Memahami Reaksi Beruntun: Pengertian, Contoh, dan Cara Penyelesaian Lengkap

Dalam dunia kimia, banyak reaksi yang tidak selesai dalam satu tahap, melainkan terjadi secara bertahap melalui serangkaian proses yang saling berkaitan. Reaksi seperti ini dikenal sebagai reaksi beruntun. Misalnya, dalam sintesis senyawa kimia kompleks, seringkali diperlukan beberapa tahapan reaksi sebelum akhirnya menghasilkan produk yang diinginkan. Pemahaman yang baik tentang reaksi beruntun tidak hanya membantu memprediksi hasil akhir tetapi juga memastikan efisiensi dalam proses reaksi tersebut.

Melalui artikel ini, Anda akan mempelajari pengertian reaksi beruntun, langkah-langkah untuk menyelesaikan perhitungan terkait, serta berbagai contoh soal dan pembahasannya.

Dalam reaksi beruntun, produk dari satu reaksi digunakan dalam satu atau lebih reaksi berikutnya. Untuk menyelesaikan soal tentang reaksi beruntun, persamaan reaksi setara untuk semua reaksi yang terlibat ditulis secara terpisah. Persamaan untuk masing-masing reaksi dikalikan secara keseluruhan dengan faktor yang sesuai untuk menghilangkan produk dari satu reaksi yang digunakan dalam reaksi berikutnya.

Contoh Soal 1:

Tentukan massa kalsium karbonat yang harus diuraikan untuk menghasilkan jumlah karbon dioksida yang cukup untuk mengubah 10,6 g natrium karbonat sepenuhnya menjadi natrium bikarbonat!

Jawaban:

Pertama-tama kita tulis semua persamaan reaksi setara yang terjadi.

Reaksi penguraian kalsium karbonat menjadi gas karbon dioksida yaitu:

(i) CaCO₃ → CaO + CO₂ 

Reaksi pengubahan natrium karbonat menjadi natrium bikarbonat yaitu:

(ii) Na₂CQ₃+ CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃

Pada reaksi di atas, CO₂ adalah produk pada reaksi pertama yang akan digunakan pada reaksi kedua. Kita perlu menyamakan jumlah koefisien CO₂ pada reaksi pertama dan kedua. Tampak bahwa jumlah koefisien CO₂ pada kedua reaksi sudah sama. Sehingga kita bisa mengeliminasi CO₂ pada reaksi pertama dan kedua untuk menentukan reaksi total yang terjadi:

CaCO₃ + Na₂CQ₃ + H₂O → CaO + 2NaHCO₃

Kemudian tentukan massa molekul relatif senyawa yang terlibat:

Mr CaCO₃ = (1 x Ar Ca) + (1 x Ar C) + (3 x Ar O) = (1 x 40 gram/mol) + (1 x 12 gram/mol) + (3 x 16 gram/mol) = 100 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 dari pereaksi yang diketahui massanya yaitu Na₂CO₃ :

Mol Na₂CO₃ = massa/Mr = 10,6 gram / 106 gram/mol = 0,1 mol

Dari reaksi di atas, berdasarkan koefisien reaksi ditunjukkan bahwa 1 mol Na₂CO₃ akan bereaksi sempurna dengan 1 mol CaCO₃ menghasilkan NaHCO₃.

Mol CaCO₃ = (koefisien CaCO₃ / koefisien Na₂CO₃) x mol Na₂CO₃ = (1/1) x 0,1 mol = 0,1 mol

Jadi, massa CaCO₃ yang harus diuraikan = mol x Mr = 0,1 mol x 100 gram/mol = 10 gram 

 

Contoh Soal 2:

Dari persamaan reaks berikut:

Cl₂ + 2KOH → KCI + KCIO + H₂O

3KClO → 2KCl + KClO₃ 

4KClO₃ → KCl + 3KCIO₄

Hitung massa gas klorin (Cl₂) yang dibutuhkan untuk menghasilkan 50 gram KClO₄!

Jawaban:

Pertama-tama kita tulis semua persamaan reaksi setara yang terjadi.

Cl₂ + 2KOH → KCI + KCIO + H₂O

3KClO → 2KCl + KClO₃ 

4KClO₃ → KCl + 3KCIO₄

Pada reaksi di atas, KCIO adalah produk pada reaksi pertama yang akan digunakan pada reaksi kedua dan KClO₃ adalah produk pada reaksi kedua yang akan digunakan pada reaksi ketiga. Kita perlu menyamakan jumlah koefisien KClO₃ pada reaksi kedua dan ketiga, lalu menyamakan jumlah koefisien KClO pada reaksi pertama dan kedua seperti berikut ini.

Sehingga kita bisa mengeliminasi KCIO pada reaksi pertama dan kedua dan KClO₃ pada reaksi kedua dan ketiga untuk menentukan reaksi total yang terjadi:

Reaksi total dapat disederhanakan dengan cara membagi reaksi dengan 3 menjadi:

4Cl₂ + 8KOH → 7KCl + KClO₄ + 4H₂O

Kemudian tentukan massa molekul relatif senyawa yang terlibat:

Mr Cl₂ = (2 x Ar Cl) = (2 x 35,5 gram/mol) = 71 gram/mol

Mr KClO₄ = (1 x Ar K) + (1 x Ar Cl) + (4 x Ar O) = (1 x 39 gram/mol) + (1 x 35,5 gram/mol) + (4 x 16 gram/mol) = 138,5 gram/mol

Hitung mol dari zat yang diketahui massanya yaitu KClO₄ :

Mol KClO₄ = massa/Mr = 50 gram / 138,5 gram/mol = 0,361 mol

Dari reaksi di atas, berdasarkan koefisien reaksi ditunjukkan bahwa 4 mol Cl₂ akan bereaksi sempurna dengan KOH menghasilkan 1 mol KClO₄.

Mol Cl₂ = (koefisien Cl₂ / koefisien KClO₄) x mol KClO₄ = (4/1) x 0,361 mol = 1,444 mol

Jadi, massa Cl₂ yang dibutuhkan = mol x Mr = 1,444 mol x 71 gram/mol = 102,524 gram

Contoh Soal 3:

Sebanyak 1 gram sampel pirolisit dididihkan dengan HCI pekat berlebih dan gas yang dihasilkan dialirkan

melalui larutan kalium iodida menghasilkan 1,27 g yodium. Berapa persentase MnO₂ murni pada sampel pirolisit? [Mn = 55; Cl = 35,5; K= 39; I=127]

Jawaban:

Pertama-tama kita tulis semua persamaan reaksi setara yang terjadi.

Reaksi pirolisit dengan HCl menghasilkan gas klorin yaitu:

(i) MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

Reaksi gas klorin dengan KI menghasilkan I₂ yaitu:

(ii) 2KI+ Cl₂ → 2KCl + I₂

Pada reaksi di atas, Cl₂ adalah produk pada reaksi pertama yang akan digunakan pada reaksi kedua. Kita perlu menyamakan jumlah koefisien Cl₂ pada reaksi pertama dan kedua. Tampak bahwa jumlah koefisien Cl₂ pada kedua reaksi sudah sama. Sehingga kita bisa mengeliminasi Cl₂ pada reaksi pertama dan kedua untuk menentukan reaksi total yang terjadi:

MnO₂ + 4HCl + 2KI → MnCl₂ + 2KCl + I₂ + 2H₂O 

Kemudian tentukan massa molekul relatif senyawa yang terlibat:

Mr I₂ = (2 x Ar I) = (2 x 127 gram/mol) = 254 gram/mol

Mr MnO₂ = (1 x Ar Mn) + (2 x Ar O) = (1 x 55 gram/mol) + (2 x 16 gram/mol) = 87 gram/mol

Hitung mol dari zat yang diketahui massanya yaitu I₂ :

Mol I₂ = massa/Mr = 1,27 gram / 254 gram/mol = 0,005 mol

Dari reaksi total, berdasarkan koefisien reaksi ditunjukkan bahwa 1 mol MnO₂ akan bereaksi menghasilkan 1 mol I₂.

Mol MnO₂ = (koefisien MnO₂ / koefisien I₂) x mol I₂ = (1/1) x 0,005 mol = 0,005 mol

Jadi, massa MnO₂ = mol x Mr = 0,5 mol x 87 gram/mol = 0,435 gram 

Massa sampel pirolisit adalah 1 gram, maka:

% MnO₂ murni pada sampel pirolisit = ( 0,435 gram / 1 gram) x 100% = 43,5%