Cara Menentukan Komposisi Senyawa dalam Campuran: Panduan Lengkap untuk Pemula

Menentukan komposisi senyawa dalam campuran adalah salah satu keterampilan penting dalam kimia. Konsep ini digunakan untuk mengetahui proporsi setiap komponen dalam campuran, baik dalam bentuk massa maupun persen. Artikel ini akan membahas cara mencari komposisi senyawa dalam campuran dengan langkah-langkah sistematis. Dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasannya, artikel ini dirancang untuk membantu Anda memahami konsep ini dengan mudah dan menerapkannya dalam berbagai situasi.

Contoh Soal 1:

Sebanyak 2,662 gram campuran kalium klorida (KCl) dan natrium klorida (NaCl) direaksikan dengan larutan perak nitrat (AgNO₃) menghasilkan 5,752 gram perak klorida kering. Temukan Komposisi persentase campuran

Jawaban:

Pertama-tama kita harus membuat permisalan untuk massa masing-masing senyawa dalam campuran.

Misal:

massa NaCl dalam campuran = x gram

massa KCl dalam campuran = (2,662 - x) gram

Reaksi yang terjadi dalam pembentukan AgCl adalah:

(i) NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃ 

(ii) KCl+ AgNO₃ → AgCl + KNO₃

Kemudian tentukan massa molekul relatif senyawa yang terlibat:

Mr NaCl = (1 x Ar Na) + (1 x Ar Cl) = (1 x 23 gram/mol) + (1 x 35,5 gram/mol) = 58,5 gram/mol

Mr AgCl = (1 x Ar Ag) + (1 x Ar Cl) = (1 x 108 gram/mol) + (1 x 35,5 gram/mol) = 143,5 gram/mol

Mr KCl = (1 x Ar K) + (1 x Ar Cl) = (1 x 39 gram/mol) + (1 x 35,5 gram/mol) = 74,5 gram/mol

Hitung mol dari NaCl dan KCl kemudian menghubungkannya dengan mol AgCl :

Mol NaCl = massa/Mr = (x/58,5)mol

Mol KCl = massa/Mr = (2,662 - x)/74,5 mol

Dari reaksi (i), berdasarkan koefisien reaksi ditunjukkan bahwa 1 mol NaCl akan bereaksi sempurna menghasilkan 1 mol AgCl, maka:

Mol AgCl pada reaksi (i) = (koefisien AgCl / koefisien NaCl) x mol NaCl = (1/1) x (x/58,5) mol = (x/58,5) mol

Dari reaksi (ii), berdasarkan koefisien reaksi ditunjukkan bahwa 1 mol KCl akan bereaksi sempurna menghasilkan 1 mol AgCl, maka:

Mol AgCl pada reaksi (ii) = (koefisien AgCl / koefisien KCl) x mol KCl = (1/1) x (2,662 - x)/74,5 mol = (2,662 - x)/74,5 mol

Berdasarkan data massa AgCl pada soal, bahwa AgCl yang dihasilkan sebanyak 5,752 gram. Maka mol total AgCl pada kedua reaksi adalah:

Mol AgCl = massa/Mr = 5,752 gram / 143,5 gram/mol = 0,04 mol

Sehingga:

mol AgCl pada reaksi (i) + mol AgCl pada reaksi (ii) = 0,04 mol

Jadi, massa NaCl dalam campuran adalah 1,163 gram

% NaCl dalam campuran = (massa NaCl / massa campuran) x 100% = (1,163/2,662) x 100% = 43,69%

% KCl dalam campuran = (100 - 43,69) % = 56,31%

Contoh Soal 2:

Tentukan persen komposisi natrium karbonat anhidrat dan natrium bikarbonat dalam campuran berdasarkan data berikut:

Massa campuran = 3,0 gram

Massa yang hilang saat pemanasan = 0,186 gram

(Ar Na = 23; C = 12; H = 1; O = 16)

Jawaban:

Saat pemanasan, hanya natrium bikarbonat yang mengalami penguraian melepaskan gas karbon dioksida dan uap air sesuai reaksi:

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O  

Kita lakukan permisalan:

Massa NaHCO₃ = p gram

Massa Na₂CO₃ = (3-p) gram 

Kemudian tentukan massa molekul relatif senyawa yang terlibat:

Mr NaHCO₃ = (1 x Ar Na) + (1 x Ar H) + (1 x Ar C) + (3 x Ar O) = (1 x 23 gram/mol) + (1 x 1 gram/mol) + (1 x 12 gram/mol) + (3 x 16 gram/mol)= 84 gram/mol

Mr Na₂CO₃ = (2 x Ar Na) + (1 x Ar C) + (3 x Ar O) = (2 x 23 gram/mol) + (1 x 12 gram/mol) + (3 x 16 gram/mol)= 106 gram/mol

Hitung mol mula-mula dari NaHCO₃ dan Na₂CO₃ :

Mol NaHCO₃ = massa/Mr = (p/84) mol

Mol Na₂CO₃ = massa/Mr = (3-p)/106 mol

Hitung mol Na₂CO₃ yang terbentuk pada pemanasan NaHCO₃ :

Mol Na₂CO₃ = (koefisien Na₂CO₃/koefisien NaHCO₃) x mol NaHCO₃ = (1/2) x (p/84) = (p/168) mol

Massa yang hilang sebanyak 0,186 gram adalah massa dari karbon dioksida dan uap air. Pada saat penguapan hanya tersisa Na₂CO₃, maka massa setelah pemanasan adalah massa total Na₂CO₃.

Massa Na₂CO₃ total = 3,0 gram - 0,186 gram = 2,814 gram

Mol Na₂CO₃ total = massa total / Mr = 2,814 gram/106 gram/mol = 0,0265472 mol

Sehingga,

Mol Na₂CO₃ mula-mula + mol Na₂CO₃ pada pemanasan = mol total

Jadi, massa NaHCO₃ dalam campuran adalah 0,504 gram

% NaHCO₃ dalam campuran = (massa NaHCO₃ / massa campuran) x 100% = (0,504/3,0) x 100% = 16,8%

% Na₂CO₃ dalam campuran = (100 - 16,8) % = 83,2%