Pereaksi Pembatas dan Cara Perhitungannya

Jika zat-zat yang akan direaksikan tidak sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya (tidak ekivalen) maka reaktan tertentu habis terlebih dahulu sementara reaktan yang lain masih tersisa. Zat-zat yang habis terlebih dahulu dalam suatu reaksi kimia disebut pereaksi pembatas. Berikut beberapa langkah yang diperlukan untuk menentukan zat yang bertindak sebagai pereaksi pembatas:

1.      Persamaan kimia yang terjadi telah setara jika belum harus disetarakan.

2.      Tentukan jumlah mol masing-masing pereaksi dari massa pereaksi yang tersedia.

3.      Jumlah mol masing-masing pereaksi yang telah ditentukan dibagi dengan koefisiennya.

§  Nilai hasil bagi yang lebih kecil merupakan pereaksi pembatas.

§  Jika nilai hasil bagi sama, maka kedua pereaksi habis bereaksi (ekivalen).

Dengan adanya salah satu pereaksi yang habis terlebih dahulu, maka jumlah produk yang dihasilkan bergantung pada banyaknya zat yang habis terlebih dahulu. Dalam proses industri, pereaksi pembatas biasanya zat yang lebih mahal. Misalnya perak nitrat harganya sangat mahal sehingga dijadikan sebagai pereaksi pembatas dalam pembuatan perak klorida, yang kemudian digunakan dalam film fotografi. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

AgNO₃(aq) + NaCl(aq) ⟶ AgCl(s) + NaNO₃(aq)

Contoh Soal

Sebanyak 4 gram kalsium (Ca) direaksikan dengan 6,3 gram asam nitrat, sesuai reaksi berikut.

Ca(s) + 2HNO₃(aq)  ⟶  Ca(NO₃)₂(aq) + H₂(g)

Tentukan:

a.       Zat yang bertindak sebagai pereaksi pembatas

b.      Mol dan massa zat yang tersisa

c.       Mol dan massa zat hasil reaksi

Penyelesaian

Persamaan reaksi berimbang: Ca(s) + 2HNO₃(aq) ⟶ Ca(NO₃)₂(aq) + H₂(g)

- jumlah mol Ca =  (massa Ca) / (Mr.Ca)

                           = (4 g) / (40 g⁄mol)

                           = 0,1 mol

-  jumlah mol HNO₃ = (massa HNO₃) / (Mr.HNO₃ )

                                   = (6,3 g) / (63 g/mol)

                                   = 0,1 mol

a.       Zat yang bertindak sebagai pereaksi pembatas

Mencari zat yang bertindak sebagai pereaksi pembatas:

*  (jumlah mol Ca HNO₃) / (koefisien HNO₃ ) = (0,1 mol) / (2 mol)

                                                                           = 0,05 mol

*  (jumlah mol Ca) / (koefisien Ca) = (0,1 mol)/(1 mol)

                                                          = 0,1 mol

Dari perhitungan di atas diketahui, bahwa jumlah mol HNO₃  <  mol Ca, sehingga yang menjadi pereaksi pembatas adalah HNO₃.

b.      Mol dan massa zat yang tersisa

- jumlah mol Ca yang bereaksi = 1/2   x  0,1 mol  

                                                   = 0,05 mol

- jumlah mol Ca yang tersisa  =  0,1 - 0,05 mol

                                                =  0,05 mol

- massa Ca yang tersisa  = 0,05 mol   x   40 g/mol

                                       = 2 g

c.       Mol dan massa zat hasil reaksi

Zat hasil reaksi adalah Ca(NO₃)₂ dan H₂

Mol dan massa masing-masing zat hasil reaksi sebagai berikut.

- jumlah mol Ca(NO₃)₂  yang terbentuk = 1/2   x  0,1 mol

                                                                 = 0,05 mol

- massa Ca(NO₃)₂  yang terbentuk =  0,05 mol  x  164  g/mol

                                                       =  8,2 g

- jumlah mol H₂  yang terbentuk  = 1/2   x  0,1 mol

                                                       = 0,05 mol

- massa H₂  yang terbentuk = 0,05 mol  x  2 g/mol

                                             = 0,1 g

Uji Kompetensi

5,4 gram logam aluminium (Ar.Al = 27) direaksikan dengan 24,5 gram H₂SO₄  sesuai persamaan reaksi berikut:

2Al(s)  +  3H₂SO₄(aq)  ⟶   Al₂(SO₄)₃(aq)  +  3H₂(g)

Jika Ar. H = 1, Ar.S = 32, dan Ar.O = 16,

tentukan:

- Zat yang bertindak sebagai pereaksi pembatas

- Mol dan massa zat yang tersisa

- Mol dan massa Al₂(SO₄)₃

- Volume gas H₂ yang dihasilkan pada keadaan standar (STP)

- Volume gas H₂ yang dihasilkan pada suhu kamar (RTP)