Reaksi Dan Stoikiometri Larutan

Transkripsi

1 A. PERSAMAAN REAKSI ION Reaksi Dan Stoikiometri Larutan Persamaan reaksi ion adalah persamaan reaksi yang menjelaskan bagaimana reaksi antar-ion terjadi pada elektrolit. Persamaan reaksi ion terdiri dari: 1) Persamaan reaksi ion lengkap, menjelaskan ionisasi elektrolit. ) Persamaan reaksi ion bersih, reaksi ion lengkap yang tidak mengandung ion penonton atau ion yang tidak berubah. Cl O (g) + Ca(OH) (aq) d Ca(ClO) (aq) + H O (l) Cl O (g) + Ca + (aq) + OH d Ca + (aq) + ClO + H O (l) Cl O (g) + OH d ClO - (aq) + H O (l) B. REAKSI LARUTAN Reaksi terjadi karena adanya molekul-molekul yang terion. Reaksi-reaksi asam-basa: 1) Reaksi asam-basa (netralisasi) ) Reaksi oksida basa-asam Oksida Basa + Asam d Garam + Air Kat + O + H + An d Kat + An + H + O Contoh oksida basa (logam) dan kation yang dibentuknya: O. Basa + Air d Basa Kation K O + H O d KOH K + Li O + H O d LiOH Li + Na O + H O d NaOH Na + MgO + H O d Mg(OH) Mg + CaO + H O d Ca(OH) Ca + BaO + H O d Ba(OH) Ba + Reaksi alumunium oksida padat dengan asam perklorat menjadi alumunium perklorat dan air. Al O 3(s) + 6HClO 4(aq) Al O 3(s) + 6H + (aq) + 6ClO 4 - (aq) d Al(ClO 4) 3(aq) + 3H O (l) Asam dan basa saling meniadakan sifat dan membentuk garam dan air yang bersifat netral. Asam + Basa d Garam + Air H + An + Kat + OH d Kat + An + H + OH Reaksi asam sulfat dengan kalium hidroksida membentuk kalium sulfat dan air. H SO 4(aq) + KOH (aq) d K SO 4(aq) + H O (l) H + (aq) + SO 4 - (aq) + K + (aq) + OH d K + (aq) + SO 4 - (aq) + H O (l) H + (aq) + OH d H O (l) d Al 3+ (aq) + 6ClO 4 - (aq) + 3H O (l) Al O 3(s) + 6H + (aq) d Al 3+ (aq) + 3H O (l) 3) Reaksi oksida asam-basa Oksida Asam + Basa d Garam + Air (An )O + Kat + OH d Kat + An + H + OH Contoh oksida asam (non-logam) dan anion yang dibentuknya: O. Asam + Air d Asam Anion Asam monovalen (nitrogen dan halogen) N O 3 + H O d HNO NO N O 5 + H O d HNO 3 NO 3 Cl O + H O d HClO ClO Cl O 7 + H O d HClO 4 ClO 4 1

2 Br O 3 + H O d HBrO BrO I O 5 + H O d HIO 3 IO 3 Asam divalen CO + H O d H CO 3 CO 3 SO + H O d H SO 3 SO 3 SO 3 + H O d H SO 4 SO 4 Asam trivalen P O 3 + H O d H 3PO 3 PO 3 P O 5 + H O d H 3PO 4 PO 4 As O 3 + H O d H 3AsO 3 AsO 3 As O 5 + H O d H 3AsO 4 AsO 4 Sb O 3 + H O d H 3SbO 3 SbO 3 Sb O 5 + H O d H 3SbO 4 SbO 4 Reaksi gas dinitrogen pentaoksida dengan kalsium hidroksida membentuk kalsium nitrat dan air. N O 5(g) + Ca(OH) (aq) N O 5(g) + Ca + (aq) + OH - (aq) d Ca(NO 3) (aq) + H O (l) d Ca + (aq) + NO 3 - (aq) + H O (l) N O 5(g) + OH d NO 3 + H O (l) 4) Reaksi oksida asam-oksida basa O. Asam + O. Basa d Garam Kat + O + (An )O d Kat + An Reaksi difosfor trioksida padat dengan stronsium oksida padat menghasilkan stronsium fosfit. P O 3 (s) + 3SrO (s) d Sr 3(PO 3) (s) 5) Reaksi amonia dengan asam Amonia + Asam d Garam Amonium Reaksi amonia dengan asam sulfat menghasilkan amonium sulfat. NH 3 (g) + H SO 4 (aq) d (NH 4) SO 4 (aq) NH 3 (g) + H + (aq) + SO 4 - (aq) NH 3 (g) + H + (aq) d NH 4 + (aq) d NH 4 + (aq) + SO 4 - (aq) Reaksi-reaksi asam-basa yang menghasilkan gas-gas: 6) Reaksi garam amonium dengan basa menghasilkan NH 3 Reaksi amonium klorida dengan litium hidroksida menghasilkan lithium klorida, air dan amonia. NH 3 + H + An d NH 4+ An Garam Amonium + Basa d Garam Lain + Air + NH 3 NH 4+ An +Kat + OH dkat + An +H O+NH 3 NH 4Cl (aq) + LiOH (aq) d LiCl (aq) + H O (l) + NH 3(g) NH 4 + (aq) + Cl + Li + (aq) + OH d Li + (aq) + Cl + H O (l) + NH 3(g) NH 4 + (aq) + OH d H O (l) + NH 3(g) P O 3 (s) + 3SrO (s) d Sr 3(PO 3) (s) (tetap) P O 3 (s) + 3SrO (s) d Sr 3(PO 3) (s) (tetap)

3 7) Reaksi garam karbonat dengan asam menghasilkan CO Garam Karbonat + Asam d Garam Lain + Air + CO Kat + CO 3 +H + An dkat + An +H O+CO Reaksi batu pualam (kapur) dengan asam iodida menghasilkan kalsium iodida, air dan karbondioksida. CaCO 3 (s) + HI (aq) d CaI (aq) + H O (l) + CO (g) CaCO 3 (s) + H + (aq) + I d Ca + (aq) + I + H O (l) + CO (g) CaCO 3 (s) + H + (aq) d Ca + (aq) + H O (l) + CO (g) 8) Reaksi garam sulfit dengan asam menghasilkan SO H CO 3 d H O+CO (tidak stabil) Garam Sulfit + Asam d Garam Lain + Air + SO Kat + SO 3 +H + An dkat + An +H O+SO H SO 3 d H O+SO (tidak stabil) Reaksi natrium sulfit dengan asam periodat menghasilkan natrium periodat, air dan belerang dioksida. Na SO 3(aq) + HIO 4(aq) d NaIO 4(aq) + H O (l) + SO (g) Na + (aq) + SO 4 + H + (aq) + IO 4 d Na + (aq) + IO 4 + H O (l) + SO (g) SO 4 + H + (aq) d H O (l) + SO (g) 9) Reaksi garam sulfida dengan asam menghasilkan H S Garam Sulfida + Asam d Garam Lain + H S Kat + S + H + An d Kat + An + H + S Reaksi besi (III) sulfida dengan asam nitrat membentuk besi (III) nitrat dan gas hidrogen sulfida. Fe S 3(s) + 6HNO 3(aq) d Fe(NO 3) 3(aq) + 3H S (g) Fe S 3(s) + 6H + (aq) + 6NO 3 d Fe 3+ (aq) + 6NO 3 + H S (g) Fe S 3(s) + 6H + (aq) d Fe 3+ (aq) + H S (g) 10) Reaksi logam dengan akuaregia menghasilkan NO Logam + Akuaregia d Garam Klorida + Air + NO Reaksi ini tergolong reaksi redoks karena terjadi perubahan biloks. Logam apapun akan membentuk kation dengan biloks tertingginya. Akuaregia adalah yang merupakan campuran antara HCl pekat dan HNO 3 pekat dengan perbandingan 3 : 1. Reaksi besi dengan akuaregia membentuk besi (III) klorida, air dan gas nitrogen oksida. Fe (s) + 3HCl (aq) + HNO 3(aq) d FeCl 3(aq) + H O (l) + NO (g) Fe (s) + 3H + (aq) + 3Cl + H + (aq) + NO 3 d Fe 3+ (aq) + 3Cl + H O (l) + NO (g) Fe (s) + 4H + (aq)+ NO 3 d Fe 3+ (aq) + H O (l) + NO (g) 3

4 11) Reaksi logam dengan asam oksidator menghasilkan NO atau NO atau SO Logam + Asam Oksidator d Garam + Air + Gas Reaksi ini tergolong reaksi redoks karena terjadi perubahan biloks. Logam selain Pt dan Au akan membentuk kation dengan biloks tertingginya. Asam oksidator berupa HNO 3 encer, HNO 3 pekat atau H SO 4 pekat yang akan membentuk gas: Asam oksidator HNO 3 encer Gas NO HNO 3 pekat NO H SO 4 pekat SO Reaksi tembaga dengan asam nitrat encer menghasilkan tembaga (II) nitrat, air dan gas nitrogen monoksida. 3Cu (s) + 8HNO 3(aq) d 3Cu(NO 3) (aq) + 4H O (l) + NO (g) 3Cu (s) + 8H + (aq) + 8NO 3 d 3Cu + (aq) + 6NO 3 + 4H O (l) + NO (g) 3Cu (s) + 8H + (aq) + NO 3 d 3Cu + (aq) + 4H O (l) + NO (g) 1) Reaksi bukan logam mulia dengan asam non-oksidator menghasilkan H Bukan L. Mulia + A. Non-Oksidator d Garam + H Reaksi ini tergolong reaksi redoks karena terjadi perubahan biloks. Logam selain logam mulia (selain Cu, Hg, Ag, Pt, Au) akan membentuk kation dengan biloks tertingginya. Asam non-oksidator adalah asam selain HNO 3 encer, HNO 3 pekat dan H SO 4 pekat, biasanya berupa asam kuat encer (misalnya HCl encer atau H SO 4 encer). Reaksi alumunium dengan asam sulfat encer membentuk alumunium sulfat dan gas hidrogen. Al (s) + 3H SO 4(aq) d Al (SO 4) 3(aq) + 3H (g) Al (s) + 6H + (aq) + 3SO 4 d Al 3+ (aq) + 3SO 4 + 3H (g) Al (s) + 6H + (aq) d Al 3+ (aq) + 3H (g) Reaksi-reaksi asam-basa yang menghasilkan endapan, dan merupakan reaksi dekomposisi rangkap: 13) Reaksi garam dengan asam Garam 1 + Asam 1 d Garam + Asam Reaksi perak nitrat dengan asam bromida menghasilkan perak bromida padat dan asam nitrat. AgNO 3 (aq) + HBr (aq) d AgBr (s) + HNO 3(aq) Ag + (aq) + NO 3 + H + (aq) + Br Ag + (aq) + Br d AgBr (s) d AgBr (s) + H + (aq) + NO 3 14) Reaksi garam dengan basa Garam harus mengendap. Garam 1 + Basa 1 d Garam + Basa Garam dan/atau basa harus mengendap. Reaksi tembaga (II) sulfat dengan stronsium hidroksida menghasilkan tembaga (II) hidroksida dan stronsium sulfat padat. 4

5 CuSO 4 (aq) + Sr(OH) (aq) d Cu(OH) (aq) + SrSO 4 (s) Cu + (aq) + SO 4 + Sr + (aq) + OH d Cu + (aq) + OH + SrSO 4 (s) Sr + (aq) + SO 4 d SrSO 4 (s) 15) Reaksi garam dengan garam Garam 1 + Garam d Garam 3 + Garam 4 Garam 3 dan/atau basa 4 harus mengendap. Reaksi timbal (II) nitrat dengan kalium iodida menghasilkan timbal (II) iodida dan kalium nitrat. Pb(NO 3) (aq) + KI (aq) d PbI (s) + KNO 3 (aq) Berbagai ke senyawa: Ion Ke Pengecualian pasangan ion H + (asam) larut - OH (basa) sukar larut ion gol IA, Ca+, Sr +, Ba + Na +, K +, NH 4 + larut - NO, ClO, CH 3COO, F Cl, Br, I SO 4 PO 3, PO 4, CO 3, CrO 4, C O 4 S larut - larut larut Pb +, Cu +, Hg +, Ag + Ca +, Sr +, Ba +, Pb + sukar larut Na +, K +, NH 4 + sukar larut C. STOIKIOMETRI LARUTAN DIAGRAM KONSEP MOL PARTIKEL ion gol IA-IIA, NH 4 + Pb + (aq) + NO 3 + K + (aq) + I d PbI (s) + K + (aq) + NO 3 Pb + (aq) + I d PbI (s) 16) Reaksi pendesakan logam Logam 1 + Ion Logam d Ion Logam 1 + Logam L : L V x m m MOLARITAS MOL : V : m m,4 (STP) :,4 (STP) 4 (RTP) : 4 (RTP) MASSA Logam 1 harus lebih kuat mendesak logam. Logam 1 harus berada di sebelah kiri logam pada deret Volta. Reaksi logam magnesium dengan fero klorida menghasilkan magnesium klorida dan logam besi. Mg (s) + FeCl (aq) d MgCl (aq) + Fe (s) Mg (s) + Fe + (aq) + Cl VOLUME Konsep dasar dalam stoikiometri : 1) Perbandingan koefisien adalah perbandingan jumlah mol zat dalam reaksi. ) Segala satuan ukuran zat harus dikonversikan ke dalam mol. 3) Kemolaran adalah angka yang menunjukkan banyaknya mol dalam 1 liter. Jumlah mol dalam dapat dihitung dengan: d Mg + (aq) + Cl + Fe (s) Mg (s) + Fe + (aq) d Mg + (aq) + Fe (s) n = V.M n = jumlah mol (mol) V = volume (L) M = kemolaran (M) 5

6 Beberapa contoh soal stoikiometri : Reaksi antar 100 ml timbal (II) nitrat 0, M direaksikan dengan 100 ml natrium klorida 0, M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul yang setara b. Larutan yang bersisa dan jumlah sisanya c. Massa garam yang mengendap (Ar Pb = 07, N = 14, Na = 3, Cl = 35,5) a. Pb(NO 3) (aq) + NaCl(aq) b. n Pb(NO 3 ) koef Pb(NO 3 ) : d PbCl (s) + NaNO 3(aq) n NaCl koef NaCl = 0,1 0, 1 : 0,1 0, = 0,0 : 0,01 Maka pereaksi pembatasnya adalah NaCl, sedangkan bersisanya adalah Pb(NO 3). Pb(NO 3) + NaCl d PbCl + NaNO 3 M 0,0 0,0 - - R 0,01 0,0 0,01 0,01 S 0,01 0 0,01 0,01 m Pb(NO 3) sisa = 0,01 x ( ) = 3,31 gr c. m PbCl = 0,01 x ( ,5.) =,78 gr Reaksi antara cuplikan logam dengan 10 gr cuplikan logam Al berkadar 54% habis bereaksi dengan asam sulfat M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul yang setara b. Jumlah mol Al murni c. Volume asam sulfat d. Massa garam yang terbentuk e. Volume gas yang dihasilkan pada RTP (Ar Al = 7, S = 3, O = 16) a. Al(s) + 3H SO 4(aq) d Al (SO 4) 3(aq) + 3H (g) b. n Al murni = 54% 10 = 0, mol 7 c. n H SO 4 = 3 0, = 0,3 mol V H SO 4 = 0,3 = 0,15 L = 150 ml d. n Al (SO 4) 3 = 1 x 0, = 0,1 mol m Al (SO 4) 3 = 0,1 ( ) = 34, gr e. n H = 3 x 0, = 0,3 mol V H = 0,3 x 4 = 7, L Reaksi antara cuplikan garam dengan Sampel pualam seberat x gr dilarutkan ke dalam asam klorida 1,5 M, dihasilkan suatu gas sebanyak 6 L yang diukur pada (p,t) dimana massa 1,5 L amonia adalah 0,85 gr. Tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Jumlah mol gas yang dihasilkan c. Nilai x jika sampel pualam murni dan 80% d. Massa garam yang terbentuk (Ar Ca = 40, Cl = 35,5, C = 1) a. CaCO 3(s) + HCl(aq) d CaCl (aq) + H O(l) + CO (g) b. n CO = n NH 3 n CO V CO V NH 3 6 = 0,85/17 1,5 n CO = 0, mol c. x murni = 0, x ( ) = 0, x 100 = 0 gr x 80% = 0, 100 = 5 gr 80% d. m CaCl = 0, x 111 =, gr Reaksi antara campuran logam dengan Soal 1: Campuran Al dan Cu seberat 10 gr dilarutkan dengan HI 0,75 M, dihasilkan 7, L gas pada keadaan RTP, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Jumlah mol gas yang dihasilkan c. Massa dan presentase tiap logam (Ar Al = 7, Cu = 63,5, I = 17) a. 6Cu(s) + 6HI(aq) sd Al(s) + 6HI(aq) d AlI 3(aq) + 3H (g) b. n H = 7, = 0,3 mol 4 c. n Al = x 0,3 = 0, mol 3 m Al = 0, x 7 = 5,4 gr % Al = 5,4 10 x 100% = 54% m Cu = 10 5,4 gr = 4,6 gr % Cu = 100% - 54% = 46% Soal : 10, gram campuran logam alumunium dan logam magnesium habis bereaksi dengan 50 ml asam sulfat M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Total mol asam sulfat c. Massa dan presentase alumunium d. Massa garam yang dihasilkan tiap logam e. Volume gas yang dihasilkan jika reaksi terjadi pada 17 o C dan atm (Ar Al = 7, Mg = 4, S = 3, O = 16) 6

7 a. Reaksi 1 Al(s) + 3H SO 4(aq) d Al (SO 4) 3(aq) + 3H (g) Reaksi Mg(s) + H SO 4(aq) d MgSO 4(aq) + H (g) m campuran = 10, gr m Al = a gr m Mg = 10, a gr n Al = a 10, - a mol n Mg = mol 7 4 b. n H SO 4 = 0,5 x = 0,5 mol c. Nilai a dapat dihitung dari: n H SO 4 R.1 = 3 x a 7 = a 18 mol n H SO 4 R. = 10, - a mol 4 Maka, a , - a = 0,5 4 4a + 3(10, a) = 36 4a + 30,6 3a = 36 a = 36 30,6 = 5,4 Jadi, m Al = a = 5,4 gr % Al = 5,4 x 100% = 5,94% 10, d. n Al (SO 4) 3 = 1 x 5,4 = 0,1 mol 7 m Al (SO 4) 3 = 0,1 x ( ) = 0,1 x 34 = 34, gr n MgSO 4 = 4,8 = 0, mol 4 m MgSO 4 = 0, x ( ) = 0, x 10 = 4 gr e. n H R.1 = 3 x 0, = 0,3 mol n H R. = 0, mol n H total = 0,3 + 0, = 0,5 mol V H = 0,5 0, V H = 8, L Reaksi antara campuran garam dengan Campuran NaHSO 3 (Mr = 104) dan Na SO 3 (Mr = 16) sebanyak 33,4 gr larut sempurna dalam 00 ml asam iodida M, tentukan: a. Persamaan reaksi lengkap setara tiap garam b. Total mol asam iodida c. Massa tiap garam dalam campuran d. Massa garam yang dihasilkan a. Reaksi 1 NaHSO 3(aq) + HI(aq) d NaI(aq) + H O(l) + SO (g) Reaksi Na SO 3(aq) + HI(aq) d NaI(aq) + H O(l) + SO (g) m campuran = 33,4 gr m NaHSO 3 = a gr m Na SO 3 = 33,4 a gr n NaHSO 3 = a 104 mol n Na SO 3 = 33,4 - a mol 16 b. n HI = 0, x = 0,4 mol c. Nilai a dapat dihitung dari: n HI R.1 = a 104 mol n HI R. = x 33,4 - a 16 = 33,4 - a 63 Maka, a ,4 - a = 0, a + 104(33,4 a) = 60,8 63a ,6 104a = 60,8 41a = 85,8 a = 0,8 Jadi, m NaHSO 3 = a = 0,8 gr mol % NaHSO 3 = 0,8 x 100% = 6,7% 33,4 m Na SO 3 = 33,4 a = 1,6 gr % Na SO 3 = 1,6 x 100% = 37,73% 33,4 d. n NaI = n HI = 0,4 mol m NaI = 0,4 x 150 = 60 gr Reaksi antara garam dengan Ke dalam 100 ml amonium fosfat 3 M dimasukkan serbuk stronsium hidroksida sampai habis seluruhnya. Tentukan: a. Persamaan reaksi lengkap setara b. Jumlah mol amonium fosfat c. Massa stronsium hidroksida d. Volume gas yang dihasilkan pada atm dan 100 K dalam ml a. (NH 4) 3PO 4(aq) + 3Sr(OH) (aq) d Sr 3(PO 4) (s) + 6H O(l) + 6NH 3(g) b. n (NH 4) 3PO 4 = 0, x 0,1 = 0,0 mol c. n Sr(OH) = 0,03 mol m Sr(OH) = 0,03 x ( ) m Sr(OH) = 0,03 x 15 = 3,75 gr 0,06 0, d. V NH 3 = V NH 3 = 0,46 L = 46 ml 7