Pengertian Koefisien Reaksi, Contoh Soal dan Pembahasan
https://blogmipa-kimia.blogspot.com/2017/11/koefisien-reaksi.html
Daftar Materi Kimia
Advertisement
Koefisien reaksi 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 kimia.
Sebagai contoh, untuk reaksi:
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
Koefisien reaksinya menyatakan bahwa 1 molekul N2 bereaksi dengan 3 molekul H2 membentuk 2 molekul NH3 atau 1 mol N2 bereaksi dengan 3 mol H2menghasilkan 2 mol NH3 (koefisien 1 tidak pernah ditulis).
Berdasarkan pengertian di atas, maka banyaknya zat yang diperlukan atau dihasilkan dalam reaksi kimia dapat dihitung dengan menggunakan persamaan reaksi kimia setara. Apabila jumlah mol salah satu zat yang bereaksi diketahui, maka jumlah mol zat yang lain dalam reaksi itu dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan koefisien reaksinya.
Agar lebih jelas mengenai konsep penggunaan koefisien reaksi dalam perhitungan kimia (stoikiometri), silahkan kalian pelajari beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini.
Contoh Soal dan Pembahasan
1. Aluminium larut dalam larutan asam sulfat menghasilkan larutan aluminium sulfat dan gas hidrogen. Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.
2Al(s) + 3H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g)
Berapa mol gas hidrogen dan mol larutan aluminium sulfat yang dihasilkan jika digunakan 0,5 mol aluminium?
Jawab:
Dari persamaan reaksi:
2Al(s) + 3H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(aq) + 3H2(g) [Setara]
Dengan jumlah mol Al = 0,5 mol
Diketahui perbandingan koefisien pereaksi dengan produk adalah sebagai berikut.
⇒ Al : H2SO4 : Al2(SO4)3 : H2 = 2 : 3 : 1 : 3
■ Jumlah mol gas hidrogen = koefisien H2/koefisien Al × mol Al
⇒ 3/2 × 0,5 mol = 0,75 mol
■ Jumlah mol larutan aluminium sulfat = koefisien Al2(SO4)3/koefisien Al × mol Al
⇒ 1/2 × 0,5 mol = 0,25 mol
Jadi, jumlah mol gas hidrogen dan mol larutan aluminium sulfat yang dihasilkan berturut-turut sebanyak 0,75 mol dan 0,25 mol.
2. 5,6 gram besi (Ar Fe = 56) dilarutkan dalam larutan asam klorida sesuai reaksi berikut.
2Fe(s) + 6HCl(aq) → 2FeCl3(aq) + 3H2(g)
Tentukan volume H2 yang dihasilkan pada keadaan standar (STP)!
Jawab:
Persamaan reaksi tersebut kita tulis ulang sebagai berikut.
2Fe(s) + 6HCl(aq) → 2FeCl3(aq) + 3H2(g) [setara]
Pertama kita tentukan jumlah mol besi yang massanya tela diketahui dengan menggunakan rumus massa molar, yaitu sebagai berikut.
n
|
=
|
m
|
Mm
|
Keterangan:
m = massa (gram)
n = jumlah mol (mol)
Mm = massa molar
Massa molar sama dengan massa atom relatif untuk atom dan sama dengan massa molekul relatif untuk senyawa.
Mm = Ar
Dengan demikian, massa molar Fe adalah 56 gram/mol. Sehingga jumlah mol Fe adalah sebagai berikut.
Jumlah mol Fe = massa/massa molar
⇒ n = 5,6 gram/56 gram/mol
⇒ n = 0,1 mol
Selanjutnya kita tentukan jumlah mol H2 dengan menggunakan perbandingan koefisien sesuai persamaan reaksi yang diberikan.
Perbandingan koefisien H2 : Fe = 3 : 2. Maka, jumlah mol H2 dapat ditentukan dengan cara berikut.
Jumlah mol H2 = koefisien H2/koefisien Fe × mol Fe
⇒ 3/2 × 0,1 mol = 0,15 mol
Langkah terakhir, kita tentukan volume H2 pada keadaan standar (STP) dengan menggunakan rumus volume molar sebagai berikut.
V = n × Vm
|
Keterangan:
V = volume (liter)
n = jumlah mol (mol)
Vm = Volume molar
Volume molar semua jenis gas pada keadaan STP (Standard Temperature and Pressure) adalah sama yaitu sebesar 22,4 liter/mol. Dengan demikian, volume H2 dapat kita hitung sebagai berikut.
Volume H2 = jumlah mol H2 × volume molar
⇒ V = 0,15 mol × 22,4 liter/mol
⇒ V = 3,36 liter
Jadi, volume H2 yang dihasilkan pada keadaan standar STP adalah 3,36 liter.
3. Sebanyak 32 gram kalsium karbida (CaCl2) dilarutkan dalam air menghasilkan gas asetilena (C2H2) menurut reaksi kimia berikut ini.
CaC2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(s) + C2H2(g)
Tentukan:
■ mol CaC2
■ massa Ca(OH)2 yang dihasilkan
■ volume gas asetilena yang dihasilkan pada keadaan standar (Ar Ca = 40, C = 12, O = 16, dan H = 1)
Jawab:
Persamaan reaksi tersebut kita tulis ulang sebagai berikut.
CaC2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(s) + C2H2(g) [setara]
■ Menentukan jumlah mol CaC2
Massa molekul relatif dari CaC2 adalah sebagai berikut.
⇒ Mr CaC2 = 40 + (2 × 12)
⇒ Mr CaC2 = 40 + 24
⇒ Mr CaC2 = 64
Dengan demikian, massa molar CaC2 = 64 gram/mol
Selanjutnya, kita tentukan jumlah mol CaC2 dengan menggunakan rumus massa molar yaitu sebagai berikut.
Jumlah mol CaC2 = massa/massa molar
⇒ n = 32 gram/64 gram/mol
⇒ n = 0,5 mol
Jadi, jumlah mol CaC2 (kalsium karbida) sebanyak 0,5 mol.
■ Menentukan massa Ca(OH)2
Massa molekul relatif dari Ca(OH)2 adalah sebagai berikut.
⇒ Mr Ca(OH)2 = 40 + (2 × 16) + (2 × 1)
⇒ Mr Ca(OH)2 = 40 + 32 + 2
⇒ Mr Ca(OH)2 = 74
Dengan demikian, massa molar Ca(OH)2 = 74 gram/mol
Selanjutnya kita tentukan jumlah mol Ca(OH)2 dengan menggunakan perbandingan koefisien sesuai persamaan reaksi setara di atas.
Perbandingan koefisien Ca(OH)2 : CaC2 = 1 : 1. Maka, jumlah mol Ca(OH)2 dapat ditentukan dengan cara berikut.
Jumlah mol Ca(OH)2 = koefisien Ca(OH)2/koefisien CaC2 × mol CaC2
⇒ 1/1 × 0,5 mol = 0,5 mol
Terakhir dengan menggunakan rumus massa molar yang sudah diberikan sebelumnya, kita dapat menentukan massa Ca(OH)2 yang dihasilkan, yaitu sebagai berikut.
Massa Ca(OH)2 = jumlah mol × massa molar
⇒ m Ca(OH)2 = n × Mm
⇒ m Ca(OH)2 = 0,5 mol × 74 gram mol-1
⇒ m Ca(OH)2 = 37 gram
Jadi, massa Ca(OH)2 yang dihasilkan adalah 37 gram.
■ Menentukan volume C2H2
Pertama kita tentukan jumlah mol C2H2 dengan menggunakan perbandingan koefisien sesuai persamaan reaksi setara di atas.
Perbandingan koefisien C2H2 : CaC2 = 1 : 1. Maka, jumlah mol C2H2 dapat ditentukan dengan cara berikut.
Jumlah mol C2H2 = koefisien C2H2/koefisien CaC2 × mol CaC2
⇒ 1/1 × 0,5 mol = 0,5 mol
Selanjutnya dengan menggunakan rumus volume molar yang sudah diberikan sebelumnya, kita dapat menentukan volume CaC2 yang dihasilkan, yaitu sebagai berikut.
Volume CaC2 = jumlah mol × volume molar
⇒ V CaC2 = n × Vm
⇒ V CaC2 = 0,5 mol × 22,4 liter mol-1
⇒ V CaC2 = 11,2 liter
Jadi, volume CaC2 (gas asetilena) yang dihasilkan pada keadaan standar (STP) adalah 11,2 liter.
