Reaksi dan Stoikiometri Larutan

Transkripsi

1 Reaksi dan Stoikiometri Larutan A. PERSAMAAN REAKSI ION Persamaan reaksi ion adalah persamaan reaksi yang menjelaskan bagaimana reaksi antar-ion terjadi pada larutan elektrolit. Persamaan reaksi ion terdiri dari: 1) Persamaan reaksi ion lengkap, menjelaskan ionisasi larutan 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 larutan terjadi karena adanya molekulmolekul larutan yang terion. Reaksi-reaksi larutan asam-basa: 1) Reaksi asam-basa (netralisasi) 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) d Al(ClO 4) 3(aq) + 3H O (l) Al O 3(s) + 6H + (aq) + 6ClO 4 - (aq) 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 Asam dan basa saling meniadakan sifat dan membentuk garam dan air yang bersifat netral. 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 H + (aq) + OH d H O (l) ) Reaksi oksida basa-asam Asam + Basa d Garam + Air H + An + Kat + OH d Kat + An + H + OH d K + (aq) + SO 4 - (aq) + H O (l) Oksida Basa + Asam d Garam + Air Kat + O + H + An d Kat + An + H + O (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 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 1

2 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) d Ca(NO 3) (aq) + H O (l) N O 5(g) + Ca + (aq) + OH - (aq) 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 Reaksi difosfor trioksida padat dengan stronsium oksida padat menghasilkan stronsium fosfit. P O 3 (s) + 3SrO (s) d Sr 3(PO 3) (s) P O 3 (s) + 3SrO (s) d Sr 3(PO 3) (s) P O 3 (s) + 3SrO (s) d Sr 3(PO 3) (s) 5) Reaksi amonia dengan asam O. Asam + O. Basa d Garam (tetap) (tetap) Reaksi amonia dengan asam sulfat menghasilkan amonium sulfat. Kat + O + (An )O d Kat + An Amonia + Asam d Garam Amonium NH 3 (g) + H SO 4 (aq) d (NH 4) SO 4 (aq) NH 3 (g) + H + (aq) + SO 4 - (aq) NH 3 + H + An d NH 4 + An NH 3 (g) + H + (aq) d NH 4 + (aq) d NH 4 + (aq) + SO 4 - (aq) Reaksi-reaksi larutan asam-basa yang menghasilkan gas-gas: 6) Reaksi garam amonium dengan basa menghasilkan NH 3 Garam Amonium + Basa d Garam Lain + Air + NH 3 NH 4 + An +Kat + OH dkat + An +H O+NH 3 Reaksi amonium klorida dengan litium hidroksida menghasilkan larutan litium klorida, air dan amonia. 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) 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 H CO 3 d H O+CO (tidak stabil) 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 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)

3 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 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 Reaksi ini tergolong reaksi redoks karena terjadi perubahan biloks. Logam apapun akan membentuk kation dengan biloks tertingginya. Akuaregia adalah larutan yang merupakan campuran antara HCl pekat dan HNO 3 pekat dengan perbandingan 3 : 1. Kat + S + H + An d Kat + An + H + S Logam + Akuaregia d Garam Klorida + Air + NO Reaksi besi dengan akuaregia membentuk larutan 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) 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 terendahnya. 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). 3

4 Reaksi alumunium dengan asam sulfat encer membentuk larutan 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 larutan 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) 14) Reaksi garam dengan basa d AgBr (s) + H + (aq) + NO 3 Reaksi tembaga (II) sulfat dengan stronsium hidroksida menghasilkan tembaga (II) hidroksida dan stronsium sulfat padat. CuSO 4 (aq) + Sr(OH) (aq) d Cu(OH) (s) + SrSO 4 (s) Cu + (aq) + SO 4 + Sr + (aq) + OH Garam harus mengendap. Garam 1 + Basa 1 d Garam + Basa Garam dan/atau basa harus mengendap. d Cu(OH) (s) + SrSO 4 (s) Cu + (aq) + SO 4 + Sr + (aq) + OH d Cu(OH) (s) + SrSO 4 (s) (tetap) 15) Reaksi garam dengan garam Garam 1 + Garam d Garam 3 + Garam 4 Reaksi timbal (II) nitrat dengan kalium iodida menghasilkan timbal (II) iodida dan larutan kalium nitrat. Pb(NO 3) (aq) + KI (aq) d PbI (s) + KNO 3 (aq) Pb + (aq) + NO 3 + K + (aq) + I Pb + (aq) + I d PbI (s) 16) Reaksi pendesakan logam d PbI (s) + K + (aq) + NO 3 Reaksi logam magnesium dengan larutan fero klorida menghasilkan larutan magnesium klorida dan logam besi. Mg (s) + FeCl (aq) d MgCl (aq) + Fe (s) Mg (s) + Fe + (aq) + Cl d Mg + (aq) + Cl + Fe (s) Mg (s) + Fe + (aq) d Mg + (aq) + Fe (s) Aturan kelarutan senyawa mudah larut: Ion Kelarutan Pengecualian pasangan ion H + (asam) larut - Na +, K +, NH 4 + larut - NO, ClO, ClO 4, CH 3COO, Garam 3 dan/atau basa 4 harus mengendap. Logam 1 + Ion Logam d Ion Logam 1 + Logam Logam 1 harus lebih kuat mendesak logam. Logam 1 harus berada di sebelah kiri logam pada deret Volta. larut - F larut ion gol IIA, Pb + Cl, Br, I larut Cu +, Hg +, Ag + SO 4 larut Sr +, Ba +, Pb + 4

5 Aturan kelarutan senyawa sukar larut: Ion OH (basa) O, PO 3, PO 4, CO 3, CrO 4, C O 4 S Kelarutan sukar larut Pengecualian pasangan ion ion gol IA, Ca +, Sr +, Ba + sukar larut ion gol IA, NH 4 + sukar larut C. STOIKIOMETRI LARUTAN MOLARITAS Konsep dasar dalam stoikiometri larutan: ion gol IA-IIA, NH 4 + 1) Perbandingan koefisien adalah per-bandingan jumlah mol zat dalam reaksi. ) Segala satuan ukuran zat harus di-konversikan ke dalam mol. 3) Kemolaran larutan adalah angka yang menunjukkan banyaknya mol dalam 1 liter larutan. Jumlah mol dalam larutan dapat dihitung dengan: Beberapa contoh stoikiometri larutan: Reaksi antar larutan 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) d PbCl (s) + NaNO 3(aq) b. n = V.M : V V n Pb(NO 3 ) koef Pb(NO 3 ) :,4 (STP) 4 (RTP) PARTIKEL L : L n NaCl MOL VOLUME koef NaCl x m m : m m :,4 (STP) : 4 (RTP) n = jumlah mol (mol) V = volume (L) M = kemolaran (M) = 0,1 0, 1 : 0,1 0, = 0,0 : 0,01 MASSA Maka pereaksi pembatasnya adalah NaCl, sedangkan larutan 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 larutan 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 larutan Sampel pualam seberat x gr dilarutkan ke dalam HCl 1,5 M, dihasilkan 6 L gas 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 gr 0, 100 x 80% = = 5 gr 80% d. m CaCl = 0, x 111 =, gr Reaksi antara campuran logam dengan larutan Soal 1: Campuran Al dan Cu seberat 10 gr dilarutkan dengan larutan 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) 5

6 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 x 100% = 54% 10 m Cu = 10 5,4 gr = 4,6 gr % Cu = 100% - 54% = 46% Soal : 10, gram campuran Al dan Mg habis bereaksi dengan 50 ml larutan asam sulfat M, tentukan: a. Persamaan reaksi molekul setara b. Total mol larutan asam sulfat c. Massa dan presentase alumunium d. Massa garam yang dihasilkan tiap logam e. Volume gas yang dihasilkan pada 17 o C dan atm (Ar Al = 7, Mg = 4, S = 3, O = 16) 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 = 0,5 mol 0,5 0, V H = = 8, L Reaksi antara campuran garam dengan larutan 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 33,4 - a mol n NaSO3 = mol 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 mol 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 % 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 larutan Ke dalam 00 ml larutan amonium fosfat 0,1 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 a. (NH 4) 3PO 4(aq) + 3Sr(OH) (s) 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 ( ) = 3,75 gr 0,06 0, d. V NH 3 = = 0,46 L = 46 ml 6