi

II. Landasan Teori

            Dalam ilmu kimia, stoikiometri merupakan ilmu yang mempelajari kuantitas (jumlah) produk dan reaktan dalam reaksi kimia, serta perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi. Reaksi adalah transformasi/perubahan dalam struktur molekul. Reaksi ini bisa menghasilkan penggabungan molekul membentuk molekul yang lebih besar, pembelahan molekul menjadi dua atau lebih molekul yang lebih kecil, ataupun penata-ulangan atom-atom dalam molekul. Dalam reaksi juga terdapat koefisien reaksi yang merupakan perbandingan jumlah partikel dari zat yang terlibat dalam reaksi. Oleh karena 1 mol setiap zat mengandung jumlah partikel yang sama, maka perbandingan jumlah partikel sama dengan perbandingan jumlah mol. Jadi, koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi

            Banyaknya zat yang diperlukan dalam reaksi dapat dihitung dari reaksi setara dimana biasanya antara dua campuran zat. Bila senyawa dicampur untuk bereaksi, maka akan tercampur secara kuantitatif stoikiometri dimana artinya semua reaktan habis pada saat yang sama. Kendati demikian, terdapat juga suatu reaksi dimana salah satu reaktan habis, sedangkan yang lain masih tersisa. Reaktan yang habis disebut pereaksi pembatas. Dalam reaksi kimia, dapat terjadi reaksi pengendapan, yakni suatu jenis reaksi yang dapat berlangsung dalam cairan, misalnya air. Suatu reaksi dapat dikatakan reaksi pengendapan apabila reaksi tersebut menghasilkan endapan. Endapan merupakan zat padat yang tidak larut dalam cairan tersebut.

            Senyawa-senyawa yang sering digunakan dalam reaksi pengendapan yaitu senyawa-senyawa ionik. Terbentuknya endapan atau tidak dalam suatu reaksi tergantung kelarutan dari zat terlarut, yaitu jumlah maksimum zat terlarut yang akan larut dalam sejumlah tertentu pelarut pada suhu tertentu. Dalam hal ini, zat dapat dibagi menjadi dapat larut, sedikit larut, ataupun tak dapat larut. Jika suatu zat dapat larut dalam air, maka termasuk dapat larut; sedangkan jika tidak dapat larut dalam air, maka termasuk sedikit larut atau tak dapat larut. Semua senyawa ionik merupakan elektrolit kuat, tetapi daya larutnya tidak sama.

            Stoikiometri sendiri didasarkan pada hukum-hukum dasar kimia, yakni hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, dan hukum perbandingan berganda. Hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) mengatakan bahwa dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama; hukum perbandingan tetap (hukum Proust) mengatakan bahwa perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap; sedangkan hukum kelipatan perbandingan/hukum perbandingan berganda (hukum Dalton) mengatakan bahwa jika dua jenis unsur dapat membentuk lebih dari satu macam senyawa, maka perbandingan massa salah satu unsur yang terikat pada massa unsur lain yang sama, merupakan bilangan bulat dan sederhana.

            Stoikiometri dapat dibagi menjadi tiga jenis, yakni stoikiometri reaksi, stoikiometri komposisi, dan stoikiometri gas. Stoikiometri sering digunakan untuk menyeimbangkan persamaan kimia yang dapat ditemukan pada stoikiometri reaksi. Hal tersebut menggambarkan hubungan kuantitatif antara zat karena turut berpartisipasi dalam reaksi kimia. Sebagai contoh, nitrogen dan hidrogen bereaksi untuk membentuk amonium, reaksi stoikiometri menggambarkan rasio molekul nitrogen, hidrogen, dan amonium adalah 1 : 4 : 2.

            Stoikiometri komposisi adalah stoikiometri yang menjelaskan kuantitatif (massa) hubungan antara unsur-unsur dalam senyawa. Misalnya, stoikiometri komposisi menggambarkan (massa) nitrogen dengan hidrogen yang bergabung menjadi amonium kompleks. yaitu 1 mol nitrogen dan 4 mol hidrogen dalam setiap 2 mol amonium.

            Sedangkan stoikiometri gas merupakan jenis stoikiometri yang berkaitan dengan reaksi yang melibatkan gas, dimana gas berada pada suhu, tekanan dan volume yang dapat dianggap gas ideal (sama). Untuk gas, perbandingan volume idealnya sama dengan hukum gas ideal, tetapi rasio massa reaksi tunggal harus dihitung dari massa molekul reaktan dan produk, dimana massa molekul adalah massa 1 molekul zat. Gas ideal adalah gas teoretis yang terdiri dari satu set partikel yang bergerak acak, tanpa-berinteraksi yang mematuhi hukum gas ideal. Hukum gas ideal adalah persamaan keadaan gas ideal. Persamaan hukum gas ideal adalah PV = nRT, dimana P adalah tekanan, V adalah volume, T adalah temperatur absolut, n adalah mol gas, dan R adalah konstanta gas universal.

            Mol adalah satuan dasar SI yang mengukur jumlah zat. Dalam kimia, telah lama diketahuinya mol sejak dicetuskannya hukum perbandingan tetap oleh Joseph Proust, bahwa pengetahuan hanya pada massa tiap-tiap komponen dalam suatu sistem kimiawi tidaklah cukup untuk mendefinisikan sistem kimiawi tersebut. Jumlah zat yang diekspresikan sebagai massa haruslah dibagi dengan suatu "nilai perbandingan tetap", sehingga ia barulah mengandung informasi yang hilang dari pengukuran massa. Seperti yang ditunjukkan oleh John Dalton pada hukum tekanan parsial tahun 1803, pengukuran massa tidaklah seperlunya dilakukan untuk mengukur jumlah zat. Terdapat banyak hubungan fisik antara jumlah zat dengan kuantitas fisik lainnya (contohnya hubungan dalam hukum gas ideal). Terdapat pula miskonsepsi bahwa mol hanyalah berfungsi sebagai alat bantu hitung yang didasarkan pada pandangan bahwa satu mol didefinisikan menurut tetapan Avogadro, sehingga satu mol adalah sama dengan 6,0221417923 × 10²³ entitas elementer.

            Dalam ilmu kimia, molaritas (disingkat M) merupakan salah satu ukuran konsentrasi larutan. Molaritas suatu larutan menyatakan jumlah mol suatu zat per liter larutan. Misalnya 1 liter larutan mengandung 0,5 mol senyawa X, maka larutan ini disebut larutan 0,5 molar (0,5 M). Keuntungan menggunakan satuan molar adalah kemudahan perhitungan dalam stoikiometri, karena konsentrasi dinyatakan dalam jumlah mol (sebanding dengan jumlah partikel yang sebenarnya). Kerugian dari penggunaan satuan ini adalah ketidaktepatan dalam pengukuran volume. Selain itu, volume suatu cairan berubah sesuai temperatur, sehingga molaritas larutan dapat berubah tanpa menambahkan atau mengurangi zat apapun. Selain itu, pada larutan yang tidak begitu encer, volume molar dari zat itu sendiri merupakan fungsi dari konsentrasi, sehingga hubungan molaritas-konsentrasi tidaklah linear.

            Dalam praktikum ini, digunakan larutan NH₄Cl dan Pb(NO₃)₂ yang bereaksi membentuk PbCl₂. Larutan NH₄Cl atau amonium klorida adalah senyawa anorganik berupa garam kristal putih yang sangat mudah larut dalam air. Larutan amonium klorida bersifat asam lemah. Mineral dalam amonium klorida umumnya terbentuk pada pembakaran batu bara akibat kondensasi gas-gas yang dihasilkan. Mineral ini juga ditemukan di sekitar beberapa jenis lubang vulkanik. Amonium klorida merupakan produk reaksi asam klorida dan amonia.

            Larutan Pb(NO₃)₂ atau timbal (II) nitrat adalah suatu senyawa anorganik yang umumnya dijumpai sebagai kristal tak berwarna atau serbuk putih. Tidak seperti kebanyakan garam timbal (II) lainnya, larutan Pb(NO₃)₂  larut dalam air. Timbal (II) nitrat bersifat toksik yang digolongkan sebagai berpotensi karsinogenik pada manusia. Akibatnya, timbal (II) nitrat harus ditangani dan disimpan dengan tindakan pencegahan keselamatan yang memadai untuk mencegah terhirup, tertelan, dan terkena kulit. Oleh karena sifat alaminya yang berbahaya, aplikasi terbatas timbal (II) nitrat berada di bawah pengawasan ketat.

            Larutan timbal (II) klorida atau PbCl₂ merupakan bentuk hasil reaksi antara larutan NH₄Cl dan Pb(NO₃)₂ berupa padatan putih yang sukar larut dalam air, tetapi larut dalam air panas. Garam ini dapat diperoleh dari interaksi langsung unsur-unsurnya ataupun dari reaksi antara timbal (II) oksida dengan asam klorida atau dari reaksi pengendapan ion Pb²⁺ dan ion Cl^-.  Kristal timbal (II) nitrat tergolong tak berwarna, mudah larut dalam air, dan mudah terhidrolisis (pemecahan senyawa) dalam air membentuk endapan putih hidroksinitrat, kecuali jika larutan dibuat sedikit asam dengan asam nitrat. Padatan timbal (II) nitrat juga tidak stabil pada temperatur agak tinggi.

            Gambar endapan timbal (II) klorida

III. Langkah Kerja

a.     Alat

1.      Rak tabung reaksi

2.      Tabung reaksi

3.      Gelas ukur 10 ml

4.      Lap & Penggaris

b.     Bahan

1.     Larutan Pb(NO₃)₂ 0,5 M

2.     Larutan NH₄Cl 0,5 M

3.     Air 

 

c.     Cara Kerja

1.      Disiapkan 6 tabung reaksi yang berukuran sama, lalu diberi nomer 1 hingga 6.

2.      Larutan diambil menggunakan pipet yang kemudian dimasukkan ke dalam gelas ukur 10 ml untuk diukur volumenya sesuai tabel di bawah ini. Lalu, cairan yang telah diukur volumenya dimasukkan ke dalam tabung reaksi secara satu per satu.

Jenis larutan	Tabung 1 (ml)	Tabung 2 (ml)	Tabung 3 (ml)	Tabung 4 (ml)	Tabung 5 (ml)	Tabung 6 (ml)
NH4Cl	8	8	8	8	8	8
Pb(NO3)2	1	2	3	4	5	6
Air	5	4	3	2	1	0

3.      Setiap tabung dikocok hingga isi larutan di dalamnya benar-benar tercampur.

4.      Tabung didiamkan hingga endapan terbentuk (larutan di atas endapan menjadi jernih)

5.      Tinggi endapan pada setiap tabung reaksi diukur menggunakan penggaris.

IV. Hasil & Pembahasan

Tabung Reaksi	1	2	3	4	5	6
Volume NH4Cl (ml)	8	8	8	8	8	8
Volume Pb(NO3)2 (ml)	1	2	3	4	5	6
Volume Air (ml)	5	4	3	2	1	0
Tinggi endapan PbCl2 (cm)	0,1	0,2	0,7	1	0,9	1,1

            Adanya penambahan air di setiap tabung reaksi kecuali pada tabung nomor 6 agar kesetimbangan volume di setiap tabung sama, yaitu 14 ml. Fungsi lain air dalam pereaksian antara NH₄Cl dengan Pb(NO₃)₂ adalah sebagai pelarut zat dalam reaksi. Reaksi antara NH₄Cl (aq) dengan Pb(NO₃)₂ (aq) menghasilkan :

NH₄Cl (aq) bening  + Pb(NO₃)₂ (aq) bening = NH₄(NO₃)₂ + PbCl endapan putih

Pada bagian produk dihasilkan, PbCl atau PbCl₂ inilah yang menyebabkan adanya endapan berwarna putih yang tebentuk dan juga termasuk garam yang sukar larut karena memiliki nilai kelarutan yang kecil dan endapan akan terbentuk jika keadaannya telah mencapai setimbang.

            Adanya perbedaan tinggi endapan dalam setiap tabung yang tidak sesuai dengan jumlah rasio volume zat disebabkan kemungkinan karena kurangnya waktu agar endapan yang terbentuk dapat turun pada bagian bawah tabung reaksi, serta adanya kesalahan dalam pengukuran tinggi endapan yang terbentuk disebabkan oleh kekurang-telitiannya penggaris dan tabung reaksi yang miring saat dipegang sehingga endapannya pun juga miring pada satu sisi. Pada tabung reaksi 6, tinggi endapan yang terbentuk 1,1 cm (tertinggi) dimana hal ini disebabkan oleh ketidak-mampuan NH₄Cl untuk melarutkan Pb(NO₃)₂ dan juga tidak adanya penambahan pelarut lain seperti air.

            Adanya perbedaan tinggi larutan setelah direaksikan pada setiap tabung meskipun jumlah larutan jika ditambah semuanya akan sama (14 ml) dikarenakan molaritas yang menyebabkan ketidaktepatan dalam pengukuran volume. Volume suatu cairan dapat berubah sesuai temperatur sehingga molaritas larutan juga dapat berubah tanpa menambahkan atau mengurangi zat apapun. Perbedaan volume tersebutlah yang menimbulkan perbedaan tinggi yang beragam pada setiap tabung.

            Dalam melakukan praktikum ini, perlu diperhatikan untuk penggunaan pipet agar tidak tertukar saat mengambil larutan dan juga penggunaan gelas ukur yang harus dicuci setelah mengambil satu jenis larutan. Hal tersebut dilakukan agar larutan tidak terkontaminasi sehingga hasil produk setelah reaksi tidak rusak. Larutan dikatakan rusak apabila warna dan kejernihannya berubah, semisal air yang jernih apabila tercampur dengan larutan lain yang tak sengaja terambil oleh pipet akan berubah menjadi keruh. Larutan yang rusak dapat mengakibatkan hasil reaksi tidak sesuai, misalnya tinggi endapan menjadi berbeda (tidak sesuai dengan rasio volume larutan).

V. Kesimpulan

            Dari praktikum mengamati hubungan koefisien reaksi dengan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi, dapat disimpulkan bahwa koefisien reaksi merupakan perbandingan jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi dimana penentuan jumlah mol zat yang bereaksi di dalam suatu reaksi kimia (perbandingan volume reaktan) sangat berpengaruh dalam menentukan jumlah hasil reaksi dan juga terhadap hasil (tinggi) endapan. Semakin tinggi atau semakin rendah perbandingan, maka semakin tinggi dan semakin rendah pula hasil dari reaksi tersebut (termasuk tinggi endapan). Tinggi endapan yang didapat dari praktikum ini bervariasi, khususnya pada tabung 6 yang memiliki tinggi endapan tertinggi (1,1 cm), dikarenakan rasio volume larutan yang berbeda-beda.

DAFTAR PUSTAKA

            Anonim (2014). Pengertian Stoikiometri dan Jenis Stoikiometri. From http://ilmualam.net/pengertian-stoikiometri-dan-jenis-stoikiometri.html

            Adjah, Hielda (2010). Analisis pada Timbal (Pb). From http://azkiyamaulida.blogspot.co.id/2010/01/analisis-pada-timbalpb.html

            Bajaw, Endang (2015). Hubungan Koefisien Reaksi dengan Jumlah Mol Reaktan. From https://plus.google.com/117609381838436226459/posts/VDJFoYsNtrr

            Maulana, Puri (2013). Pengertian Koefisien Reaksi Kimia, Cara Menentukan, Rumus, Stoikiometri, Penyetaraan, Perbandingan, Contoh Soal, Jawaban. From http://perpustakaancyber.blogspot.co.id/2013/03/pengertian-koefisien-reaksi-kimia-cara-menentukan-rumus-stoikiometri-penyetaraan-perbandingan.html

            Putra, Alex Pepsega Indra (2013). Laporan Praktikum Kimia Dasar (Stoikiometri). From http://alexschemistry.blogspot.co.id/2013/10/laporan-praktikum-kimia-dasar_24.html

            Satrio, Feadry (2012). Penentuan Hasil Kali Kelarutan PbI₂. From http://feadry-satrio.blogspot.co.id/2012/12/penentuan-hasil-kali-kelarutan-pbi2.html

            Wicaksono, Dwi (2013). Reaksi Kimia. From reaksi--kimia.blogspot.co.id, 18 Maret 2017

            Wikipedia (2016). Amonium klorida. From https://id.wikipedia.org/wiki/Amonium_klorida

            Wikipedia (2017). Reaksi Pengendapan. From https://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_pengendapan

            Wikipedia (2017). Stoikiometri. From https://id.wikipedia.org/wiki/Stoikiometri

            Wikipedia (n.d.). Timbal(II) nitrat. From https://id.wikipedia.org/wiki/Timbal(II)_nitrat

Share on Google Plus

About -

This is a short description in the author block about the author. You edit it by entering text in the "Biographical Info" field in the user admin panel.