Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan

3. Perhitungan Kuantitatif Reaksi dalam Larutan

Perhitungan kuantitatif reaksi-reaksi kimia dalam larutan umumnya melibatkan konsentrasi molar dan pH. Hal-hal yang perlu diketahui dalam mempelajari stoikiometri larutan adalah apa yang diketahui dan yang ditanyakan, kemudian diselesaikan dengan empat langkah berikut.

1. Tuliskan persamaan reaksi setara.

2. Ubah besaran yang diketahui ke satuan mol.

3. Gunakan perbandingan koefisien dari persamaan kimia setara untuk menentukan besaran yang tidak diketahui dalam mol.

4. Ubah satuan mol ke dalam besaran yang ditanyakan.

Contoh 7.4

Menentukan olume Pereaksi

Berapa mililiter NaOH 0,25 M harus ditambahkan agar bereaksi sempurna dengan

25 mL H 2 SO 4 0,1 M.

Jawab:

Tahap 1 : Tuliskan persamaan kimia.

H 2 SO 4 (aq) + 2NaOH(aq) ⎯⎯ → Na 2 SO 4 (aq) + 2H 2 O( A ) Tahap 2 : Ubah besaran yang diketahui ke dalam satuan mol.

0,1 mol 1.000 mL × 25 mL H SO = 2,5 × 10 –3 2 4 mol H 2 SO 4

Tahap 3 :Tentukan rasio stoikiometri (RS) reaksi untuk menentukan jumlah mol yang dicari. 2 mol NaOH

2 SO 4 = 5 × 10 mol NaOH Tahap 4 : Ubah satuan mol ke dalam satuan yang ditanyakan.

Sumber: Chemistry (McMurry), 2001 –3 1 mol H SO × 2,5 × 10 2 4 mol H

Gambar 7.3

pH meter dapat digunakan

5× 10 mol NaOH

secara langsung pada saat

olume NaOH =

× 1.000 mL larutan = 20 mL

0,25 mol NaOH

melakukan titrasi asam basa.

Jadi, volume NaOH 0,25 M yang harus ditambahkan adalah 20 mL.

Contoh 7.5

Menentukan Berat Hasil Reaksi

Jika 25 mL larutan BaCl 2 0,1 M direaksikan dengan 25 mL larutan Na 2 SO 4 0,25 M,

berapakah massa BaSO 4 yang diendapkan?

Jawab:

Tahap 1 : Tuliskan persamaan kimia. BaCl 2 (aq) + Na 2 SO 4 (aq) ⎯⎯ → BaSO 4 (s) + 2NaCl(aq)

Tahap 2–3 : Ubah konsentrasi masing-masing pereaksi ke dalam satuan mol, tentukan pereaksi pembatas, tentukan nilai RS, dan hitung jumlah mol BaSO 4 .

Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI

Jumlah mol BaCl 2 : 25 mL

Mahir Menjawab

1.000 mL × 0,1 mol BaCl 2 = 2,5 × 10 mol

Berapakah pH larutan yang diperoleh

Jumlah mol Na 2 SO 4 :

dengan mencampurkan 50 mL HNO 3

25 mL 0,2 M dan 50 mL KOH 0,4 M?

1.000 mL × 0,25 mol Na 2 SO 4 = 6,25 × 10 –3

Jumlah mol pereaksi paling sedikit menjadi pereaksi pembatas. Dalam reaksi ini adalah

C. 7

BaCl 2 . Oleh karena itu, jumlah mol BaSO 4 ditentukan oleh BaCl 2 .

Pembahasan

Jumlah mol BaSO 4 = RS × mol BaCl 2 Persamaan reaksi: HNO 3 + KOH

KNO 1 mol BaSO

3 +H 2 O 4 × 2,5 × 10 –3 mol BaCl

mmol awal 10 20 1 mol BaCl 2

2 = 2,5 × 10 –3 mol

mmol bereaksi 10 10 10

mmol sisa 0 10 10 Massa molar BaSO

Tahap 4 : Hitung massa BaSO 4 yang terbentuk

4 = 233 g mol Massa BaSO = 233 g mol –1 × 2,5 × 10 –3

10mmol

Zat tersisa basa kuat = Jadi, massa BaSO 4 yang terbentuk adalah 0,58 g

4 mol = 0,58 g

100mL

= 0,1 M (pOH = 1) maka pH basa kuat adalah

4. Perhitungan pH Campuran

pH = 14 – pOH

Jika larutan asam atau basa dicampurkan dengan larutan asam atau

= 14 – 1 = 13 Jadi, jawabannya (E).

basa yang sejenis atau berbeda jenis maka konsentrasi asam atau basa dalam

SPMB 2005

larutan itu akan berubah. Perubahan konsentrasi ini tentu akan mengubah pH larutan hasil pencampuran. Perhatikan contoh-contoh berikut.

Contoh 7.6

Menghitung pH Campuran Asam yang Sama

Sebanyak 50 mL larutan HCl 0,1 M dicampurkan dengan 100 mL larutan HCl 0,5 M. Berapakah pH larutan sebelum dan sesudah dicampurkan?

Sekilas

Jawab:

Kimia

pH 50 mL larutan HCl 0,1 M = –log [H ] = 1,0 pH 100 mL larutan HCl 0,5 M = –log (0,5) = 0,3

Reaksi Penetralan di Lambung

Setelah dicampurkan, volume campuran menjadi 150 mL. Jumlah mol HCl dalam Pernahkah Anda sakit campuran sebagai berikut.

maag? Maag terjadi karena

kelebihan asam lam bung (HCl) 50 mL × 0,1 mmol mL HCl = 5 mmol

sehingga lambung terasa sakit. Mengapa? Hal ini terjadi karena

100mL × 0,5 mmol mL –1 HCl = 50 mmol dinding lambung mengalami peradangan.

55 mmol

Konsentrasi molar HCl dalam campuran =

= 0,367 M

Untuk menetralkan

kelebihan asam lambung Jadi, pH campuran = –log [0,367] = 0,44

150 mL

tersebut digunakan suatu basa yang dinamakan antasida

Pencampuran larutan asam dan basa akan membentuk reaksi

sehingga rasa nyeri pada

penetralan. Jika jumlah mol asam dan basa dalam campuran itu sama,

lambung akan berkurang. Contoh suatu antasida di

terjadilah penetralan sempurna sehingga pH larutan sama dengan 7.

antaranya adalah Al(OH) 3 ,

Tetapi, jika terdapat salah satu pereaksi berlebih, kelebihannya akan

Mg(OH) 2 , dan CaCO 3 .

menentukan pH larutan hasil pencampuran.

Sumber: Introductory Chemistry, 1997

Contoh 7.7

Menghitung pH Campuran Asam dan Basa

Jika 25 mL HCl 0,5 M dicampurkan dengan 50 mL NaOH 0,1M, bagaimanakah pH hasil pencampuran?

Stoikiometri Larutan dan Titrasi Asam Basa

Jawab:

Untuk mengetahui nilai pH campuran asam basa, perlu ditentukan jumlah mol asam atau basa yang berlebih setelah terjadi reaksi penetralan.

H + (aq) + OH – (aq) ⎯⎯ → H 2 O( A )

Jumlah mol ion H + dalam HCl = 25 mL × 0,5 mmol mL –1 = 12,5 mmol Jumlah mol ion OH – dalam NaOH = 50 mL × 0,1 mmol mL –1 = 5 mmol Seluruh ion OH – dinetralkan oleh ion H + sehingga sisa ion H + dalam larutan sebanyak 7,5 mmol. Karena volume campuran 75 mL maka konsentrasi molar ion H + sisa:

75 mL Dengan demikian, pH campuran = –log (0,1) = 1.

Tes Kompetensi Subbab A

Kerjakanlah dalam buku latihan.

1. Tuliskan persamaan ion bersih dari persamaan Jika 20 g aluminium dimasukkan ke dalam 25 mL molekuler berikut.

larutan yang H 2 SO 4 0,5 M, berapa gram Al 2 (SO 4 ) 3

a. Ca(s) + H 2 SO 4 (aq) ⎯⎯ → CaSO 4 (s) + H 2 (g)

yang terbentuk?

b. NH 4 HSO 4 (aq) ⎯⎯ → NH 3 (g) + H 2 SO

4 (aq)

5. Sebanyak 50 mL HNO 3 65% ( ρ = 1,42 g mL )

c. Cu(s)+ 2AgNO 3 (aq) ⎯⎯ → 2Ag(s)+

diencerkan menjadi 20% ( ρ = 1,1 g mL –1 ). Hitunglah

kemolaran HNO 3 pekat dan encer. 2. Tuliskan persamaan molekul dan persamaan ion

Cu(NO 3 ) 2 (aq)

6. S ebanyak 3 8 5 mL larutan C 12 H 22 O 11 1 ,5 M bersih dari reaksi berikut.

dicampurkan dengan 615 mL larutan C 12 H 22 O 11

a. FeCl 3 + NaOH ⎯⎯ → Fe(OH) 3 + NaCl

1,25 M. Berapakah kemolaran larutan sukrosa yang

b. Ba(NO 3 ) 2 + Na 2 SO 4 ⎯⎯ → BaSO 4 + NaNO 3 terbentuk?

3. Apakah dalam reaksi berikut akan menghasilkan 7. Berapakah pH larutan dari hasil pencampuran gas, endapan, atau hanya sebagai ion-ionnya?

75 mL NaOH 0,5 M dan 125 mL Mg(OH) 2 0,5 M?

a. BaCl 2 (aq) + H 2 SO 4 (aq) ⎯⎯ →

8. Jika 100 mL CH 3 COOH 0,5 M dicampurkan dengan

b. AgNO 3 (aq) + NaCl(aq) ⎯⎯ → 25 mL HCl 0,1 M, berapakah pH campuran?

c. 2Na(s) + 2H 2 O( A ) ⎯⎯ →

9. Berapakah pH larutan hasil pencampuran dari 100

d. NaNO 3 (aq) + HCl(aq) ⎯⎯ → mL HCl 0,5 M dan 50 mL Ca(OH) 2 0,75M?

10. Berapakah pH larutan jika 10 g NaOH dilarutkan persamaan reaksi berikut.

4. Aluminium bereaksi dengan H 2 SO 4 menurut

ke dalam 250 mL HCl 0,5M?

2Al(s) + 3H 2 SO 4 (aq) ⎯⎯ → 2Al(SO 4 ) 3 (aq) + 3H 2 (g)