Stoikiometri: Pengertian, Hukum-Aturan, Acuan Soal

Dalam bidang kajian kimia, stoikiometri yakni ilmu yang mempelajari hubungan kuantitatif zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, baik reaktan maupun produk/hasil reaksi.

Dengan menggunakan asas-asas stoikiometri, kita dapat mengkalkulasikan massa atau volume reaktan yang diharapkan untuk menghasilkan sejumlah massa atau volume produk yang dikehendaki.

Pengetahuan wacana stoikiometri ini sungguh diperlukan dalam industri kimia karena selalu harus memperhitungkan banyaknya bahan baku yang diperlukan untuk menciptakan sejumlah produk tertentu.

Untuk lebih jelasnya, mari kita simak bahan stoikiometri berikut.

Materi Stoikiometri

Stoikiometri didasarkan pada aturan-hukum dasar kimia yang meliputi :

1. Hukum kekekalan massa (Hukum Lavoisier)
2. Hukum perbandingan tetap (Hukum Proust)
3. Hukum perbandingan berganda (Hukum Dalton)
4. Hukum perbandingan volume gas (Hukum Gay Lussac)
5. Hukum Avogadro

Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

Antoine Laurent Lavoisier ialah penggagas dari hukum kekekalan massa, yang menyimpulkan bahwa

“Dalam metode tertutup, massa zat sebelum dan setelah reaksi ialah sama”.

Misalnya, pada reaksi perkaratan besi (besi mengikat oksigen dari udara), dimana besi yang memiliki massa tertentu akan bereaksi dengan sejumlah oksigen membentuk senyawa besi oksida (Fe₂O₃(s)) yang massanya sama dengan massa besi dan oksigen mula-mula.

Fe(s) + O₂(g) → Fe₂O₃(s)

Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Joseph Louis Proust ialah pencetus dari hukum perbandingan tetap. Berdasarkan hasil penelitiannya, disimpulkan bahwa

“Perbandingan massa unsur-komponen dalam satu senyawa yaitu tertentu dan tetap”.

Namun kalau perbandingan massa komponen tidak cocok, maka akan dihasilkan zat sisa. Senyawa yang serupa meskipun berasal dari kawasan yang berlawanan atau dibentuk dengan cara yang berlainan ternyata mempunyai komposisi yang serupa.

Misalnya, hasil analisis terhadap garam natrium klorida dari banyak sekali daerah selaku berikut.

Asal	Massa Garam	Massa Natrium	Massa Klorida	Massa Na : Cl
Impor	2,5 gram	0,983 gram	1,517 gram	1 : 1,54
Madura	1,5 gram	0,59 gram	0,91 gram	1 : 1,54
Indramayu	2 gram	0,786 gram	1,214 gram	1 : 1,54

Dalam tabel di atas,ditunjukkan bahwa perbandingan massa Na kepada Cl ternyata tetap, yaitu 1 : 1,54.

Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Berdasarkan hasil percobaannya, Dalton menyimpulkan bahwa

“Jika dua jenis komponen bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika massa-massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut sama, sedangkan massa-massa komponen yang lain berbeda, maka perbandingan massa komponen lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut ialah bilangan bundar  dan sederhana.”

Misalnya, perbandingan nitrogen dan oksigen dalam senyawanya sbb. :

Senyawa	Massa Nitrogen (gr)	Massa Oksigen (gr)	Perbandingan
N2O	28	16	7 : 4
NO	14	16	7 : 8
N2O3	28	48	7 : 12
N2O4	28	64	7 : 16

Dari tabel tersebut, jika massa nitrogen dibentuk tetap (sama) sebanyak 7 gram, perbandingan massa oksigen dalam N₂O, NO, N₂O₃, dan N₂O₄ = 4 : 8 : 12 : 16 atau 1 : 2 : 3 : 4.

Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)

Hukum perbandingan volume dicetuskan oleh Gay Lussac yang berbunyi

“Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing gas”.

Untuk dua buah gas (
misal gas A dan gas B) yang tercantum dalam persamaan reaksi, berlaku relasi :

Hukum Avogadro

“Pada suhu dan tekanan yang serupa, semua gas dengan volume yang serupa akan mengandung jumlah molekul yang serupa pula”.

Selain hukum-aturan dasar kimia tersebut, dalam stoikiometri juga mempelajari wacana konsep mol yang terdiri atas kekerabatan mol dengan jumlah partikel, massa molar, volume molar gas, dan molaritas larutan.

Hubungan antara jumlah mol (n) dengan jumlah partikel (X) dalam zat dapat dinyatakan sbb. :

X = n x 6,02 x 10²³

Jumlah partikel = mol x 6,02 x 10²³

Massa molar (m_m) menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat. Massa 1 mol zat sama dengan massa molekul relatif (Mr) zat tersebut dengan satuan gram/mol.

Hubungan jumlah mol (n) dengan massa zat (m) adalah sbb. :

m = n x m_m atau massa = n x Ar atau massa = n x Mr

Volume molar gas menyatakan volume per mol gas. Berdasarkan pengukuran kerapatan gas-gas pada suhu dan tekanan tertentu ditemukan bahwa rata-rata volume molar sebuah gas pada keadaan patokan (suhu 0⁰ C dan tekanan 1 atm) atau dalam kondisi STP (Standard Temperature and Pressure, artinya pada suhu dan tekanan standar) adalah 22,4 liter.

Dari pengukuran tersebut, maka mampu dirumuskan volume gas pada kondisi standar sbb. :

V = n x 22,4 liter

Pada kondisi yang bukan persyaratan atau suhu 0⁰ C dan tekanan 1 atm (STP), maka volume gas mampu dijumlah dengan persamaan gas ideal :

Molaritas (M) menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan. Satuan molaritas (M) adalah mol/liter atau mmol/mL.

Sudah paham kan? Jika belum, mari kita bahas contoh soal stoikiometri biar lebih paham perihal penerapan bahan stoikiometri. Baca juga Polimer.

Contoh Soal Stoikiometri

1. Perbandingan massa bagian hidrogen dan oksigen yang menyusun air (H2O) senantiasa sama, adalah 1:8. Tentukan massa air yang terbentuk dari :

• 1 gram hidrogen + 8 gram oksigen
• 2 gram hidrogen + 8 gram oksigen

2. Untuk pembentukan uap air disediakan 6 liter gas H₂. Tentukan volume gas oksigen yang dibutuhkan dan volume uap air yang terbentuk.

3. Berapakah volume dari 10 gram CO₂  jika diukur pada keadaan STP? (Ar C = 12, Ar O = 16)

Demikian sedikit pembahasan perihal stoikiometri. Semoga berguna bagi anda yang sedang mempelajarinya. Baca juga Titrasi Asam Basa.