Penyeimbang Persamaan Kimia & Stoikiometri

Menyeimbangkan persamaan kimia dengan eliminasi Gauss, menghitung kuantitas stoikiometri, mencari pereaksi pembatas, menghitung persen rendemen, dan mengidentifikasi jenis reaksi. Juga: Tabel Periodik | Massa Molar.

Masukkan persamaan kimia dengan = sebagai pemisah (mis., Fe + O2 = Fe2O3, H2 + O2 = H2O, C3H8 + O2 = CO2 + H2O).

Cara kerjanya: Penyeimbang persamaan menghitung atom di setiap sisi, membangun matriks koefisien, dan menyelesaikannya dengan eliminasi Gauss untuk mendapatkan koefisien bilangan bulat terkecil. Kalkulator stoikiometri menggunakan massa molar semua spesies untuk mengonversi antara massa dan mol.
Apa itu persamaan kimia yang seimbang?

Persamaan kimia adalah resep yang ditulis dengan atom. Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa atom tidak diciptakan maupun dimusnahkan dalam reaksi, sehingga sisi kiri dan kanan harus memperhitungkan atom yang persis sama — dan penyeimbangan adalah pembukuan yang menegakkannya. Angka besar di depan setiap rumus (koefisien) adalah tombol yang diputar hingga jumlah setiap unsur cocok: besi yang berkarat membutuhkan 4 Fe + 3 O2 = 2 Fe2O3, bukan 1 + 1 = 1. Penyeimbangan adalah aljabar murni, itulah sebabnya halaman ini dapat melakukannya dengan eliminasi Gauss lalu menghitung ulang setiap unsur untuk menunjukkan Kiri = Kanan. Koefisien pecahan sah dalam termokimia (per mol reaksi); resep laboratorium menghilangkan penyebut dengan mengalikan seluruhnya.

Satu aturan yang perlu diingat: koefisien menghitung mol, bukan molekul individual. 2H2 + O2 = 2H2O dibaca "2 mol hidrogen ditambah 1 mol oksigen menghasilkan 2 mol air" — itulah sebabnya 10 g H2 dan 32 g O2 bukan jumlah reaksi yang sama.
Stoikiometri: jembatan mol

Mol tidak dapat ditimbang; yang ditimbang adalah gram. Setiap soal stoikiometri adalah persilangan tiga langkah yang sama: gram → mol (bagi dengan massa molar), mol satu spesies → mol spesies lain (kalikan dengan rasio koefisien), mol → gram (kalikan dengan massa molar yang lain). Langkah tengah adalah tempat persamaan yang seimbang bekerja. Untuk sampel di atas, 10 g H2 adalah 4,960 mol; persamaan 2H2 + O2 = 2H2O kemudian memberi 2,480 mol O2 (79,4 g) yang terpakai bersamaan, dan hingga 4,960 mol H2O (89,4 g) terbentuk. Massa molar langsung diambil dari tabel periodik — halaman Massa Molar adalah alat yang khusus untuk langkah itu.

Pereaksi pembatas: logika sandwich

Dengan dua pereaksi, salah satunya habis lebih dulu dan reaksi berhenti di sana — pereaksi pembatas menentukan segalanya, dan yang lain berada dalam kelebihan. Perbandingannya adalah mol dibagi koefisien: yang hasil baginya lebih kecil akan habis lebih dulu. Sampel menunjukkan poin yang berlawanan dengan intuisi: 32 g O2 tiga kali lebih berat daripada 10 g H2, namun O2 adalah pereaksi pembatas (1,000 mol ÷ 1 mengalahkan 4,960 mol ÷ 2), sehingga rendemen teoretisnya hanya 36,03 g H2O dan 2,96 mol H2 tersisa tanpa terpakai. Massa saja tidak pernah memutuskan pertanyaan itu — koefisien persamaan harus ada dalam perbandingan.

Rendemen teoretis, aktual, dan persen

Rendemen teoretis adalah yang diizinkan pereaksi pembatas jika setiap molekul bekerja sama; rendemen aktual adalah yang benar-benar diisolasi; persen rendemen = aktual/teoretis × 100%. Hasil 85 g dari 100 g di sampel dinilai "Baik/Cukup" — sintesis nyata kehilangan rendemen karena reaksi samping, pemisahan yang tidak sempurna, produk yang tertinggal di peralatan kaca, dan kesetimbangan yang tidak mau selesai. Persen rendemen di atas 100% adalah tanda bahaya untuk produk yang basah atau terkontaminasi, bukan keajaiban.

Jenis reaksi sekilas

Panel klasifikasi membaca bentuk persamaan yang seimbang: dua hal menjadi satu adalah sintesis, satu hal terbelah adalah dekomposisi, unsur yang bertukar tempat ke dalam senyawa adalah perpindahan tunggal, dua senyawa saling bertukar pasangan adalah perpindahan ganda. Membakar apa pun dengan O2 untuk menghasilkan CO2 dan H2O adalah pembakaran, dan reaksi apa pun yang memindahkan elektron di antara spesies juga termasuk redoks — kategorinya saling tumpang tindih (sampel 2H2 + O2 = 2H2O adalah sintesis, pembakaran, dan redoks sekaligus). Pembukuan redoks memiliki halamannya sendiri: Redoks & Elektrokimia.

Kesalahpahaman umum
  • Menyeimbangkan dengan mengubah subskrip. H2O dan H2O2 adalah zat yang berbeda; hanya koefisien di depan yang boleh disesuaikan.
  • Massa yang lebih kecil adalah pereaksi pembatas. Sampel menjadi bukti sanggahannya: 32 g O2 lebih berat daripada 10 g H2 dan tetap menjadi pembatas. Bandingkan mol per koefisien, jangan gram mentah.
  • Persamaan yang seimbang berarti reaksinya terjadi. Penyeimbangan tidak mengatakan apa pun tentang kecepatan (kinetika) atau seberapa jauh reaksi berlangsung (kesetimbangan) — lihat Kesetimbangan Kimia.
  • Rendemen di atas 100% berarti produk lebih banyak daripada yang mungkin. Itu berarti produk yang diukur membawa air atau pengotor; reaksinya tidak melanggar hukum apa pun.

Alat terkait: Massa Molar (jembatan gram–mol yang bergantung pada halaman ini), Kesetimbangan Kimia (seberapa jauh reaksi sebenarnya berlangsung), dan Redoks & Elektrokimia (reaksi perpindahan elektron).