Kimia Dasar: Stoikiometri

Secara harfiah, stoikiometri berasal dari bahasa Yunani, stoicheion yang artinya unsur dan metron. Dari arti tersebut, stoikiometri dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai massa antar unsur dalam suatu senyawa dan antar zat dalam suatu reaksi.

Dalam hal ini, stoikiometri akan menjelaskan konsep mol sebagai besaran jumlah suatu zat. Konsep mol ini berkaitan dengan massa atom relatif (Ar), massa molekul relatif (Mr), massa molar, dan volume molar. Berikut ini penjelasan lebih lanjut tentang hal-hal tersebut.

Konsep mol (n)

Atom adalah bagian terkecil penyusun suatu unsur, sementara molekul adalah bagian terkecil penyusun suatu senyawa. Atom mempunyai massa atom relative (Ar), contohnya Ar H = 1, Ar C = 12, dan masih banyak lagi.

Lalu, molekul memiliki massa molekul relatif (Mr) berdasarkan perhitungan total Ar yang berada pada molekul atau senyawa tersebut. Contohnya, H₂O = (2 * Ar H) + (1 * Ar O ). Satuan internasional untuk suatu unsur dan molekul adalah mol yang dinotasikan dengan huruf (n).

Nilai mol dapat digunakan untuk menentukan jumlah partikel suatu unsur ataupun suatu molekul yang dinotasikan dengan huruf N. Untuk mendapatkan nilai N, mol (n) harus dikalikan dengan bilangan Avogadro sebesar 6,02 * 10²³.

Massa dan Volume Molar

Massa molar adalah massa suatu unsur ataupun suatu molekul yang sama dengan massa atom realtif ( Ar ) dan massa molekul relatif ( Mr ) dalam satuan gram. Sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut:

Volume molar adalah volume satu mol gas. Sesuai hukum Avogadro yang berbunyi pada tempertarut ( T ) dan tekanan ( P ) yang sama, semua gas yang memiliki volume ( V ) yang sama memiliki jumlah mol ( n ) yang sama.

PV=nRT , R=tetapan gas = 0,082  (L atm) ⁄ (mol K)

Penentuan Volume Pada Keadaan Standar (STP=Standard Temperature And Pressure)

Volume 1 mol gas pada keadaan standar ( STP ) yaitu P = 1 atm dan T = 0 ᵒC = 273 K adalah 22,4 liter, sehingga dapat dirumuskan:

Perbandingan Volume Suatu Gas dengan Gas yang Lain

Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume suatu gas sama dengan perbandingan mol suatu gas tersebut, sehingga dapat dirumuskan:

Komposisi Suatu Zat

Komposisi suatu senyawa berdasarkan perbandingan massa unsur – unsur penyusun suatu senyawa tersebut. Presentase unsur-unsur suatu senyawa didasarkan pada perbandingan massa arom relatif (Ar) unsur tersebut dengan massa molekul realtif (Mr) senyawanya. Dari nilai tersebut kita dapat mengetahui berapa persentase suatu unsur dalam suatu senyawa. Contohnya :

Presentase atom C pada CH₄ (Ar C = 12 dan Ar H = 1, jadi Mr CH₄ = 16)

Penentuan Rumus Empiris Dan Rumus Molekul

Langkah – langkah menentukan rumus empiris dan rumus molekul dari suatu senyawa:

1. Menentukan massa dari masing-masing unsur dari suatu senyawa.
2. Membagi massa dari masing-masing unsur dengan massa atom relatifnya, sehingga didapatkan nilai mol dari masing-masing unsur tersebut.
3. Mengubah nilai mol menjadi bilangan bulat (1, 2, 3 dan seterusnya).

Langkah-langkah tersebut untuk menunjukan rumus empiris dan rumus molekul suatu senyawa berdasarkan perbandingan massa dari masing – masing unsur penyusun senyawa tersebut.

Contohnya :

Sebanyak 1,5 gram suatu senyawa mengandung 0,3 gram hidrogen dan 1,2 gram karbon, jika massa molekul relatif senyawa tersebut 30, tentukan rumus empiris dan rumus molekulnya!

Perbandingan jumlah mol atom C dengan H = 1 : 3, jadi rumus empiris dari senyawa di atas adalah CH₃.

Massa molekul relatif ( Mr ) senyawa di atas = 30

( CH₃ ) n = 30

( Ar C + 3 Ar H ) n = 30

( 12 + 3 ) n = 30

15 n = 30

n= 2

Jadi, rumus molekul senyawa tersebut adalah ( CH₃ ) ₂ atau C₂H₆.

Dari berbagai penjelasan di atas, dapat disimpulkan jika konsep mol merupakan perhitungan dasar dari suatu reaksi kimia. Biasanya konsep mol berfokus kepada nilai mol itu sendiri, massa baik itu massa molar, massa atom relatif (Ar) dan massa relatif molekul (Mr), volume molar (V), tekanan (P), temperature (T) dan jumlah partikel (N).

Sekian seluruh uraian penjelasan mengenai konsep mol. Dari konsep mol tersebut, dapat digunakan untuk menentukan komposisi suatu zat, rumus empiris, dan rumus dari molekul dari suatu senyawa.