Cara Aljabar Penyetaraan Reaksi Presented by : Ibu MF. Endang SL, S.Pd

1 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

2 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

Fe + a H2SO4  b Fe2(SO4)3 + c H2O + d 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)

maka a, b, c, dan d dapat ditentukan. 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

Kalau harga a, b, c, d dimasukkan pada persamaan reaksi : 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

Pilih cara yang paling mudah, cepat dan tepat 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

Zat itu sudah mempunyai koefisien biarlah ditulis sementara) 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)

1 Cu + a HNO3  1 Cu(NO3)2 + b NO + c H2O 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 3a Ruas kanan 2c 2 + b 6 + b + c Persamaan a = 2c a = 2 + b 3a = 6 + b + c

1 Cu + 8/3 HNO3  1 Cu(NO3)2 + 2/3 NO + 4/3 H2O 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)

Sekarang persamaan (1) dapat ditulis sebagai berikut : 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