Stoikimetri reaksi merujuk pada penghitungan kuantitas relatif dalam persamaan reaksi kimia. Suatu persamaan reaksi kimia memiliki dua sisi, di sisi kiri adalah reaktan sedangkan di sisi kanan adalah hasil reaksi. Sesuai dengan namanya, penghitungan ini mengharuskan bahwa jumlah molekul masing-masing unsur di kedua sisi harus seimbang. Prinsip ini didasarkan pada hukum konservasi massa yang menyatakan bahwa dalam sistem tertutup, perpindahan atau perubahan bentuk materi dan energi tidak akan menyebabkan perubahan kuantitas massa keseluruhan dari sistem tersebut.
Hukum kekekalan massa ditemukan melalui serangkaian eksperimen oleh seorang ilmuwan Russia, Mikhail Lomonosov di tahun 1748. Sedangkan stoikiometri sendiri pertama kali diperkenalkan oleh Jeremias Benjamin Richter, ahli kimia Jerman di tahun 1792. Richter bekerja sebagai ahli ukur kimia di sebuah pabrik porselen di Berlin. Istilah Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani stoicheion yang berarti 'unsur' dan metron yang artinya 'ukuran'.
Stoikiometri reaksi secara praktis adalah semacam seni berhitung sederhana yang cukup menyenangkan yang bisa melatih kreativitas seseorang dalam menemukan angka yang tepat. Ini pada dasarnya adalah mengerjakan teka-teki angka.
Berikut beberapa contoh dan cara pengerjaannya.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Dalam persamaan reaksi di atas di sisi
kiri satu molekul metan dipadu dengan dua molekul oksigen. Paduan ini
menghasilkan reaksi satu molekul karbondioksida dan dua molekul air. Perhatikan
bahwa dalam persamaan reaksi tersebut masing-masing unsur memiliki jumlah
molekul yang sama baik pada saat sebelum reaksi maupun sesudahnya, yakni satu
molekul Karbon (C), empat molekul Hidrogen (H), dan empat molekul Oksigen (O).
Angka di depan unsur (2 pada O2) atau senyawa (2 pada H2O,
senyawa adalah gabungan dua atau lebih
unsur) disebut koefisien reaksi.
Sekarang
mari berlatih menyeimbangkan persamaan reaksi
Ini
adalah persamaan reaksi ketika kita membuat tembikar dari air dan kaolin
(sejenis mineral berbutir halus) yang dibakar di atas tungku panas.
3
Al2Si2O5(OH)4 (s) → Al6 Si2O13
(s) + 4 SiO2 (S) + 6 H2O (g) ↑
Persamaan
reaksi di atas seimbang dengan adanya penambahan koefisien reaksi. Jumlah
molekul pada tiap jenis unsur di kedua sisi sama, 6 Al (aluminium), 6 Si (silicon),
27 O (oksigen), dan 12 H (hydrogen). Sebagai catatan, simbol (s) & (g) di
belakang senyawa adalah bentuk dari senyawa tersebut: (s) berarti solid/padat, (g) adalah gas, (l) untuk liquid/cair, dan (aq) berarti aqua/terlarut
dalam cairan. Tanda panah ke atas berarti gas dilepaskan, tanda panah ke bawah
berarti zat padat keluar dari larutan atau terjadi pengendapan.
Pada
awalnya persamaan reaksi kimia tersebut tidaklah seimbang seperti berikut.
Al2Si2O5(OH)4
(s) → Al6 Si2O13 (s) + SiO2 (S) + H2O
(g) ↑
Kita
akan menyeimbangkan bentuk ini dengan menambahkan angka koefisien yang tepat.
Pertama-tama buatlah daftar unsur-unsur dalam persamaan itu dan tulis jumlah atom
pada masing-masing sisi.
Unsur
|
Kiri
|
Kanan
|
Al
|
2
|
6
|
Si
|
2
|
3
|
O
|
9
|
16
|
H
|
4
|
2
|
Kemudian
seimbangkan unsur-unsur satu demi satu dimulai dari Al. Tambahkan angka 3 di
depan Al pada sisi kiri sehingga Al di kedua sisi menjadi sama bernilai 6.
3
Al2Si2O5(OH)4 (s) → Al6 Si2O13
(s) + SiO2 (S) + H2O (g) ↑
Periksa
kembali jumlah atom pada masing-masing unsur.
Unsur
|
Kiri
|
Kanan
|
Al
|
6
|
6
|
Si
|
2
|
3
|
O
|
9
|
16
|
H
|
4
|
2
|
Di
sisi kiri : koefisien 3 dikali dengan jumlah atom Al 2
Seimbangkan
unsur lainnya. Si di kedua sisi akan seimbang dengan meletakkan angka 4 di
depan SiO2 di sisi kanan.
3
Al2Si2O5(OH)4 (s) → Al6 Si2O13
(s) + 4 SiO2 (S) + H2O (g) ↑
Hitunglah
kembali ke dalam tabel
Unsur
|
Kiri
|
Kanan
|
Al
|
6
|
6
|
Si
|
6
|
6
|
O
|
9
|
16
|
H
|
4
|
2
|
Di
sisi kiri: koefisien 3 dikali dengan jumlah atom Si 2. Di sisi kanan Si2
+ 4 Si
Kembali
lagi ke persamaan. Dengan menambahkan angka 6 di depan H2O, maka
baik unsur H maupun O menjadi seimbang di kedua sisi.
3
Al2Si2O5(OH)4 (s) → Al6 Si2O13
(s) + 4 SiO2 (S) + 6 H2O (g) ↑
Unsur
|
Kiri
|
Kanan
|
Al
|
6
|
6
|
Si
|
6
|
6
|
O
|
27
|
27
|
H
|
12
|
12
|
O
di sisi kiri: (3 x O5) + (3 x 4 pada (OH)4) = 27
di sisi kanan: 13 + (4 x 2) pada SiO2
+ 6 pada H2O = 27
H
di sisi kiri : (3 x 4) pada (OH)4 =
12
di sisi kanan: (6 x 2) pada H2O
= 12
Saatnya berlatih kembali. Seimbangkan persamaan-persamaan reaksi kimia berikut. Selamat
mencoba bermain angka!
Al(s)
+ Fe2O3(s) → Al2O3(s) + Fe(l)
KClO3(s)
→ KCl + O2(g)
C4H10(g)
+ O2(g) → CO2(g) + H2O(g)
N2(g)
+ H2(g) → NH3(g)
P4(s)
+ F2(g) → PF5(g)
Zn(NO3)2(s)
→ ZnO(s) + NO2(g) + O2(g)
H3PO4(l)
→ H2O(l) + P4O10(s)
Cu(s)
+ AgNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + Ag ↓
Fe(s)
+ O2(g) → Fe2O3(s)
FeCl3(s)
+ H2O(aq) → HCl(aq) + Fe(OH)3 ↓
-oOo-
For further reading, see.
"The
Cartoon Guide to Chemistry".
Larry Gonick & Craig Criddle. HarperCollins Publisher, Inc © 2005
