Stoikiometri merupakan suatu istilah yang berasal dari bahasa Yunani, yaitu stoicheion yang artinya unsur dan metron yang artinya mengukur. Jadi, stoikiometri adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari tentang pengukuran unsur. Stoikiometri mempelajari tentang hubungan kuantitatif dalam suatu senyawa serta hubungan antar unsur dalam suatu reaksi kimia.

Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif

  1. Massa atom relatif (Ar)

Massa atom relatif (Ar) adalah suatu bilangan yang menyatakan perbandingan massa satu unsur dengan  massa satu atom C – 12, sehingga secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.

Pengukuran massa atom relatif suatu unsur dilakukan dengan membandingkannya dengan massa atom C – 12. hal ini dikarenakan atom C-12 memiliki kestabilan inti yang inert jika dibandingkan dengan atom yang lainnya. Isotop atom C-12 memiliki massa sebesar 1 sma (satuan massa atom),dimana satu sma setara dengan 1,6605655 x 10-24 gram. Dalam sistem periodic unsur kimia, massa atom relative unsur umumnya dituliskan dibawah atau dipojok kanan atas lambing unsurnya.

  1. Massa molekul relatif (Mr)

Gabungan dari beberapa unsur dengan perbandingan tertentu disebut dengan molekul. Terdapat dua jenis molekul, yaitu molekul unsur dan molekul senyawa. Apabila suatu molekul terbentuk dari unsur-unsur yang sama, maka molekul ini disebut dengan molekul unsur. Sedangkan apabila suatu molekul terbentuk dari unsur-unsur yang berbeda maka molekul tersebut disebut dengan molekul senyawa.

 Massa molekul unsur atau senyawa dinyatakan dengan massa molekul relatif (Mr). Massa molekul relatif (Mr) merupakan bilangan yang menyatakan perbandingan massa molekul unsure atau senyawa dengan  massa satu atom C – 12, sehingga secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

Massa molekul relatif merupakan jumlah dari massa atom relatif atom-atom pembentuk molekul. Sehingga untuk menghitung massa molekul relatif suatu molekul dapat dilakukan dengan menjumlahkan Ar setiap unsur dalam senyawa yang dikalikan dengan jumlah atomnya.

Konsep Mol

Mol merupakan satuan yang digunakan untuk menyatakan banyaknya zat atau partikel. Hubungan mol dengan jumlah partikel, massa, molaritas dan volume dapat diamati pada gambar berikut.

  1. Hubungan mol dengan jumlah partikel

Seorang ahli kimia bernama Johan Loschmit melakukan perhitungan dan menetapkan bahwa dalam satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan 12 gram atom C – 12. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa dalam 12 gram atom C – 12 terdapat sebanyak 6,02 x 1023 atom karbon. Angka tersebut kemudian dikenal dengan bilangan Avogadro (N).

Dalam satu mol zat terdapat 6,02 x 1023 partikel. Sehingga jumlah mol dapat ditentukan dengan membagi jumlah partikel dengan bilangan Avogadro. Secara matematis hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dituliskan sebagai berikut.

  1. Hubungan mol dengan massa

Hubungan antara mol dengan massa dapat dirumuskan sebagai berikut.

  1. Hubungan mol dengan molaritas

Molaritas (M) merupakan banyaknya mol suatu zat dalam 1 liter larutan. Sehingga untuk menghitung nilai mol dapat dirumuskan sebagai berikut.

keterangan :

M = molaritas (M)

V = volume (L)

  1. Hubungan mol dengan volume

a. Volume gas dalam keadaan STP

Keadaan  STP (standard temperature and pressure) merupakan kondisi dengan suhu 0 oC dan tekanan 1 atm. Pada kondisi ini 1 mol gas sama dengan 22,4 L. sehingga untuk menghitung jumlah mol dapat dirumuskan sebagai berikut.

 , dimana V adalah volume gas.

b. Volume gas dalam keadaan RTP

Keadaan RTP (room temperature and pressure) merupakan kondisi dengan suhu 25 oC dan tekanan 1 atm. Pada kondis ini, 1 mol gas sama dengan 24 L. sehingga untuk menghitung jumlah mol dapat dirumuskan sebagai berikut.

 , dimana V adalah volume gas.

  1. Persamaan gas ideal

c. Volume gas dalam keadaan tidak standar

1) Persamaan gas ideal

Persamaan gas ideal yang menghubungkan antara jumlah mol, tekanan, suhu, dan volume gas adalah sebagai berikut.

Keterangan :

P        = tekanan (atm)

V        = volume (L)

n        = jumlah mol

R        = tetapan gas (0,08205 L atm mol-1 K-1)

T        = suhu (K)

2) Membandingkan dua gas pada kondisi suhu dan tekanan sama

Menurut hukum Avogadro, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sebanding dengan perbandingan volumenya. Sehingga secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan :

n1        = mol gas 1

n2        = mol gas 2

V1        = volume gas 1

V2        = volume gas 2

Kadar Zat

Kadar zat merupakan banyaknya komponen zat yang terdapat dalam suatu campuran. Dalam suatu campuran, kadar zat dapat dinyatakan dalam persen massa (% massa), persen volume (% volume), dan bagian per juta (bpj).

  1. Persen massa (% massa)

Persen massa merupakan satuan yang menyatakan banyaknya zat terlarut dalam 100 gram larutan. Persen massa ini digunakan apabila zat terlarutnya berupa paatan. persen massa dapat ditentukan melalui rumus berikut.

  1. Persen volume (% volume)

Persen volume merupakan satuan yang menyatakan besarnya volume zat terlarut dalam 100 mL larutan. Besarnya persen volume dapat ditentukan melalui rumus berikut ini.

  1. Bagian per juta (bpj)

Bagian per juta atau disebut part per million (ppm) merupakan satuan yang menyatakan banyaknya massa suatu zat dalam sejuta bagian massa campuran atau banyaknya volume suatu zat dalam sejuta bagian volume campuran. Besarnya bagian perjuta dapat dirumuskan sebagai berikut.

         atau        

  1. Kadar unsur dalam senyawa atau campuran

Untuk menentukan kadar unsur yang terkandung dalam senyawa atau campuran dapat dilakukan dengan rumus berikut.

Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus empiris merupakan rumus kimia yang menyatakan perbandingan yang paling sederhana dari unsur-unsur pembentuk senyawa sedangkan rumus molekul merupakan rumus kimia yang menyatakan jumlah unsur-unsur penyusun satu molekul senyawa. Rumus molekul ini merupakan kelipatan dari rumus empiris.

Misalnya benzena memiliki rumus molekul C6H6. Perbandingan jumlah atom C dan H dalam molekul benzene adalah 6:6. Perbandingan paling sederhana dari unsur C dan H adalah 1 : 1, dengan demikian rumus empiris benzena adalah CH. Adapun hubungan antara rumus empiri dan rumus molekul dapat dituliskan sebagai berikut.

Senyawa Hidrat

Senyawa hidrat merupakan senyawa kristal padat yang dalam struktur kristalnya mengikat beberapa molekul air. Contohnya garam tembaga(II) sulfat dengan rumus CuSO4.5H2O, artinya tiap satu mol CuSO4 mengikat 5 mol air (H2O). Senyawa hidrat apabila dipanaskan atau dilarutkan, maka sebagian atau bahkan seluruh air kristalnya akan menguap atau lepas.

Contoh penentuan rumus senyawa hidrat.

Senyawa LiClO4.xH2O sebanyak 32,1 gram dipanaskan hingga seluruh Kristal airnya menguap. Jika massa padatan yang tersisa sebanyak 21,3 gram, tentukan rumus senyawa terseut! (Ar Li = 7 gram mol-1; Cl = 35,5 gram mol-1; O = 16 gram mol-1; dan H = 1 gram mol-1).

Penyelesaian :

LiClO4.xH2O    →    LiClO4    +    H2O

 32, 1 gram             21,3 gram

Massa H2O = massa LiClO4.xH2O – massa LiClO4

              = 32,1 gram – 21,3 gram

              = 10,8 gram

Mol LiClO4 = 

Mol H2O    = 

jadi, rumus senyawa hidrat tersebut adalah LiClO4.3H2O.

Pereaksi Pembatas

Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang jumlahnya lebih sedikit dibandingkan dengan pereaksi lainnya, sehingga pereaksi ini habis bereaksi dan membatasi jalannya reaksi.

Contoh :

Persamaan reaksi setara : C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l).

Berdasarkan persamaan reaksi diatas, 1 mol C3H8 bereaksi dengan 5 mol O2. Jika 2 mol C3H8 direaksikan dengan 5 mol gas O2, maka C3H8 yang bereaksi hanya sebanyak 1 mol sehingga C3H8 bersisa. Sedangkan  O2 habis bereaksi. Dengan demikian yang bertindak sebagai pereaksi pembatas adalah O2.