Stoikiometri adalah ilmu yang mempelajari hubungan kuantitatif (jumlah) antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia.
1. Konsep Mol (Jembatan Perhitungan)
Mol adalah satuan jumlah zat dalam kimia. 1 mol zat mengandung 6,02 × 10²³ partikel (Bilangan Avogadro, L).
- Hubungan Mol dengan Massa (gram):
- n = m / Ar (untuk unsur)
- n = m / Mr (untuk senyawa)
- Keterangan: n = mol, m = massa (g), Ar/Mr = Massa Atom/Molekul Relatif.
- Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel (X):
- X = n × 6,02 × 10²³
- Hubungan Mol dengan Volume Gas (STP - 0°C, 1 atm):
- V = n × 22,4 Liter
- Hubungan Mol dengan Molaritas (Konsentrasi):
- M = n / V
- Keterangan: M = Molaritas (mol/L), V = Volume larutan (Liter).
2. Hukum Dasar Kimia
Sebelum menghitung, kamu harus paham "aturan main" alam semesta ini:
| Hukum | Penemu | Inti Sari |
| Kekekalan Massa | Lavoisier | Massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. |
| Perbandingan Tetap | Proust | Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap. |
| Perbandingan Kelipatan | Dalton | Jika dua unsur membentuk lebih dari satu senyawa, massa salah satu dibuat tetap, maka massa unsur lainnya berbanding sebagai bilangan bulat sederhana. |
| Perbandingan Volume | Gay-Lussac | Pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama, perbandingan volume gas sesuai dengan koefisien reaksinya. |
| Hipotesis Avogadro | Avogadro | Pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama, gas-gas dengan volume yang sama memiliki jumlah molekul yang sama. |
3. Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr)
- Ar: Massa satu atom relatif terhadap 1/12 massa atom C-12 (lihat di Tabel Periodik).
- Mr: Penjumlahan seluruh Ar atom penyusun molekul.
- Contoh: Mr H₂O = (2 × Ar H) + (1 × Ar O) = (2 × 1) + 16 = 18.
4. Persen Komposisi Massa
Untuk mencari persentase unsur dalam suatu senyawa:
% Unsur = ( (Σ atom × Ar) / Mr Senyawa ) × 100%
5. Rumus Empiris (RE) dan Rumus Molekul (RM)
- Rumus Empiris: Perbandingan paling sederhana dari atom-atom penyusun senyawa.
- Rumus Molekul: Rumus yang menunjukkan jumlah atom sebenarnya. RM = (RE)ₙ
- n ditentukan dengan membandingkan Mr RM dengan Mr RE.
6. Perhitungan dalam Persamaan Reaksi
Dalam reaksi kimia yang sudah setara, perbandingan Koefisien Reaksi sama dengan perbandingan Mol.
Langkah penyelesaian soal:
- Tulis persamaan reaksi dan setarakan.
- Ubah data zat yang diketahui (massa/volume) menjadi Mol.
- Gunakan perbandingan koefisien untuk mencari mol zat yang ditanyakan.
- Mol ditanya = (Koefisien ditanya / Koefisien diketahui) × Mol diketahui
- Ubah kembali mol tersebut ke satuan yang diminta (gram/liter).
7. Pereaksi Pembatas
Jika ada dua zat atau lebih yang diketahui jumlahnya, salah satu akan habis lebih dulu (Pereaksi Pembatas).
- Cara mencari: Bagilah mol masing-masing zat dengan koefisiennya. Hasil bagi yang paling kecil adalah pereaksi pembatasnya.
8. Kadar Rendemen (Hasil Reaksi)
Tidak semua reaksi berjalan 100% sempurna di laboratorium.
% Rendemen = (Hasil Nyata / Hasil Teoretis) × 100%
Tips Belajar Stoikiometri :
- Selalu Setarakan Reaksi: Kesalahan paling umum adalah menghitung sebelum menyetarakan jumlah atom kiri dan kanan.
- Hafalkan Satuan: Pastikan massa dalam gram dan volume dalam liter sebelum masuk ke rumus mol.
- Logika Perbandingan: Anggap koefisien reaksi sebagai "resep". Jika resep minta 2 telur untuk 1 roti, maka 4 telur akan menghasilkan 2 roti.
Contoh Soal: Pembakaran Gas Metana
Soal: Gas Metana (CH₄) sebanyak 3,2 gram dibakar sempurna dengan gas Oksigen (O₂) menghasilkan gas Karbondioksida (CO₂) dan uap air (H₂O). Hitunglah volume gas CO₂ yang dihasilkan jika diukur pada kondisi STP! (Diketahui Ar: C = 12, H = 1, O = 16)
Langkah Penyelesaian:
1. Tulis dan Setarakan Persamaan Reaksi Sebelum menghitung, reaksi harus setara (jumlah atom kiri = kanan). CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
2. Hitung Mr CH₄ (Zat yang diketahui massanya) Mr CH₄ = (1 × Ar C) + (4 × Ar H) Mr CH₄ = (1 × 12) + (4 × 1) = 16
3. Ubah Massa CH₄ menjadi Mol n = m / Mr n CH₄ = 3,2 / 16 = 0,2 mol
4. Cari Mol CO₂ (Zat yang ditanyakan) Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan reaksi di langkah 1.
- Koefisien CH₄ = 1
- Koefisien CO₂ = 1
Mol CO₂ = (Koefisien CO₂ / Koefisien CH₄) × n CH₄ Mol CO₂ = (1 / 1) × 0,2 = 0,2 mol
5. Ubah Mol CO₂ menjadi Volume (STP)
V = n × 22,4
V CO₂ = 0,2 × 22,4 = 4,48 Liter
Jawaban Akhir : Jadi, volume gas CO₂ yang dihasilkan adalah 4,48 Liter.