Stoikiometri : Penguraian KClO3

I. Tujuan

1. Menghitung koefisien reaksi penguraian KClO3

2. Menghitung volum molar gas oksigen dalam keadaan STP

3. Menghitung persentase O2 dalam KClO3

II. Tinjauan Pustaka

Cabang ilmu yang mempelajari atau membahas hubungan bobot antar unsure-

unsur dan senyawa dalam reaksi kimia baik dalam skala molekuler maupun dalam skala

eksperimental disebut stokiometri.(R.A Day,Jr.1999:295)

Dengan kata lain bisa dikatakan stoikiometri ialah bagian ilmu kimia yang

mempelajari hubungan kuantitatif antar zat didalam reaksi (antara zat-zat yang

bereaksi,maupun dengan hasil reaksi).Perihal nisbah bobot antar zat dalam reaksi dibahas

dalam stoikiometri sebuah istilah yunani.Stoikhein artinya unsur dan metrein artinya

mengukur.

Menentukan nisbah stoikiometri adalah nisbah bobot antar zat dalam

reaksi.Dengan memahami mol dan massa molar (gramaton dan grammolekul),kita mudah

menentukan nisbah ini.

Stoikiometri adalah hubungan antara bobot dengan reaksi-reaksi kimia yang

berarti mengukur unsur.Hal ini berguna untuk menentukan komponen senyawa dan

campuran.Ini merupakan dasar dari konsep mol untuk menyeimbangkan persamaan

reaksi.

Zat yang dihasilkan dari penguraian termal KClO3 adalah zat KCl dan gas O2

dengan menggunakan katalis MnO2 :

2KClO3 (s) →MnO2 2 KCl (s) + 3O2 (g)

Jumlah mol O2 yang dibebaskan dapat dihitung dari hokum gas ideal,n = PV /

RT,sehingga diperlukan informasi tentang tekanan,volume dan suhu dari gas O2.

Jika salah satu zat sudah diketahui molarnya maka mol zat-zat lain pada

persamaan reaksi tersebut dapat dicari dengan cara membandingkan koefisien :

Mol zat A = koefisien zat AX mol zat B

koefisien zat B

Pada tekanan cukup rendah dan suhu yang cukup tinggi semua gas ternyata

mematuhi hokum yang menyatakan hubungan antara volume gas dan tekanan suhu.

“Volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi masing-

masing gas tersebut.Volum gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gas yang bereaksi

hasil,bila diukue pada tekanan dan suhu yang sama berbanding sebagai bilangan-bilangan

bulat dan sederhana,jadi pada gas-gas koefisien reaksi berfungsi ganda :

a. Mengetahui perbandingan mol

b. Mengetahui perbandingan volum

Hukum avogadro“Pada suhu dan tekanan yang sama semua gas yang volumnya

sama,mengandung jumlah molekul yang sama pula.Maka gas-gas yang bervolum sama

akan mempunyai jumlah mol yang sama.(Irfan Anshory,1988 : 71-75)

Tekanan yang disebabkan oleh sebuah komponen partikel gas dalam mixture

dikenal sebagai tekanan persial.

Fenomena ini diambil dari teori kinetic yang dikemukakan oleh jhon Dalton

dalam teori atom modern,sebagaimana diketahui bahwa tekanan total di dalam sebuah

system adalah jumlah dari tekanan parsial dari setiap komponen gas :

Ptotal = P1 + P2 + P3 + …

Tekanan juga dapat dihitung dengan menggunakan persen massa suatu gas dalam

atmosfir dikali tekanan standar.Misal O2 di atmosfir 21 % maka tekanannya :

PO2 = 0,21 x 760 atm = 160 atm (Leo J.Malone.1938 : 290-291)

Hukum gas V P

Tα Hukum Avogadro V α n

Dikombinasikan ke satu relasi yang akan memperoleh volum gas V P

Tnα

Ini bias diubah ke sebuah kualitas dengan mengguanakan isi dari

kepropesional.Konstanta yang digunakan disini adalah R yang disebut konstanta

gas.Akan diperoleh hokum gas ideal

V = P

nRT atau PV = nRT (Leo J.Malone.1983 : 293)

Pada n Konstan dalam dua kondisi

P1 V1 = P2 V2

T1 T2

Mencari harga tetapan R pada STP 1 mol gas

n V T R

1 mol 22,414 273,15 K° 1 atm

Harga ini dapat disubtitusikan ke dalam persamaan dan cari harga R

R = Tn

VP=

mol

atm

K 1

1

15,273

414,22

°l

= 0,082057 Kmol

atm

°l

Volum 1 mol gas pada STP adalah

P V = n R T

1 V = 1.0,08205.273

V = 22,4

Sehingga volum n mol zat adalah V = n x 22,4(Charles W.Keenam.1986 : 263-264)

Dengan mengingat banyaknya mol zat itu sama dengan massa dibagi massa

molekulnya maka persamaan gas ideal menjadi

P V = n R T dengan n = mr

m

Sehingga PV =

mr

m.R.T atau mr =

PV

mRT

Karena massa jenis p = )(

)(

vvolum

mmassamaka mr =

P

RTl

(Suharno Pikir.1989 : 11)

III. Pelaksanaan Percobaan

A.Alat dan Bahan yang digunakan

� Timbangan Listrik � Statif dan Klem

� Tabung Reaksi Pyrex � Labu Florent

� Botol Timbang � Gelas Ukur

� Lampu Spritus � Termometer

� Klem Penjepit � Sudip atau sendok zat

� KClO3 � MnO2

b. Cara Kerja

Persiapan Alat :

1. Dipasang alat-alat yang digunakan.

2. Sebelum dilakukan percobaan alat-alat dites terhadap kebocorannya.

3. Labu florent diisi dengan air hingga hampir penuh dan klem penjepit dibuka.

4. Selang karet bagian atas labu florent yang berhubungan dengan tabung reaksi

dilepas.Pipa kaca ditiup hingga selang karet terisi penuh dengan air sehingga air

akan mengalir dari labu kegelas kaca.

5. Selang karet dihubungkan kembali dengan pipa kaca pendek pada labu florent

selama air masih mengalir.

6. Jika tidak ada ada kebocoran selang karet dijepit dengan klem penjepit dan gelas

piala dikosongkan.

Cara Kerja :

1. Dalam keadaan bersih,kering dan kosong tabung reaksi pyrex 200 ml ditimbang

dengan menggunakan neraca timbang ketelitian 0,001 g.

2. KClO3 ditimbang sekitar 0,2 gram dengan ketelitian 0,001 g dalam tabung reaksi

lalu ditambah MnO2.

3. KClO3 dihomogenkan dengan MnO2. dalam tabung reaksi.

4. Dipasang tabung reaksi yang berisi KClO3 dan MnO2 menggantikan tabung reaksi

kosong pada alat yang telah disiapkan.

5. Dasar tabung reaksi dipanaskan dengan api spritus sekitar 1 menit dan buka klem

penjepit.

6. Dilanjutkan pemanasan hingga tidak ada lagi yang mengalir dari selang karet ke

gelas kimia(selama pengaliran tekanan dalam alat dan udara diusahakan sama

dengan mengatur tinggi permukaan air didalam labu dan gelas kimia).

7. Setelah tidak ada lagi air yang menetes (30 menit pemanasan) selang karet dijepit

kembali dan api dipadamkan.

8. Air dalam gelas kimia diukur volumenya dengan gelas ukur dan dicata suhu airnya.

9. Setelah tabung reaksi dingin,lepaskan tabung reaksi dan bersihkanlah dan timbang

kembali dengan ketelitian 0,001 g dan catat tekanan dan suhu udara di

laboratorium.

IV. Hasil dan Pembahasan

1.Hasil Pengamatan

Setelah melakukan percobaan hasil pengamatan yang didapat adalah :

a.Muncul gelembung-gelembung udara pada pipa penyalur

b. KClO3 habis bereaksi dan MnO2 masih tertinggal didalam tabung reaksi

c.Volume air dalam tabung eudiometer habis

d.Volume air dalam bezana bertambah

2.Pengamatan

No Data Kerja Ulangan I Ulangan II

1 Massa tabung pyrex + KClO3 31,9 gram 31,9 gram

2 Massa tabung reaksi pyrex 31,6 gram 31,6 gram

3 Massa KClO3 0,3 gram 0,3 gram

4 Massa KClO3 + MnO2 0,4 gram 0,4 gram

5 Suhu air C°27 C°27

6 Tekanan air 26,74 mmHg 26,74 mmHg

7 Tekanan udara 760 mmHg 760 mmHg

8 Volume air yang pindah

(bobot jenis H2O 1,00 g/ml)

68 ml 68 ml

9 Volume yang timbul 0,068 l 0,068 l

10

Massa tabung reaksi pyrex

dan perlengkapannya setelah

pemanasan

3,58 g 3,58 g

No Data Kerja

A.Koefisien reaksi penguraian KClO3

1 Mol KClO3 0,0016 mol

2 Mol MnO2 0,0023 mol

3 Mol KCl 0,0016 mol

4 Persamaan reaksi penguraian KClO3 2 KClO3 � 2 KCl + 3 O2

No Data Kerja

B.volume molar O2 dan % dalam KClO3

1 Tekanan dari O2 kering 729,96 mmHg

2 Tekanan O2 dalam STP 0,05184 mmHg

3 Mol O2 yang timbul 0,0023 mol

4 Volum molar O2 (1/mol) pada STP 39,63 lmol1−

5 Volum molar rata-rata 19,84 lmol1−

6 Persentase O3 dalam KClO3 35 %

3.Perhitungan

A.Data kerja

1. mol KClO3 = gram / Mr = 0,2 / 122 = 0,0016 mol

2. mol MnO2 = gram / Mr = 0,2 / 86,9 = 0,0023 mol

3. mol KCl = gram / Mr = 2/2 x KClO3= 2/2 x 0,0016 = 0,0016 mol

4. Persamaan reaksi penguraian KClO3

2 KClO3 � 2 KCl + 3 O2

B.Data Kerja

1.Tekanan dari O2 kering

P O2 = P udara – P air

= 760 mmHg – 30,04 mmHg

= 729,96 mmHg

2.Volume O2 pada STP

V O2 = V O2 x mmHgmmHgPO

7602 x

)(273

2 KTO

= 0,06 x 760

96,729x

302

273 = 0,05184

3.mol O2 yang timbul = massa sebelum timbul reaksi pyrex + KClO3

dipanaskan – massa tabung reaksi pyrex dan perlengkannya = 32,07-32

= 0,07 gram.Mol O2 = gram / Mr =0,07 / 32 = 0,023 mol

4.Volume molar O2(1/mol) pada STP

Volume molar O2 = padaSTPnOVO

2

2

n O2 = volume O2 yg timbul x O2= 0,061 x 0,00218 = 0,001308 maka

V molar O2 =001308,0

05184,0=39,63 Lmol

1−

5.Volume molar rata-rata O2 (1/mol) pada STP :

Volume molar rata-rata O2= padaSTPVmolarpadaSTPVO2

2 +

= 2

63,3905184,0 +

= 19,84 Lmol1−

6.% O2 dalam KClO3

% O2 = KClO

Omassamassa

3

2 x 100%

= 2,0

07,0x 100 %

= 35 %

4.Pembahasan

a.Gelembung-gelembung udara yang dihasilkan dalam penguraian KClO3 diperk

irakan gas O2 yang mana keadaan airnya mengalami pengurangan pada tabung

reaksi setelah homogen KClO3dan MnO2 dipanaskan.

b.Dari reaksi diketahui bahwa MnO2 tidak ikut bereaksi hal ini disebabkan

karena MnO2 bertindak sebagai katalisator,katalisator adalah suatu zat yg dapat

mempercepat reaksi atau memperlambat laju reaksi tetapi tidak ikut

bereaksi.Hal ini dapat dibuktikan karena didalam tabung reaksi masih tersisa zat

yang berwarna hitam,zat ini merupakan senyawa MnO2.

c.Dari O2 yg dihasilkan (mol O2 diperkirakan tidak seluruh unsur O2 yg terdapat

dalam KClO3dibebaskan (dilihat dari koefisien).

d.Volume O2 yg dihasilkan diukur dengan cara pemindahan air.Air dipindahkan

dari tabung iudiometer bejana oleh tekanan O2,pada akhirnya reaksi volume air

dalam gas kimia sama dengan volume O2 dalam labu.

Persamaan Reaksi = 2 KClO3 >−−

MnO2 2 KCl + 3 O2

Dalam melakukan percobaan penguraian KClO3 untuk mendapatkan Mr dan O2

maka digunakan gas ideal yaitu PV = n R T jadi Mr O2 = 95,38.

Dalam percobaan yg dilakukan terjadi kesalahan-kesalahan dalam melakukan

percobaan tersebut.Kesalahan-kesalahan yaitu :

� Kesalahan dari praktikan dalam melihat atau menggunakan alat.

� Ketidakpasan alat-alat yg digunakan dari laboratorium dalam melakukan

percobaan.

� Kesalahan dalam mengguanakan peralatan-peralatan di laboratorium kimia dasar

sehingga dalam melakukan praktikum dengan serius dan tidak melakukan

kesalahan sehingga menghasilkan pembahasan yg baik.

V.Kesimpulan

1.Dalam menentukan koefisien reaksi penguraian KClO3 menghasilkan gas O2 dan zat

padat KCl dengan menggunakan katalis MnO2.

2.Dalam reaksi penguraian KClO3 bertindak sebagai katalisator adalahMnO2.

3.Tidak seluruh O2 dalam senyawaKClO3 dibebaskan dalam reaksi KClO3

4.Volume air dalam gelas kimia 1 Liter sama dengan volum O2 dalam tabung iudiometer.

Daftar Pustaka

� Anshory,Irfan.1988.Penuntun Pelajaran Kimia.Untuk SMA Kelas 1.Bandung :

Gama Exact

� Jr,R A Day.1999.Analisis Kimia Kauntitatif.Edisi kelima.Jakarta : Erlangga.

� Keenam,Charles W.1986.Kimia untuk Universitas.Jakarta : Erlangga.