Sebanyak 1,27 gramtembaga dilarutkan dalam 100 mL asam Nitrat 6 M .Jika reaksi pelarutan tembaga adalah : 3Cu (s) + 8 HNO, (aq) → 3Cu(NO3)2 (aq) + 2NO (g) + 4H20 (1) a. Apakah campuran itu ekivalen ? b. Jika tidak pereaksi mana yang bersisa Berapa liter gas NO dihasilkan bila diukur pada keadaan Standar (RTP) (Ar Cu=63,5) C. 

Pada soal ini terdapat reaksi antara tembaga dengan asam nitrat dan dihasilkan senyawa tembaga nitrat. Kita akan menentukan apakah reaksi ekivalen, zat sisa, dan volume gas NO yang dihasilkan. Campuran yang ekivalen artinya seluruh reaktannya habis bereaksi, sedangkan pereaksi sisa adalah pereaksi yang tidak habis bereaksi. Kita dapat mencarinya dengan terlebih dahulu menentukan pereaksi pembatas. Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Menentukan Pereaksi Pembatas.

Identifikasi Konsep

Untuk menentukan zat sisa dari reaksi tersebut kita perlu menentukan pereaksi pembatasnya terlebih dahulu. Dalam menentukan pereaksi pembatas, kita harus mengetahui jumlah mol masing-masing pereaksi. Setelah itu, kita dapat mengetahui mol pereaksi yang sisa dan produk yang dihasilkan.

Diketahui dari soal:
Massa Cu = 1,27 gram
Volume \(HNO_3\) = 100 mL = 0,1 L
Molaritas \(HNO_3\) = 6 M
Ar Cu = 63,5; N = 14; O = 16 (gram/mol)
\(V_m\) RTP = 24 L/mol

Ditanya:
A. Apakah campuran ekivalen?
B. Pereaksi mana yang bersisa?
C. Volume gas NO?

Sebelumnya, kita perlu memastikan persamaan reaksi di atas sudah setara. Ingat, persamaan reaksi setara artinya jumlah unsur-unsur di ruas kanan dan kirinya sama. Ternyata, persamaan reaksinya sudah setara ya, jadinya bisa dituliskan seperti ini.

\(3Cu+ 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2+2NO+4H_2O\)

1) Menghitung mol Cu dan \(HNO_3\)
Sebelumnya, kita perlu menghitung mol reaktan dengan cara membagi massa dengan Ar atau Mr-nya. Untuk larutan \(HNO_3\), jumlah mol bisa dicari dengan mengkali molaritas dengan volumenya.

Mol \(Cu\) = \(\frac{Massa\ Cu}{Ar\ Cu}\)
Mol \(Cu\) = \(\frac{1,27\ gram}{63,5\ gram/mol}\)
Mol \(Cu\) = 0,02 mol

Mol \(HNO_3\) = M . V
Mol \(HNO_3\) = 6 M . 0,1 L
Mol \(HNO_3\) = 0,6 mol

2) Menentukan pereaksi pembatas
Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang akan habis bereaksi. Untuk menentukan pereaksi pembatas antara \(Cu\) atau \(HNO_3\), kita dapat membagi mol mula-mula dengan koefisien zat. Hasil pembagian yang lebih kecil, merupakan pereaksi pembatasnya.

\(Cu= \frac{mol\ Cu}{koef.\ Cu}\)
\(Cu= \frac{0,02\ mol}{3}\)
\(Cu= 0,0067\ mol\)

\(HNO_3 = \frac{mol\ HNO_3}{koef.\ HNO_3}\)
\(HNO_3= \frac{0,6\ mol}{8}\)
\(HNO_3 = 0,075\ mol\)

Dari perhitungan di atas, hasil pembagian yang paling kecil adalah \(Cu\). Jadi, yang berperan sebagai pereaksi pembatas adalah \(Cu\) (yang habis bereaksi sebanyak 0,02 mol).

3) Menentukan produk reaksi
Jika kita sudah mengetahui pereaksi pembatas dan juga mol yang bereaksi, maka kita juga dapat menentukan mol produk yang dihasilkan berdasarkan perbandingan mol pada koefisien reaksi. Keadaan mol mula-mula, bereaksi, dan setimbang dapat dinyatakan dalam tabel berikut ini.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21IQGQFN58D/277.PNG" />

Dari tabel di atas, kita dapat mengetahui bahwa reaksi tidak ekivalen karena reaktannya tidak habis bereaksi. Pereaksi yang sisa adalah \(HNO_3\) sebanyak 0,547 mol.

4) Menentukan volume \(NO\) yang dihasilkan
Berdasarkan tabel di atas, mol \(NO\) yang dihasilkan adalah 0,013 mol. Kita bisa mencari volumenya pada keadaan RTP dengan cara mengkali mol dengan volume molar RTP, yaitu 24 L/mol.

\(Volume\ NO= mol\ NO\ .\ V_m\)
\(Volume\ NO= 0,013\ mol\ .\ 24\ L/mol\)
\(Volume\ NO= 0,312\ L\)

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, reaksi di atas tidak ekivalen, zat sisanya adalah \(HNO_3\) sebanyak 0,547 mol, dan volume NO yang dihasilkan adalah 0,312 L.
