330 likes | 1.23k Views
Cara Aljabar. Penyetaraan Reaksi. Presented by : Ibu MF. Endang SL, S.Pd. Koefisien dimisalkan dengan bilangan aljabar, dan zat yang paling depan diberi koefisien 1 MnO 2 + HCl MnCl 2 + H 2 O + Cl 2 MnO 2 + a HCl b MnCl 2 + c H 2 O + d Cl 2. 1. Berlaku persamaan – persamaan :
E N D
Cara Aljabar Penyetaraan Reaksi Presented by : Ibu MF. Endang SL, S.Pd
Koefisien dimisalkan dengan bilangan aljabar, dan zat yang paling depan diberi koefisien 1 MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl2 MnO2 + a HCl b MnCl2 + c H2O + d Cl2 1 Berlaku persamaan – persamaan : Mn : 1 = b O : 2 = c H : a = 2c Cl : a = 2b + 2d Jadi : b = 1; c = 2; a = 2c a = 4 4 = 2.1 + 2d 2d = 2 d = 1 MnO2 + 4 HCl MnCl2 + 2 H2O + Cl2
Untuk reaksi-reaksi panjang atau mengandung banyak senyawa Biasanya penyetaraan persamaan reaksi agak sulit, maka Digunakan cara matematika. Yaitu dengan jalan memisalkan Koefisien reaksi salah satu zat dalam reaksi tersebut dengan angka Satu (1) sedang koefisien reaksi zat-zat yang lain dengan abjad a, b, c, dan seterusnya. 2 • Berdasarkan hukum kekekalan massa dari lavoiser yaitu jumlah tiap jenis atom sebelum dan setelah reaksi sama, maka didapat persamaan-persamaan. • Dengan subtitusi dan eliminasi harga a, b, c, dan seterusnya dapat ditentukan harga koefisiennya • Jika koefisien reaksi merupakan angka pecahan maka harus dijadikan angka bulat dan sederhana dengan jalan mengalikan semua koefisien reaksi dengan angka tertentu. Contoh : Fe + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O + SO2
Misalnya koefisien Fe = 1 sedang yang lain dengan abjad sebagai berikut : Fe + a H2SO4 b Fe2(SO4)3 + c H2O + d SO2 Atom Fe H S O Sebelum Reaksi 1 2a a 4a Setelah Reaksi 2b 2c 3b + d 12b + c + 2d Persamaan : 1 = 2b ………………………………………………………………………….. (I) 2a = 2c atau c ………………………………………………………………… (II) a = 3b + d ……………………………………………………………………… (III) 4a = 12b + c + 2d …………………………………………………………….. (IV)
Secara matematika terdapat 4 persamaan dengan 4 bilangan yang tidak diketahui maka a, b, c, dan d dapat ditentukan. • Dari persamaan : • 2b = 1, maka b = ½ • a = 3b + d • a = 1 ½ + d • a – d = 1 ½ …………………………………………………………………….. (V) • 4a = 12b + c + 2d; b = ½ dan a = c • 4a = 6 + c + 2d • 4a = 6 + a + 2d • 3a – 2d = 6 ……………………………………………………………………… (VI) • Dari persamaan V dan VI maka ditentukan a dan d : • x 2 2a – 2d = 3 • x 1 3a – 2d = 6 • - • -a = -3 Jadi a = 3
a = c, maka c = 3 • a – d = 1 ½ • 3 – d = 1 ½ • maka d = 1 ½ Kalau harga a, b, c, d dimasukkan pada persamaan reaksi : Fe + 3 H2SO4 ½ Fe2(SO4)3 + 3 H2O + 1 ½ SO2 x 2 2 Fe + 6 H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6 H2O + 3 SO2
Persamaan Reaksi yang Lebih Rumit 3 • Dalam penyetaraan persamaan reaksi yang lebih rumit dapat dilakukan • dengan cara sebagai berikut : • Membuat beberapa persamaan matematis (cara aljabar) • Konsep reaksi redoks (reduksi – oksidasi), dibahas di kelas 3 • Contoh : • a KMnO4 + b (COOH)2 + c H2SO4 d K2SO4 + e MnSO4 + f CO2 + g H2O • Jawab : • Menentukan persamaan matematis dari jumlah atom pada ruas kiri dan ruas kanan Atom K Mn O C H S Persamaan Matematis a = 2d a = e 4a+4b+4c = 4d+4e+2f+g 2b = f 2b + 2c = 2g c = d + e Pers. 1 2 3 4 5 6
Mencari nilai a, b, … , g • a. Menentukan beberapa persamaan yang sama • 1 + 2 a = 2d = e …………………………… (7) • 6 + 7 c = d + e • = d + 2d • c = 3d ………………………………. (8) • 3 + 4 dan 7 + 8 4a + 4b + 4c = 4d + 4e + 2f + g • 2b = f • 8d + 2f + 12d = 4d + 8d + 2f + g • 8d = g ……………………………. (9) • 5 + 8 + 9 2b + 2c = 2g • 2b + 6d = 16d • 2b = 10d • b = 5d …………………………. (10) • 4 + 10 2b = f • 10d = f • Menentukan koefisien, dipilih d karena terkecil dengan angka 1 (d = 1). Sehingga • nilai a = 2; e = 2; c = 3; g = 8; b = 5; dan f = 10 • Melengkapi persamaan reaksi (setara) menjadi : 2 KMnO4 + 5 (COOH)2 + 3 H2SO4 K2SO4 + 2 MnSO4 + 10 CO2 + 8 H2O
Penentuan koefisien dengan cara persamaan matematis Memerlukan waktu yang lama dan harus cermat Untuk itu : Diperlukan latihan yang banyak. Sedangkan dalam praktek perhitungan yang melibatkan reaksi nantinya, Persamaan reaksi harus dapat diselesaikan secara cepat dan tepat Oleh karena itu : Pilih cara yang paling mudah, cepat dan tepat
Soal Latihan 1 : Setarakanlah persamaan reaksi berikut : Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O • Jawab : • Langkah-langkah yang harus ditempuh : • Tetapkan koefisien salah satu zat (pilih zat yang rumusnya paling rumit atau • zat yang koefisiennya dapat menentukan koefisien zat lain. • untuk soal di atas, tetapkan koefisien Cu(NO3)2 = 1 Cu + HNO3 1 Cu(NO3)2 + NO + H2O (Sebenarnya koefisien 1 tidak perlu ditulis, tetapi untuk memperlihatkan bahwa Zat itu sudah mempunyai koefisien biarlah ditulis sementara)
Tuliskan koefisien zat lain yang terkait dengan koefisien pada langkah I. • untuk contoh di atas, berarti koefisien Cu = 1; 1 Cu + HNO3 1 Cu(NO3)2 + NO + H2O • Tulis koefisien sementara (dengan huruf) untuk zat lain yang belum mempunyai • koefisien. 1 Cu + a HNO3 1 Cu(NO3)2 + b NO + c H2O • Oleh karena jumlah atom sebelum dan sesudah reaksi untuk reaksi yang setara • adalah sama, maka kita mempunyai persamaan-persamaan sebagai berikut : Unsur H N O Ruas kiri a a 3a Ruas kanan 2c 2 + b 6 + b + c Persamaan a = 2c a = 2 + b 3a = 6 + b + c
Selesaikan persamaan-persamaan tersebut untuk memperoleh koefisien yang • sebenarnya. • Dari persamaan (1) c = 0,5 a • Dari persamaan (2) b = a – 2 • Jadi persamaan (3) dapat ditulis sebagai berikut : • 3a = 6 + (a – 2) + (0,5a) • 1,5a = 4 • a = 8/3 • Berarti c = 4/3 dan b = 2/3 • maka persamaan reaksi menjadi : 1 Cu + 8/3 HNO3 1 Cu(NO3)2 + 2/3 NO + 4/3 H2O Untuk membulatkan pecahan, semua koefisien dikalikan 3 3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Soal Latihan 2 : Setarakanlah persamaan reaksi berikut : KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 K2SO4 + Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O Jawab : Tetapkan koefisien KMnO4 = 2, sehingga koefisien K2SO4 = 1 dan MnSO4 = 2 2 KMnO4 + a FeSO4 + b H2SO4 1 K2SO4 + c Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + d H2O Unsur O Fe S H Ruas kiri 8 + 4a + 4b a a + b 2b Ruas kanan 4 + 12c + 8 + d 2c 1 + 3c + c 2d Persamaan 8 + 4a + 4b = 12 + 12c + d Atau 4a + 4b = 4 + 12c + d a = 2c a + b = 3c + 3 b = d (1) (2) (3) (4)
Dari persamaan (2) a = 2c, maka persamaan (3) dapat ditulis sebagai berikut : 2c + b = 3c + 3 berarti b = c + 3 Sekarang persamaan (1) dapat ditulis sebagai berikut : 4 (2c) + 4 (c + 3) = 4 + 12c + (c + 3) 8c + 4c + 12 = 4 + 12c + c + 3 c = 5 Berarti : a = 2c = 10 b = c + 3 = 8 d = b = 8 Persamaan reaksi menjadi : 2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 K2SO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + 8 H2O