Persamaan reaksi dan stoikiometri

Sederhana · Fase A–C · SD kelas 1–6 (IPAS)

Dalam reaksi kimia, atom tidak hilang dan tidak muncul begitu saja; atom hanya berganti pasangan. Bayangkan menyusun ulang balok mainan: bentuk bangunannya berubah, tetapi jumlah baloknya tetap.

Karena itu, jika reaksi terjadi di dalam wadah tertutup rapat, berat seluruh isinya sebelum dan sesudah reaksi sama. Inilah hukum kekekalan massa yang ditemukan Antoine Lavoisier.

Reaksi juga punya "resep" perbandingan, seperti resep kue: 2 butir telur untuk 1 cangkir tepung. Air selalu terbentuk dari 2 bagian hidrogen dan 1 bagian oksigen. Kalau salah satu bahan habis lebih dulu, kue berhenti dibuat, begitu juga reaksi.

Standar · Fase D · SMP kelas 7–9 (IPA)

Dalam reaksi-kimia, atom tidak hilang dan tidak muncul begitu saja; atom hanya bertukar pasangan. Karena itu massa sebelum dan sesudah reaksi sama (hukum-kekekalan-massa, Lavoisier).

Persamaan reaksi ditulis dengan reaktan di kiri dan produk di kanan. Persamaan harus setara: jumlah tiap jenis atom di kiri sama dengan di kanan. Kita menyetarakannya dengan mengubah koefisien (angka di depan rumus), bukan angka kecil di dalam rumus.

Contoh: gas hidrogen terbakar membentuk air. H₂ + O₂ → H₂O (belum setara: O kiri 2, kanan 1) 2H₂ + O₂ → 2H₂O (setara: H 4 = 4, O 2 = 2)

Latih dirimu di lab Penyetaraan reaksi.

Lanjutan · Fase E–F · SMA kelas 10–12 (Kimia)

Mol adalah satuan jumlah zat: 1 mol berisi 6,022 × 10²³ partikel (bilangan-avogadro). Massa molar (g/mol) sama dengan jumlah massa atom relatif (Ar) dalam rumus, misalnya C₆H₁₂O₆: 6(12,011) + 12(1,008) + 6(15,999) = 180,16 g/mol.

Rumus penting:

• n = m / Mr (mol dari massa)
• n = N / Nₐ (mol dari jumlah partikel)
• n = V / 22,4 L untuk gas pada STP (0 °C, 1 atm); 24,5 L pada 25 °C
• M = n / V (molaritas larutan)

Koefisien persamaan setara adalah perbandingan mol. Pada pembakaran propana, C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O: 1 mol propana memerlukan 5 mol oksigen. Bila salah satu reaktan habis lebih dulu, ia menjadi pereaksi-pembatas yang menentukan jumlah produk maksimum. Hasil nyata dibanding hasil teoretis disebut rendemen (%).

Hitung Mr zat apa pun di lab Massa molar.

Mendalam · Perguruan tinggi · Kimia dasar dan lanjut

Penyetaraan dapat diformulasikan sebagai aljabar linear: matriks komposisi A (unsur × spesi) dengan koefisien positif x sehingga Ax = 0. Ruang nol berdimensi satu memberi satu reaksi yang unik; dimensi lebih besar berarti beberapa reaksi independen dapat terjadi bersamaan. Lab Penyetaraan Alchemist memakai eliminasi Gauss dengan pecahan eksak untuk mencari solusi bilangan bulat terkecil.

Reaksi redoks kompleks disetarakan dengan metode setengah reaksi (ion-elektron) di suasana asam atau basa, yang juga menjaga kekekalan muatan. Contoh: 2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O.

Dalam kimia industri, stoikiometri dikaitkan dengan ekonomi atom (persentase massa reaktan yang menjadi produk yang diinginkan) dan faktor-E (massa limbah per massa produk), dua indikator kimia-hijau. Proses Haber–Bosch (N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃) memiliki ekonomi atom 100%, tetapi konversi per lintasan hanya sekitar 15% sehingga gas didaur ulang.