Praktikum Kimia Analisa (Stoikiometri)

 Konnichiwa minna-san, genki desu ka.

so yeah, dikesempatan kali ini minzo akan berbagi mengenai laporan praktikum KA atau biasa yang dikenal dengan Kimia Analisa. Bagi mahasiswa Tekkim pastinya ga asing dengan praktikum ini hehe, kalau di kampus minzo praktikum KA dilaksanakan ketika semester 1 dan itu setelah praktikum mikrobiologi industri. Semoga dapat memberi gambaran yaaaa

9.1.       Tujuan Praktikum

Untuk menentukan reaksi stoikiometri

9.2.       Tinjauan Pustaka

Bidang kimia yang mempelajari aspek kuantitatif unsur dalam suatu senyawa atau reaksi disebut stoikiometri (bahasa Yunani: stoicheon = unsur, metrain = mengukur). Maka stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi (Syukri, 1999).

Karena larutan-larutan dalam air demikian umum dipakai pada banyak bidang analisa kuantitatif, maka digunakan untuk menyatakan jumlah solut di dalam larutan dan perhitungan stoikiometri yang mengenai larutan (Underwood, 1994).

Hukum-Hukum Dasar Ilmu Kimia:

a.    Hukum Kekekalan Massa

Lavoisier (1743-1794) menyatakan bahwa: Pada setiap reaksi kimia, jumlah massa zat-zat sebelum reaksi akan sama dengan jumlah zat-zat setelah reaksi atau dengan kata lain jumlah massa zat-zat yang direaksikan sama dengan jumlah zat-zat hasil reaksi.

b.    Hukum Ketetapan Perbandingan

Proust (1799) melakukan penelitian kuantitatif terhadap perbandingan berat reaksi kimia baik dengan jalan sintesa (penggabungan) maupun analisa (penguraian), dan hasilnya: Pada setiap reaksi kimia perbandingan massa zat-zat yang bereaksi selalu tetap dan dalam setiap senyawa kimia perbandingan massa unsur-unsur pembentuknya selalu tetap dan tertentu.

c.    Hukum Perbandingan Berganda

Dalton (1779-1848) meneliti bahwa ikatan-ikatan kimia yang berbeda-beda  tetapi memiliki susunan yang sama tentang unsur-unsurnya, atau bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, maka perbandingan massa dari unsur yang satu, yang bersenyawa dengan sejumlah tertentu unsur lain, merupakan bilangan yang mudah dan bulat.

d.    Hukum Perbandingan Setara

Bila suatu unsur bergabung dengan suatu unsur lain maka perbandingan berat dari kedua unsur tersebut adalah sebagai perbandingan berat ekivalennya (berat atom dibagi valensinya atau suatu kelipatan sederhana dari padanya).

e.    Hukum Avogadro

Untuk setiap gas ideal (apa saja), pada tekanan 1 atm dan temperatur 0 ^oC, dalam setiap 1 mol volumenya 22,4 liter.

   Pada kondisi temperatur dan tekanan (t,p) yang sama, volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama.

f.     Hukum Gay Lussac

Pada kondisi temperatur  dan tekanan (t,p) yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan yang bulat dan mudah (Sunjaya,1982).

John Dalton (1807) merumuskan pernyataan yang disebut Teori Atom Dalton, yaitu:

a. Materi terdiri atas partikel terkecil yang disebut atom. Atom tidak dapat dibagi dan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

b.   Atom suatu unsur  mempunyai sifat yang sama dalam segala hal (ukuran, bentuk, dan massa) tetapi berbeda sifat-sifatnya dari atom unsur lain.

c.    Reaksi kimia adalah penggabungan, pemisahan, atau penyusunan kembali atom-atom.

d. Atom suatu unsur dapat bergabung dengan atom unsur lain membentuk senyawa dengan perbandingan bilangan bulat dan sederhan (Syukri,1999).

Berat atom suatu unsur dapat didefinisikan sebagai massa relatif dari unsur tersebut terhadap massa unsur pembanding yang diberikan suatu harga tertentu (Sunjaya, 1982).

Dalam kimia dikenal tiga macam rumus, yaitu rumus empiris (RE), rumus molekul (RM), dan struktur molekul.

a.    Rumus empiris menyatakan perbandingan atom unsur dalam senyawa.

Contohnya dalam etana terdapat karbon dan hidrogen dengan perbandingan atomnya 1:3, sedangkan glukosa mengandung karbon, oksigen, dan hidrogen dengan perbandingan 1:2:1. Dengan demikian RE kedua senyawa adalah:

                               (CH₃)n                                    (CH₂O)n

                               RE Etana                                              RE Glukosa

b.    Rumus molekul menyatakan baik jenis maupun jumlah atom yang terdapat dalam satu molekul. Kita kembali ke contoh etana dan glukosa diatas, bahwa ternyata etana dan glukosa mempunyai n masing-masing 2 dan 6, sehingga RM-nya adalah:

                               C₂H₆                                       C₆H₁₂O₆

                               etana                                        glukosa

c.    Struktur molekul yang menggambarkan molekul suatu senyawa secara lengkap. Dalam rumus ini diperlihatkan semua atom baik jenis dan jumlahnya maupun posisinya dalam ruang (Syukri, 2001). 

Mol adalah berat atom atau berat molekul yang dinyatakan dalam gram. Harga ini adalah sama dengan satu mol.

    1 mol = N = bilangan Avogadro = 6,023 × 10²³ satuan atau partikel (Sunjaya,1982).

Mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung sebanyak kesatuan seperti adanya atom. Kesatuan yang mungkin yaitu atom, molekul, ion, atau elektron. Jika partikel dasar merupakan molekul, berat dalam gram satu mol zat disebut bobot molekul. Jika partikel dasar merupakan atom, berat dalam gram dari 1 mol zat disebut berat gramaton ( biasa disingkat bobot atom). Istilah berat gram rumus (bobot rumus) adalah jumlah bobot atom semua atom di dalam rumus kimia suatu zat dan biasanya sama dengan bobot molekul.

Bobot ekuivalen suatu zat yang terlibat dalam suatu reaksi, yang digunakan sebagai dasar untuk suatu titrasi, didefinisikan sebagai berikut:

a.    Asam-basa. Bobot gram ekuivalen adalah bobot dalam gram (dari) suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan 1 mol (1,0008 g) H⁺.

b.    Redoks. Bobot gram ekuivalen adalah bobot dalam gram (dari) suatu zat yang diperlukan untuk memberikan atau bereaksi dengan 1 mol elektron.

c.    Pengendapan atau pembentukan kompleks. Bobot gram ekuivalen adalah berat dalam gram (dari) zat itu yang diperlukan untuk menyediakan atau bereaksi dengan 1 mol kation univalen, ¹/₂ mol kation divalen dan seterusnya (Underwood,1994).

Dalam titrimetri sistem konsentrasi molaritas atau normalitas digunakan paling sering. Formalitas dan konsentrasi analitik berguna dalam keadaan-keadaan pada waktu terjadi disosiasi atau pembentukan kompleks.

a.    Molaritas

Sistem konsentrasi ini didasarkan volume larutan dan dengan demikian cocok digunakan untuk prosedur-prosedur laboratorium yang volume larutan merupakan jumlah yang diukur.

Molaritas = jumlah mol solut per liter larutan

Persamaan ini dapat diselesaikan untuk gram solut yang memberikan,

        g = M x V x BM           

b.    Formalitas

Sistem konsentrasi ini didefinisikan sebagai berikut:

Formalitas = jumlah berat rumus solut per liter larutan          

c.    Normalitas

Sistem konsentrasi ini didasarkan pada volume larutan.

Normalitas = banyaknya ekuivalen solut per liter larutan

Persamaan ini dapat diselesaikan untuk gram solut yang memberikan,

     g = N x V x BE      

Hubungan antara normalitas dan molaritas adalah

                                                        N = nM             

Dengan  ketentuan n adalah jumlah mol ion hidrogen, elektron atau kation univalen yang tersedia atau pereaksi dengan zat yang bereaksi.

a.    Persen berat

Sistem ini memperinci jumlah gram solut per 100 g larutan.

b.    Seperjuta (ppm)

Sistem ini memberikan bagian suatu komponen dalam 1 juta bagian suatu campuran. Kita dapat menyatakan suatu berat yang digunakan ini dengan cara yang sama seperti persen berat.  (Underwood, 1994).

Konsep mol sangat penting dalam ilmu kimia, karena berguna dalam menentukan jumlah partikel zat jika diketahui massanya, dan sebaliknya menentukan massa jika diketahui jumlah partikelnya. Dalam perhitungan yang umum dipakai adalah mol, bukan jumlah partikel.     

Penulisan persamaan kimia:

a.    Reaksi kimia adalah perubahan pereaksi menjadi hasil reaksi, jenis dan jumlah atom sebelum dan sesudah harus sama.

b.    Penyetaraan reaksi merupakan hal penting karena perhitungan kimia dapat diselesaikan bila persamaan reaksinya benar. Penyetaraan  dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan menerka untuk reaksi sederhana, dan dengan persamaan matematika untuk reaksi yang rumit.

Jenis-jenis reaksi kimia:

a.    Reaksi metatesis adalah reaksi yang tidak menimbulkan perubahan bilangan oksidasi unsur, yang terjadi hanya pertukaran pasangan ion.

b.    Reaksi redoks (reaksi oksidasi reduksi) adalah reaksi yang mengakibatkan ada unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi. Unsur yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi disebut teroksidasi dan yang turun disebut tereduksi (Syukri, 1999).

Reaktan yang habis pertama kali ialah reaktan pembatas dan sebagian reaktan lainnya masih tersisa walaupun reaksi sudah reaksi. Reaktan lain ini berada dalam keadaan berlebih. Kenaikan jumlah rekatan pembatas akan meningkatkan jumlah produk yang terbentuk, ini tidak berlaku untuk reaktan lainnya. Dalam proses industri, reaktan pembatas umumnya paling mahal untuk menjamin tidak ada yang terbuang percuma.

Ada metode sitematik untuk menentukan reaktan pembatas dan menentukan kemungkinan maksimum jumlah produk yang terbentuk. Mengambil satu per satu reaktan secara bergantian, anggap bahwa reaktan ini habis terpakai dalam reaksi, dan hitung salah satu produknya yang akan terbentuk. Reaktan manapun yang memberikan  massa terkecil merupakan reaktan pembatas. Setelah reaktan bereaksi seluruhnya, tidak akan ada lagi produk yang terbentuk (Oktoby dkk, 2001).

9.3.      Tinjauan Bahan

A.      Aquadest

       rumus kimia                   : H₂O

       berat molekul                 : 18,02 g/mol

       bentuk                           : cair

       densitas                         : 1,196 g/cm³ pada 20°C

       titik didih                      : 114°C

       titik lebur                       : -52°C

       warna                             : tidak berwarna

B.      Natrium Hidroksida

rumus kimia                  : NaOH

berat molekul                : 40,00 g/mol

bentuk                           : padat

densitas                         : 2,13 g/cm³ pada 20°C

        titik didih                      : 1.390°C

        titik lebur                       : 318°C

        warna                             : tidak berwarna

C.      Tembaga Sulfat Pentahidrat

rumus molekul              : CuSO₄.5H₂O

berat molekul                : 249,69 g/mol

bentuk                           : padat

densitas                         : 2,284 g/cm³

titik didih                      : 150°C

titik lebur                      : 110°C

warna                            : biru

9.4.      Alat dan Bahan

A.      Alat-alat yang digunakan:          B.  Bahan-bahan yang digunakan:

-       batang pengaduk                        -   Aquadest                                        

-       Beakerglass                                 -   natrium hidroksida (NaOH)

-       botol Aquadest                            -   tembaga sulfat pentahidrat (CuSO₄)

-       corong kaca                                               

-       gelas ukur

-       gelas arloji

-       pipet tetes

-       spatula

         -    termometer

9.5.      Pembahasan

-  Bidang kimia yang mempelajari aspek kuantitatif unsur dalam suatu senyawa atau reaksi disebut stoikiometri. Dengan kata lain stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi.

-  Dari percobaan, diperoleh reaksi stoikiometri yang habis antara CuSO₄ dan NaOH adalah CuSO₄ karena jumlah mol lebih kecil dibandingkan dengan jumlah mol NaOH. Maka, CuSO₄ disebut dengan pereaksi pembatas. Pereaksi pembatas adalah reaktan yang habis pertama kali.

-  Pada percobaan stoikiometri langkah pertama yang dilakukan, menimbang sejumlah gram NaOH dan sejumlah gram CuSO₄.5H₂O. Kemudian melarutkan beberapa gram CuSO₄ menggunakan Aquadest di dalam Beakerglass, aduk hingga homogen. Lalu mengencerkan larutan CuSO₄ ke dalam labu ukur 100 mL. Kemudian melarutkan beberapa gram NaOH menggunakan Aquadest di dalam Beakerglass, aduk hingga homogen. Lalu mengencerkan larutan NaOH ke dalam labu ukur 100 mL.

-       Dari percobaan tersebut diperoleh hasil reaksi antara CuSO₄ dan NaOH dengan suhu rata-rata 26,75 °C, warna yang dihasilkan adalah biru muda disertai terbentuk endapan biru serta diperoleh pH rata-rata 12,94.

9.6.      Kesimpulan

Dimana yang dimaksud dengan reaksi stoikiometri adalah melarutkan dua larutan yang konsentrasinya sama tetapi volumenya berbeda. Dari hasil percobaan reaksi stoikiometri antara larutan tembaga(II) sulfat (CuSO₄) dan natrium hidroksida (NaOH) menghasilkan larutan natrium sulfat (Na₂SO₄) dan tembaga(II) hidroksida (Cu(OH)₂) dan diperoleh pH rata-rata 12,94. 

sekian dari minzo semoga bisa memberi gambaran untuk rekan-rekan sekalian, dan ingat pake selalu masker, keep calm and stay safe