Pengertian Stoikiometri, Rumus, 4 Contoh Soal dan Jawabannya

Stoikiometri pada dasarnya salah satu subjek materi yang sangat penting dalam penerapan kimia secara umum. Hal itu karena stoikiometri membahas mengenai persamaan dalam pengertian reaksi kimia, dimana reaksi itu digunakan dalam segala bidang kimia.

Namun yang pastinya, stoikiometri pada umumnya diperkenalkan setelah pembahasan mengenai jenis partikel atom dan konversi. Pada artikel ini akan dibahas lengkap tentang pengertian stoikiometri, persamaan reaksi, kesetaraan reaksi serta contoh soal dan jawabannya.

Stoikiometri

Istilah stoikiometri dalam sejarahnya diperkenalkan oleh seorang ahli kimia dari Jerman yaitu Jeremias Richter pada tahun 1792 untuk menggambarkan pengukuran kombinasi perbandingan bentuk unsur kimia berdasarkan massanya. Kemudian istilah ini diperluas utuk mencakup penggabungan rasio zat dalam semua reaksi kimia. Semua perubahan kimia dapat dijelaskan dalam bentuk perbandingan bilangan bulat sederhana.

Kemudian ditemukan hukum proporsi berganda yang menyatakan bahwa ketika ada dua elemen yang bergabung untuk membentuk dua atau lebih senyawa yang berbeda, maka bobot masing-masing senyawa yang bergabung membentuk perbandingan atau rasio bilangan bulat sederhana. Hal inilah yang menjadi prinsip awal dari penggunaan stoikiometri dalam suatu reaksi kimia.

Pengertian Stoikiometri Kimia

Stoikiometri adalah studi kimia yang berhubungan dengan jumlah relatif reaktan terhadap produk yang mengalami perubahan fisik atau perubahan kimia (reaksi kimia). Dimana, istilah kata stoikiometri berasal dari bahasa Yunani dimana “stoicheion” yang berarti elemen dan “metron” yang berarti mengukur sehingga perhitungan stoikiometri selalu berhubungan jumlah atom baik itu secara massa ataupun volume.

Pengertian Stoikiometri Menurut Para Ahli

Adapun definisi stoikiometri menurut para ahli, antara lain;

1. Winarni, dkk (2013), Pengertian stoikiometri adalah kajian spesifikasi tentang adanya hubungan-hubungan kuantitatif dalam bentuk reaksi kimia.
2. Alfian (2009), Arti stoikiometri adalah ilmu pengetahuan yang berusaha menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan untuk masa jenis produk dalam reaksi kimia.

Persamaan Reaksi Kimia

Materi tentang konsep mol akan bermanfaat dalam pembelajaran tentang persamaan reaksi kimia karena konsep mol merupakan ukuran kuantitatif yang setara dengan jumlah partikel (Avogadro).

Untuk mengetahui bagaimana konsep mol berhubungan dengan persamaan reaksi kimia, perhatikan persamaan reaksi kimia berikut:

N2O3 + H2O → 2 HNO3

Kita telah mengetahui bahwa koefisien reaksi dalam persamaan kimia menunjukkan jumlah relatif setiap zat terhadap zat lain yang terlibat dalam reaksi. Cara untuk menggambarkan rasio atau perbandingan zat yang terlibat dalam reaksi di atas adalah satu molekul N₂O₃ ditambah satu molekul air akan menghasilkan dua molekul asam nitrat HNO₃.

Namun karena angka ini hanya menunjukkan rasio, maka akan valid jika anda menyatakannya dalam satuan selain molekul. Dalam hal ini, kita juga bisa menyatakan bahwa satu mol N₂O₃ bereaksi dengan satu mol air menghasilkan dua mol asam nitrat.

Koefisien reaksi tersebut dapat mewakili jumlah mol dari setiap zat yang terlibat dalam reaksi, ketika kita dapat mengetahui jumlah molnya maka kita dapat mencari massa masing-masingnya melalui massa molekul relatif dari senyawa tersebut. Hal ini akan sangat bermanfaat dalam mendesain suatu reaksi sehingga kita mengetahui jumlah zat yang dibutuhkan untuk reaktan serta hasil produk yang akan didapatkan.

Koefisien reaksi dapat dituliskan juga sebagai koefisien stoikiometri dimana dalam reaksi yang setara, kedua sisi persamaan (sisi reaktan dan sisi produk) memiliki jumlah elemen yang sama untuk setiap atomnya. Koefisien stoikiometrik adalah angka yang ditulis di depan atom, ion, dan molekul dalam reaksi kimia sebagai penyeimbang jumlah setiap elemen atau atom dalam sisi reaktan dan sisi produk dari persamaan reaksi kimia.

Rumus Perhitungan Stoikiometri

Untuk dapat melakukan perhitungan stoikiometri, anda bisa melakukan beberapa step atau tahapan berikut;

1. Menyetarakan Persamaan Reaksi

Dalam kimia, tidak pernah ada bagian yang hilang dalam suatu perubahan sehingga dalam satu reaksi juga tidak akan ada zat yang hilang. Hasil reaksi akan memiliki atom penyusun yang sama dengan reaktan awal, hanya bentuk gabungannya saja yang berbeda namun jumlahnya tetap sama.

Fe+O2→Fe2O3

Dalam persamaan diatas merupakan reaksi tidak setara dimana jumlah Fe pada reaktan satu sedangkan pada produk memiliki dua buah Fe, hal yang sama juga pada oksigen dimana pada reaktan memiliki dua oksigen sedangkan dalam produk memiliki tiga oksigen.

Untuk menyetarakan reaksi dapat dengan menempatkan koefisien didepan molekul atau atom tersebut sehingga jumlah masing-masingnya sama.

4Fe+3O2→2Fe2O3

Dalam reaksi tersebut merupakan reaksi yang sudah setara dengan menambahkan koefisien reaksi sehingga jumlah tiap elemen di sisi kiri dan di sisi kanan sama.

2. Konversi Menjadi Mol

Dalam satu reaksi ketika jumlah zat diketahui dalam satuan massa, volume, maupun jumlah partikel, maka anda perlu mengubahnya menjadi dalam satuan mol. Pembelajaran mengenai konversi ini dapat anda pelajari pada artikel tentang konsep mol sebelumnya. Anda dapat mengubah zat dalam satuan massa, volume, konsentrasi, dan jumlah partikel menjadi satuan mol.

Diperlukan konversi dalam bentuk mol karena dalam reaksi kimia yang berperan yaitu jumlah mol tiap zatnya. Setelah bereaksi dan dibuat rasio secara jumlah mol, maka anda dapat mengkonversinya kembali ke unit lain seperti mengkonversinya kembali ke dalam massa, volume, konsentrasi maupun jumlah partikel.

3. Menggunakan Perbandingan Mol untuk Menghitung Zat dalam Reaksi

Setelah anda mengubah semua unit elemen dalam bentuk mol, maka anda dapat memprediksi berapa jumlah zat yang digunakan dalam suatu reaksi dan berapa hasil produk dari reaksi tersebut. Anda dapat melihat kembali pada reaksi pembentukan besi (III) oksida berikut :

4Fe+3O2→2Fe2O3

Angka koefisien di depan besi, oksigen dan besi (III) oksida adalah rasio atau perbandingan yang mengatur reaksi tersebut. Rasio mol menggambarkan dengan tepat bagaimana suatu reaksi akan berjalan hingga menghasilkan produk.

Dalam reaksi tersebut, ketika misalnya anda memiliki 8 gram Fe untuk bereaksi maka anda dapat menghitung produk Fe₂O₃ yang akan terbentuk. Dari 8 gram Fe dikonversi ke dalam bentuk mol menjadi sama dengan 0.14 mol Fe. Oksigen yang bereaksi dengan Fe berada dalam rasi 4:3 sehingga kita dapat menghitung oksigen yang bereaksi yaitu ¾ dari mol Fe yaitu 0.105 mol O₂.

Produk Fe₂O₃ yang terbentuk memiliki rasio 2 dibandingkan Fe yaitu 4 sehingga kita dapat menghitung mol Fe₂O₃ yang terbentuk yaitu 2/4 dari mol Fe yaitu sebesar 0.07 mol Fe₂O₃. Untuk mengetahui massa produk maka anda dapat mengkonversi hasil mol ke dalam unit massa dimana didapatkan massa produk Fe₂O₃ secara teoritis adalah 11.2 gram.

Contoh Soal dan Jawabannya

Adapun untuk memperjelas atas materi tentang stoikiometri dalam ilmua kimia di atas, berikut ini adalah contoh sosal serta bahasan yang bisa dipergunakan. Antara lain;

1. Setarakan reaksi kimia berikut?

CO+O₂→CO₂

2. Tuliskan reaksi lengkap dan setara antara kalsium karbida dengan air menjadi kalsium hidroksida dan gas asetilen?

3. Dalam reaksi B₂H₆ +  O₂  →  HBO₂  +  H₂O berapa massa O₂ yang diperlukan untuk membakar 36.1 gram B₂H₆?

4. Hitung massa air yang dihasilkan dari pembakaran 3.8 L gasoline (C₈H₁₈). Densitas gasoline adalah 0.79 g/mL?

Dari penjelasan yang dikemukakan, setidaknya perlu diketahui bahwa untuk membuat penentuan stoikiometrik, pertama-tama kita harus memiliki persamaan reaksi kimia yang setara. Dalam persamaan reaksi kimia yang setara, kita dapat dengan mudah menentukan rasio atau perbandingan stoikiometrik antara jumlah mol reaktan dan jumlah mol produk, hal itu karena rasio ini akan selalu menjadi rasio bilangan bulat positif.

Stoikiometri ini memiliki banyak penerapan penting, seperti dalam penyetaraan persamaan reaksi kimia dan menentukan koefisien stoikiometrik, kita juga dapat menentukan jumlah mol reaktan yang dikonsumsi atau produk yang dihasilkan dalam reaksi tertentu.

Atas dasar itulah, maka stoikiometri juga dapat digunakan untuk membuat penentuan yang berguna dalam pembatasan reaktan dan menghitung jumlah reaktan berlebih yang tersisa dalam suatu proses reaksi

Nah, demikianlah tadi rangkain materi yang dapat diberikan terkait dengan pengertian stoikiometri menurut para ahli, persamaan reaksi, kesetaraan reaksi, contoh soal dan jawabannya. Semoga melalui artikel ini bisa memberikan wawasan serta referensi mendalam bagi segenap pembaca sekalian.