13. Sebanyak 3,175 gram logam tembaga (Cu) direaksikan dengan 1 liter larutan asam nitrat 1M, menurut reaksi: Cu(s) + HNO3(aq) → Cu(NO3), (aq) + NO(g) + H2O (1) (belum setara) a. Jika semua tembaga habis bereaksi, tentukan: massa tembaga (II) nitrat yang dihasilkan, b. volume gas nitrogen monoksida yang dihasilkan, dan massa asam nitrat sisa pada akhir reaksi. C. 

Pada soal ini, kita diberikan suatu reaksi yang belum setara. Kita diminta menghitung massa tembaga(II) nitrat dan volume gas nitrogen monoksida yang dihasilkan. Selain itu, kita juga diminta menghitung asam nitrat yang sisa. Dengan demikian, untuk menjawab soal ini kita perlu menyetarakan reaksi yang disediakan, dan menggunakan konsep mol dalam stoikiometri reaksinya. Ini adalah soal tentang stoikiometri reaksi.

Identifikasi Konsep

Untuk mengerjakan soal stoikiometri reaksi, Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut,

1) Kita setarakan dulu reaksinya, menjadi \(3Cu(s) + 8HNO_3(aq) → 3Cu(NO_3)_2(aq) + 2NO(g) + 4H_2O(l)\)

2) Mengubah data yang diketahui menjadi mol
Pada soal diketahui logam tembaga yang bereaksi sebanyak 3,175 gram dan asam nitrat 1 M sebanyak 1 L. Pada stoikiometri reaksi berlaku perbandingan mol = perbandingan koefisien. Oleh karena itu, data massa tembaga dan asam nitrat kita ubah ke mol,
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21F2LET8HZP/13.png" />

3) Mencari mol zat yang dicari lewat perbandingan koefisien
Setelah mengetahui perbandingan koefisien masing-masing zat lewat persamaan reaksi setara, kita dapat menghitung mol masing-masing zat yang dicari berdasarkan mol dari Cu yang bereaksi karena dalam reaksi ini tembaga habis bereaksi.

a. Mol \(HNO_3\)
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21F2LET8HZP/14.png" />
b. Mol \(Cu(NO_3)_2\)
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21F2LET8HZP/15.png" />
c. Mol NO
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21F2LET8HZP/16.png" />
d. Mol \(H_2O\)
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21F2LET8HZP/17.png" />

Persamaan reaksi dan mol masing-masing zat ini dapat dituliskan menjadi
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21F2LET8HZP/18.png" />
Berdasarkan keadaan tersebut, Cu habis bereaksi, asam nitrat bersisa 0,867 mol, dan dihasilkan tembaga(II) nitrat 0,05 mol, nitrogen monoksida 0,033 mol, dan air 0,066 mol.

4) Menyempurnakan apa yang ditanyakan
Setelah memperoleh mol zat yang ditanya, sekarang kita sempurnakan apa yang ditanyakan. Jadi, pada soal yang ditanya adalah:

a. Massa tembaga(II) nitrat yang dihasilkan

Nilai Mr tembaga(II) nitrat adalah 187,5 g/mol, maka massanya dapat dihitung,

massa \(Cu(NO_3)_2\) = n×Mr = 0,05 mol × 187,5 g/mol = 9,375 gram

b. Volume gas nitrogen monoksida

Informasi tekanan dan suhu dari tempat reaksi berlangsung tidak diberikan, maka kita anggap reaksi berlangsung pada keadaan standar (STP). Pada keadaan STP, 

1 mol zat = 22,4 L, maka volume NO dapat dihitung

V NO = n × 22,4 L/mol = 0,033 × 22,4 L/mol = 0,7392 L
0,7392 L = 739,2 mL

c. Massa asam nitrat sisa pada akhir reaksi

Setelah bereaksi, asam nitrat bersisa 0,867 mol. Mr dari \(HNO_3\) adalah 63, maka massanya dapat dihitung,

massa \(HNO_3\) = n × Mr = 0,867 mol × 63 g/mol = 54,621 gram

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Dengan demikian, (a) massa tembaga(II) nitrat yang dihasilkan adalah 9,375 gram, (b) volume gas nitrogen monoksida adalah 739,2 mL, dan (c) massa asam nitrat sisa pada akhir reaksi adalah 54,621 gram.