Soal dan Pembahasan - Stoikiometri Kimia {Level 1}

Soal No 1 :

Jika dilarutkan magnesium ke dalam larutan HCl, akan terjadi gelembung gas yang menandakan terbentuknya gas hidrogen. Berapa gram magnesium yang harus dilarutkan ke dalam HCl untuk menghasilkan 2,25 liter gas hidrogen pada keadaan STP? {Ar Mg = 24}

Pembahasan Soal No 1:

Soal ini menuntut kamu agar pandai membuat persamaan reaksi setara dari narasi yang diberikan pada soal. Jika kamu tidak bisa, maka tentunya kamu juga tidak bisa menjawab soal tersebut.

Di soal dikatakan, dilarutkan Mg ke dalam HCl sehingga dihasilkan gas hidrogen. Selain gas hidroggen, nanti juga akan dihasilkan senyawa $MgCl_2$, walaupun tidak dibeutkan di dalam soal.

Persamaan reaksi dapat ditulis sebagai berikut:

Mg + 2HCl ==> $MgCl_2 + H_2$

Pada soal diatas, yang ditanya adalah berapa massa Mg yang harus dilarutkan untuk membentuk 2,25 L gas $H_2$. Jika pada soal hanya diketahui satu buah data untuk zat dalam persamaan reaksi, maka kedua pereaksi dalam persamaan reaksi tersebut tepat bereaksi.

Jadi, kita tidak perlu menggunakan konsep pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas hanya digunakan ketika data kedua pereaksi {bisa massa, mol V dan sebagainya} diketahui.

$V H_2$ yang dihasilkan = 2,24 L {STP}

Dalam keadaan STP, 1 mol gas = 22,4 L.

Maka, untuk mencari mol gas dengan volume tertentu pada keadaan STP igunakan rumus:

$H_{2}=\frac{V}{22,7L}$

mol $H_2$ yang dihasilkan 

$= \frac{V}{22,7L}$

$= \frac{2,24L}{22,7L}$

  = 0,1 Mol

Untuk mencari mol Mg yang bereaksi, perhatikan persamaan reaksinya kembali:

Mg + 2HCl ==> $MgCl_2 + H_2$

Sesuai dengan hukum Avogadro, perbandingan mol sama dengan perbaningan koefisien. Karena koefisien $H_2$ dan Mg pada persamaan reaksi diatas adalah sama, maka mol-nya pun sama.

Jadi, mol Mg = mol $H_2$ = 0,1 mol

Misalnya, kalau kita ingin mencari mol HCl, maka molnya adalah dua kali dari mol $H_2$.

Massa Mg yang bereaksi 

= mol x Ar 

= 0,1 mol x 24 gr/mol 

= 2,4 gram

Nah, mudah bukan. Kalian harus mampu memahami step-step dalam menjawab soal seperti ini. Jika kalian sudah paham, maka tentu kamu akan jauh lebih mudah menjawab soal-soal setipe dengan ini.

Soal No 2 :

Sebanyak 9,2 gram logam natrium bereaksi dengan larutan asam sulfat menurut persamaan reaksi:

2Na + $H_{2}SO_4$ ==> $Na_{2}SO_4 + H_2$

Tentukan:

a. Volume gas $H_2$ yang terbentuk jika diukur pada keadaan STP {0 degC, 1 atm}

b. Massa $Na_{2}SO_4 $ yang terbentuk

c. Volume larutan $H_{2}SO_4$ 3M yang iperlukan

   {diketahui: Ar S = 32, Na = 23 dan O = 16}

Pembahasan Soal No 2:

Mirip dengan soal sebelumnya, hanya diketahui satu data zat pada persamaan reaksi berupa massa, sehingga kita anggap pereaksinya tepat bereaksi.

Pembahasan Point A

Mencari V $H_2$ yang terbentuk {STP} jika 9,2 gram Na direaksikan dengan asam sulfat.

Pertama cari mol Na terlebih dahulu.

mol Na $=\frac{gr}{Mr}$

mol Na $=\frac{9,2}{23}$

mol Na   =0,4 Mol

Kemudian, cari mol $H_2$ yang terbentuk menggunakan konsep perbandingan koefisien. Nah, karena koefisien $H_2$ adalah ½ dari koefisien Na, maka mol-nya juga begitu.

mol $H_2$ = ½ x mol Na 

mol $H_2$ = ½ x 0,4 mol 

mol $H_2$ = 0,2 mol

Maka, V $H_2$ yang ihasilkan pada keadaan STP adalah:

V $H_2$ = mol x 22,4 L 

V $H_2$ = 0,2 mol x 22,4 L 

V $H_2$ = 4,48 L

Pembahasan Point B

Mencari massa $Na_{2}SO_4 $ yang terbentuk.

Untuk mencari massanya, tentukan dulu mol $Na_{2}SO_4 $ yang terbentuk menggunakan perbandingan koefisien. Sama dengan H2, karena koefisien $Na_{2}SO_4 $ = ½ x koefisien Na, maka molnya juga berlaku demikian.

mol $Na_{2}SO_4 $ = ½ x mol Na 

mol $Na_{2}SO_4 $ = ½ x 0,4 mol 

mol $Na_{2}SO_4 $ = 0,2 mol

Mr $Na_{2}SO_4 $ = 2 . Ar Na + 1 Ar S + 4 x Ar O

Mr $Na_{2}SO_4 $ = 2 . 23 + 32 + 4 .16

Mr $Na_{2}SO_4 $ = 142

Maka, massa $Na_{2}SO_4$ yang terbentuk adalah:

= mol x Mr 

= 0,2 mol x 142 gr/mol 

= 28,4 gram

Pembahasan Point C

Mencari volume larutan $H_{2}SO_4$ 0,4 M yang diperlukan.

Jadi, pada soal ketiga ini dietahui molaritas $H_{2}SO_4$-nya adalah 3 M.

Mol $H_{2}SO_4$ yang dibutuhkan 

= ½ x mol Na 

= ½ x 0,4 mol 

= 0,2 mol

Dari rumus molaritas/lkonsentrasi”

$M=\frac{mol}{V}$, maka

$V=\frac{mol}{M}$

V $H_{2}SO_4$ yang dibutuhkan 

$V=\frac{mol}{M}$

$V=\frac{0,2}{4}$

V  =0,05 L

V  =50 mL

Nah, selesai. Sangat muah bukan. Semoga kalian paham ya denggan beberapa contoh soal serta pembahasan terkait materi stoikiometri kimia. silahkan cek soal dan pembahasan lain di blog ini.

Soal No 3 :

Menentukan rumus empiris suatu senyawa jika diketahui persen massa unsur penyusunnya

Salah satu zat pendingin yang terdapat di dalam AC atau kulkas digunakan senyawa kloro fluoro karbon atau CFC. Jika diketahui komposisi unsur penyusun senyawa tersebut adalah C = 23,54 %, H = 1,98% dan F = 74,48 %, rumus empiris dari senyawa tersebut adalah. . . . .

Pembahasan Soal No 3:

Walau terlihat membingungkan, namun cara penyelesaian soal ini cukup mudah dan gampang dimengerti.

Untuk menentukan rumus mepiris suatu senyawa yang diketahui komposisinya dalam bentuk persen {massa}, maka yang perlu kita lakukan adalah mencari perbandingan mol unsur-unsur tersebut.

Karena tidak diketahui massa senyawa CFC-nya, kita misalkan saja dengan 100 gram. Kalian bisa misalkan dengan angka berapapun, namun tentu kita memilih angka yang paling mudah perhitungannya bukan.

Massa CFC = 100 gram

Massa C = 23,54 % x 100 gram = 23,54 gram

Massa F = 74,48 % x 100 gram = 74,48 gram

Massa H = 1,98 % x 100 gram = 1,98 gram

mol C:

mol C = $\frac{gr}{Ar}$

mol C = $\frac{23,54}{12}$

mol C = 1,96

mol C = 2 {pembulatan}

mol F:

mol F = $\frac{gr}{Ar}$

mol F = $\frac{74,48}{39}$

mol F = 1,90

mol F = 2 {pembulatan}

mol H:

mol H = $\frac{gr}{Ar}$

mol H = $\frac{1,98}{1}$

mol H = 1,98

mol H = 2 {pembulatan}

Jadi, perbandingan mol unsur penyusun CFC adalah:

mol C : mol F : mol H = 2 : 2 : 2 atau 1 : 1 : 1

Maka, rumus empiris senyawa tersebut adalah CFH atau CHF

Nah, mudah kan. Kamu pasti bisa memahaminya.

Soal No 4 :

Menentukan massa suatu gas pada keadaan RTP/Room Temperature and Presure.

6 Liter gas nitrogen pada keadaan RTP mempunyai massa sebesar . . . .[Ar N = 14}

Pembahasan Soal No 4:

Kalau sebelumnya kita sudah mengenal istilah STP yaitu Standard Temperature And Presure {0 $_{}^{0}\textrm{C}$ dan 1atm}, ada lagi nih istilah kedua yang disebut dengan RTP yaitu Room Temperature and Presure {25 $_{}^{0}\textrm{C}$ dan 1 atm}.

Kalau, 1 mol gas pada keadaan STP setara dengan 22,4 L, maka 1 mol gas pada keadaan RTP sama dengan 24 L.

Untuk mencari mol pada keadaan RTP = $\frac{V}{24L}$

Pada soal tersebut, gas nitroggen mempunyai V = 6L, maka jumlah mol:

= $\frac{V}{24L}$

= $\frac{6}{24L}$

= 0,25 mol

Gas nitrogen memiliki rumus molekul $N_2$ {Mr = 28}. Massa 6 L gas N2 pada keadaan RTP adalah:

= mol x Mr 

= 0,25 mol x 28 gr/mol 

= 7 gram 

Soal No 5 :

Menentukan disenyawa mana suatu unsur memiliki persentase terbesar.

Di bawah ini adalah beberapa senyawa yang menganung nitrogen. Senyawa yang mengandung N dengan persentase paling besar adalah . . . .

A. $NH_{4}NO_3 {Mr = 80}$

B. $(NH_{4})_{2}SO_4 (Mr = 132)$

C. $NaNO_3 (Mr = 85)$

D. $(NH_{4})_{3}PO_4 (Mr = 150)$

E. $CO(NH_{2})_2 (Mr = 60)$

Pembahasan Soal No 5:

Untuk mencari persentase massa suatu unsur alam senyawa, kita bisa menggunakan rumus berikut.

Persen massa A dalam senyawa $AxBy = \left \{ x\frac{Ar A}{Mr AxBy} \right \}\times 100$ %

Keterangan:

x dan y merupakan jumlah unsur A dan B dalam senyawa AxBy

Persen massa:

N dalam $NH_{4}NO_3$
=$\left \{ x\frac{Ar N}{Mr NH_{4}NO_3} \right \}\times 100$ %

=$\left \{ 2\frac{14}{80} \right \}\times 100$ %

= 35 %

N dalam $(NH_{4})_{2}SO_4$

=$\left \{ x\frac{Ar N}{Mr (NH_{4})_{2}SO_4} \right \}\times 100$ %

=$\left \{ 2\frac{14}{132} \right \}\times 100$ %

= 21,2 %

N dalam $NaNO_3$

=$\left \{ x\frac{Ar N}{Mr NaNO_3} \right \}\times 100$ %

=$\left \{ 2\frac{14}{85} \right \}\times 100$ %

= 16,4 %

N dalam $(NH_{4})_{3}PO_4$

=$\left \{ x\frac{Ar N}{Mr (NH_{4})_{3}PO_4} \right \}\times 100$ %

=$\left \{ 3\frac{14}{150} \right \}\times 100$ %

= 28 %

N dalam $CO(NH_{2})_2$

=$\left \{ x\frac{Ar N}{Mr CO(NH_{2})_2} \right \}\times 100$ %

=$\left \{ 2\frac{14}{60} \right \}\times 100$ %

= 46,7 %

Dari perhitungan persentase diatas terlihat bahwa senyawa yang mengandung N dengan persentase terbesar adalah $CO(NH_{2})_2$ {E}.

Nah, sekian pembahasan kita untuk beberapa soal stoikiometri kali ini. semoga bermanfaat dan membuat kamu tambah menyukai kimia. sampai jumpa di artikel lainnya