Cara Menghitung Hasil Teoretis - Saran Pakar How.com.vn

Hasil teoretis (theoretical yield) adalah istilah yang digunakan dalam bidang kimia untuk menjelaskan jumlah produk maksimum yang bisa diharapkan dari reaksi kimia. Pertama-tama, seimbangkan persamaan kimia dan definisikan reaktan pembatas. Ketika mengukur jumlah reaktan yang akan digunakan, Anda bisa menghitung produk yang dihasilkan. Inilah hasil teoiritis dari persamaan. Dalam eksperimen sebenarnya, Anda akan kehilangan sebagian hasil akibat inefisiensi dari eksperimen itu sendiri.

Bagian 1

Bagian 1 dari 2:

Menemukan Reaktan Pembatas

Unduh PDF

1
Awali dengan persamaan kimia seimbang. Pada dasarnya, persamaan kimia sama dengan resep. Perasamaan menampilkan reaktan (di sisi kiri) yang bereaksi untuk menghasilkan produk (di sisi kanan). Persamaan yang seimbang dengan baik akan menunjukkan jumlah atom yang sama masuk dalam persamaan sebagai reaktan dengan yang keluar sebagai produk.^{[1]XTeliti sumber}
- Sebagai contoh, lihat persamaan sederhana berikut $H_{2}+O_{2}$ → $H_{2}O$ . Ada dua atom hidrogen di sisi kanan dan kiri. Namun, ada dua atom oksigen yang masuk sebagai reaktan, dan hanya satu atom produk di sisi kanan.
- Supaya persamaan seimbang, gandakan produknya sehingga memperoleh $H_{2}+O_{2}$ → $2H_{2}O$ .
- Periksa keseimbangan. Perubahan ini telah mengoreksi oksigen, yang sekarang memiliki dua atom di kedua sisinya. Namun, sekarang Anda telah memiliki dua atom hidrogen di sisi kiri dengan empat atom di sisi kanan.
- Gandakan hidrogen dalam reaktan. Langkah ini akan menyesuaikan persamaan menjadi $2H_{2}+O_{2}$ → $2H_{2}O$ . Perubahan ini membuat jumlah atom hidrogen di kedua sisi menjadi 4, dan atom oksigen menjadi 2. Sekarang persamaan sudah seimbang.
- Untuk contoh yang lebih rumit, oksigen dan glukosa dapat bereaksi menghasilkan karbon dioksida dan air: $6O_{2}+C_{6}H_{12}O_{6}$ → $6CO_{2}+6H_{2}O$
  Dalam persamaan ini, setiap sisi memiliki persis 6 atom karbon (C), 12 atom hidrogen (H), dan 18 atom oksigen (O). Persamaan ini seimbang.
- Bacalah artikel ini jika ingin mengulas keseimbangan persamaan kimia dengan lebih mendalam.
2
Hitung massa molar setiap reaktan. Gunakan tabel periodik atau referensi lainnya, dan cari massa molar setiap atom dalam masing-masing senyawa. Jumlahkan semuanya untuk menemukan massa molar setiap senyawa. Lakukan untuk molekul tunggal senyawa. Pertimbangkan kembali persamaan perubahan oksigen dan glukosa menjadi karbon dioksida dan air: $6O_{2}+C_{6}H_{12}O_{6}$ $How.com.vn Bahasa Indonesia: 6O_{2}+C_{6}H_{{12}}O_{6}$ → $6CO_{2}+6H_{2}O$ $How.com.vn Bahasa Indonesia: 6CO_{2}+6H_{2}O$ ^{[2]XTeliti sumber}
- Untuk contoh ini, satu molekul oksigen ( $O_{2}$ ) mengandung dua atom oksigen.
- Massa molar satu atom oksigen adalah sekitar 16 g/mol. Kalau perlu, Anda bisa mencari nilai yang lebih akurat.)
- 2 atom oksigen x 16 g/mol per atom = 32 g/mol $O_{2}$ .
- Reaktan lainnya, glukosa ( $C_{6}H_{12}O_{6}$ ) memiliki massa molar (6 atom C x 12 g C/mol) + (12 atom H x 1 g H/mol) + (6 atom O x 16 g O/mol) = 180 g/mol.
- Untuk mengulas langkah ini lebih terperinci, bacalah cara menghitung massa molar.
3
Ubah jumlah setiap reaktan dari gram menjadi mol. Dalam eksperimen sebenarnya, Anda akan mengetahui massa setiap reaktan yang digunakan dalam gram. Bagikan nilai ini dengan massa molar senyawa untuk mengubah jumlahnya menjadi mol. ^{[3]XTeliti sumber}
- Sebagai contoh, katakan Anda memulai dari 40 gram oksigen and 25 gram glukosa.
- 40 g $O_{2}$ / (32 g/mol) = 1,25 mol oksigen.
- 25 g $C_{6}H_{12}O_{6}$ / (180 g/mol) = sekitar 0,139 mol glukosa.
4
Tentukan rasio molar reaktan. Mol adalah satuan yang digunakan dalam bidang kimia untuk menghitung molekul, berdasarkan massanya. Dengan menentukan jumlah mol dalam oksigen dan glukosa, Anda bisa mengetahui banyaknya molekul awalnya masing-masing. Untuk menemukan rasio antara keduanya, bagikan angka mol satu reaktan dengan jumlah mol reaktan lainnya.^{[4]XTeliti sumber}
- Dalam contoh ini, Anda memulai dengan 125 mol oksigen dan 0,139 mol glukosa. Oleh karenanya, rasio oksigen terhadap glukosa adalah 1,25 / 0,139 = 9. Rasio ini berarti Anda memiliki molekul oksigen 9 kali lebih banyak dari glukosa.
5
Temukan rasio ideal reaksi. Lihatlah persamaan seimbang reaksi. Koefisien di depan setiap molekul mencerminkan rasio molekul yang dibutuhkan untuk menciptakan reaksi. Jika Anda menggunakan rasio persis yang diberikan rumus, kedua reaktan akan digunakan secara merata. ^{[5]XTeliti sumber}
- Untuk reaksi ini, reaktan diberikan sebagai berikut $6O_{2}+C_{6}H_{12}O_{6}$ . Koefisien menandakan bahwa Anda membutuhkan 6 molekul oksigen untuk setiap 1 molekul glukosa. Rasio ideal untuk reaksi ini adalah 6 oksigen / 1 glukosa = 6,0.
6
Bandingkan rasio untuk menemukan reaktan pembatas. Dalam sebagian besar reaksi kimia, salah satu reaktan akan habis digunakan sebelum lainnya. Reaktan yang habis lebih dahulu dinamakan reaktan pembatas. Reaktan pembatas ini menentukan seberapa lama reaksi kimia berlangsung dan hasil teoretis yang bisa diharapkan. Bandingkan kedua rasio yang dihitung untuk mengidentifikasi reaktan pembatas:^{[6]XTeliti sumber}
- Ketika diukur berdasarkan angka molekul, dalam contoh ini Anda memulai dengan oksigen 9 kali lebih banyak daripada glukosa. Rumus ini memberi tahu bahwa rasio ideal Anda adalah oksigen 6 kali lebih banyak dari glukosa. Oleh karenanya, Anda memiliki lebih banyak oksigen daripada yang dibutuhkan. Dengan demikian, reaktan lainnya (dalam kasus ini glukosa) adalah reaktan pembatas.
Iklan

Bagian 2

Bagian 2 dari 2:

Menentukan Hasil Teoretis

Unduh PDF

1
Ulas reaksi untuk menemukan produk yang diinginkan. Sisi kanan persamaan kimia menunjukkan produk yang dihasilkan reaksi. Jika reaksi diseimbangkan, koefisien setiap produk menunjukkan jumlah yang dapat diharapkan, dalam rasio molekul. Setiap produk memiliki hasil teoretis, yang berarti jumlah produk yang diharapkan akan diperoleh apabila reaksi berlangsung efisien sempurna. ^{[7]XTeliti sumber}
- Melanjutkan contoh sebelumnya, Anda menganalisis reaksi $6O_{2}+C_{6}H_{12}O_{6}$ → $6CO_{2}+6H_{2}O$ . Kedua produk yang ditunjukkan di sisi kanan adalah karbon dioksida dan air.
- Anda bisa memulai dengan kedua produk untuk menghitung hasil teoretis. Dalam sebagian kasus, kemungkinan Anda hanya memedulikan satu produk atau lainnya. Kalau demikian, mulailah dari produk tersebut.
2
Tuliskan angka mol reaktan pembatas. Anda harus selalu membandingkan mol reaktan terhadap mol produk. Jika Anda mencoba membandingkan massa masing-masing, hasil yang tepat tidak bisa diperoleh. ^{[8]XTeliti sumber}
- Dalam contoh di atas, glukosa adalah reaktan pembatas. Perhitungan massa molar menemukan bahwa 25 g glukosa awal sama dengan 0,139 mol glukosa.
3
Bandingkan rasio molekul dalam produk dan reaktan. Kembalilah ke persamaan seimbang. Bagikan angka molekul produk yang diinginkan dengan jumlah molekul reaktan pembatas.
- Persamaan seimbang untuk contoh ini adalah $6O_{2}+C_{6}H_{12}O_{6}$ → $6CO_{2}+6H_{2}O$ . Persamaan ini menunjukkan bahwa Anda menginginkan 6 molekul dari produk yang diharapkan, karbon dioksida ( $CO_{2}$ ), dibandingkan 1 molekul glukosa ( $C_{6}H_{12}O_{6}$ ).
- Rasio karbon dioksida terhadap glukosa adalah 6/1 = 6. Dengan kata lain, reaksi ini dapat menghasilkan 6 molekul karbon dioksida dari satu molekul glukosa.
4
Kalikan rasio dengan membatasi kuatitas reaktan dalam mol. Jawabannya adalah hasil teoretis produk yang diinginkan dalam mol.
- Dalam contoh ini, 25 g glukosa sama dengan 0,139 mol glukosa. Rasio karbon dioksida terhadap glukosa adalah 6:1. Anda akan memperoleh karbon dioksida 6 kali lebih banyak dari glukosa.
- Hasil teoretis karbon dioksida adalah (0,139 mol glukosa) x (6 mol karbon dioksida / mol glukosa) = 0,834 mol karbon dioksida.
5
Ubah hasil menjadi gram. Ini adalah kebalikan dari langkah sebelumnya dalam menghitung jumlah mol atau reaktan. Ketika Anda mengetahui jumlah mol yang diharapkan, kalikan dengan massa molar produk untuk menemukan hasil teoretis dalam gram. ^{[9]XTeliti sumber}
- Dalam contoh ini, massa molar CO₂ adalah sekitar 44 g/mol. (Massa molar karbon adalah ~12 g/mol dan oksigen adalah ~16 g/mol sehingga totalnya adalah 12 + 16 + 16 = 44.)
- Kalikan 0,834 mol CO₂ x 44 g/mol CO₂ = ~36,7 gram. Hasil teoretis eksperimen adalah 37 gram CO₂.
6
Ulangi perhitungan untuk produk lainnya kalau mau. Dalam banyak eksperimen, Anda hanya memedulikan hasil satu produk. Jika Anda menginginkan hasil teoretis kedua produk, cukup ulangi prosesnya.
- Dalam contoh ini, produk kedua adalah air $H_{2}O$ . Berdasarkan persamaan seimbang, Anda menginginkan 6 molekul air dari 1 molekul glukosa. Dengan demikian, rasionya adalah 6:1. Dengan demikian, mulailah dari 0,139 mol glukosa yang akan menghasilkan 0,834 mol air.
- Kalikan jumlah mol air dengan massa molar air. Massa molarnya adalah 2 + 16 = 18 g/mol. Kalikan dengan produk untuk menghasilkan 0,834 mol H₂O x 18 g/mol H₂O = ~15 gram. Hasil teoretis air untuk eksperimen ini adalah 15 gram.
Iklan