3. Pada temperatur dan tekanan yang sama direaksikan 30 mL gas hidrogen dengan 10 mL gas nitrogen menghasilkan gas amonia. Persamaan kimia tersebut dapat ditulis sebagai berikut. 3 H (8) + N, (8) + N (8) - 2 NH3(8) Tentukan jumlah volume gas amonia yang terbentuk! 

Pada soal di atas ditanyakan volume gas amonia yang terbentuk dari reaksi gas hidrogen dengan gas nitrogen. Volume gas amonia dapat ditentukan menggunakan perhitungan stoikiometri reaksi. Oleh karena itu, pada soal ini kita akan membahas stoikiometri reaksi.

Identifikasi Konsep

Stoikiometri reaksi berhubungan dengan aspek kuantitatif zat-zat yang ada di dalam reaksi serta menunjukkan bahwa perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien reaksinya.

a. Hitungan Stoikiometri Sederhana
Penyelesaiannya dilakukan dengan langkah-langkah berikut.
1) Menuliskan persamaan reaksi setaranya
2) Menentukan jumlah mol zat yang diketahui dari data yang ada
3) Menentukan jumlah  mol yang ditanya dari perbandingan koefisiennya
4) Menyesuaikan jawaban dengan hal yang ditanya, misalnya volume atau massa

b. Hitungan Stoikiometri dengan Pereaksi Pembatas
Suatu campuran pereaksi disebut ekuivalen jika perbandingan jumlah molnya sesuai dengan koefisien reaksi. Pereaksi pembatas ditentukan berdasarkan nilai perbandingan mol dengan koefisien terkecil.

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam menentukan pereaksi pembatas adalah sebagai berikut.
1) Menulis persamaan reaksi setaranya
2) Menentukan jumlah  mol zat-zat yang diketahui
3) Membandingkan jumlah mol masing-masing zat dengan koefisien reaksinya. Pereaksi pembatas adalah zat yang punya hasil bagi paling kecil.
4) Pereaksi pembatas digunakan untuk menentukan jumlah mol hasil reaksi berdasarkan perbandingan koefisien.

Berdasarkan penjelasan di atas, kini kita telah mengetahui apa itu stoikiometri reaksi. Maka untuk mengetahui jumlah volume gas amonia yang terbentuk, kita akan menggunakan konsep stoikiometri sebagai berikut.

1. Tentukan pereaksi pembatas
Pada stoikiometri biasanya menggunakan data mol, namun pada soal ini datanya berupa volume maka kita akan menggunakan data volume, hal itu dapat dilakukan karena mol dengan volume berbanding lurus.
\(H_2\) = \(\frac{mol}{koef}\)
\(H_2\) = \(\frac{vol}{koef}\)
            = \(\frac{30}{3}\)
            = 10

\(N_2\) = \(\frac{vol}{koef}\)
\(N_2\) = \(\frac{10}{1}\)
	    = 10
Pereaksi pembatas dipilih dari hasil paling kecil dari pembagian volume dengan koefisien. Berdasarkan yang telah kita hitung, hasil dari \(H_2\) dan \(N_2\) sama maka keduanya akan habis bereaksi dan menjadi pereaksi pembatas.

2. Menggunakan konsep volume mula-mula, volume reaksi, dan volume sisa atau yang terbentuk.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21GTCK097W1/volume.JPG" />
Volume mula-mula adalah volume yang didapatkan dari soal, volume reaksi adalah pereaksi pembatas yang telah kita hitung. Pada tabel di atas kita menggunakan pereaksi pembatas \(H_2\)  (\(N_2\)  juga boleh karena hasil perhitungan pereaksi pembatasnya sama) sehingga untuk menghitung volume reaksi \(N_2\)  dan \(NH_3\) kita menggunakan perbandingan koefisien dengan \(H_2\).
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21GTCK097W1/volume reaksi.JPG" />
Volume sisa pereaksi (hidrogen dan nitrogen) didapatkan dari pengurangan volume mula-mula dengan volume reaksi sedangkan volume sisa atau volume \(NH_3\)  yang terbentuk didapatkan dari penjumlahan volume mula-mula dengan volume reaksi sehingga diperoleh 20 mL \(NH_3\).


Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Berdasarkan perhitungan stoikiometri di atas, diperoleh volume \(NH_3\) yang terbentuk adalah 20 mL..