Bagaimana Menentukan Pereaksi Pembatas?

Pereaksi pembatas adalah zat-zat yang habis terlebih dahulu dalam suatu suatu reaksi kimia. Jika dalam suatu persamaan reaksi terdapat beberapa zat yang bertindak sebagai pereaki (reaktan), maka yang menjadi pereaksi pembatas adalah zat yang memiliki nilai mol terkecil. 

Perhatikan persamaan reaksi berikut.

N₂(g) + 3 H₂(g) → 2 NH₃(s)

Jika 2 mol N₂ direaksikan dengan 3 mol H₂, tentukan:

a. pereaksi pembatas,

b. jumlah mol yang tersisa,

c. jumlah mol NH₃.

Kunci Jawaban :

a. Berdasarkan koefisien reaksi maka:

jumlah mol N₂ / koefisien reaksi N₂ = (2/1) mol = 2 mol

jumlah mol H₂ / koefisien reaksi H₂ = (3/3) mol = 1 mol

Sehingga H₂ merupakan pereaksi pembatasnya karena habis bereaksi.

b. Karena pada N₂ hanya 1 mol yang dipakai dalam reaksinya maka: jumlah mol N₂ bersisa sebanyak : 2 – 1 mol = 1 mol

c. Jumlah mol NH₃

Jumlah mol NH₃ = (koefisien mol NH₃ / koefisien pereaksi pembatas) x jumlah mol pereaksi pembatas

Jumlah mol NH₃ = (2/3) x 2 mol = 1,33 mol.

Contoh persamaan reaksi pada Contoh Soal 1. merupakan reaksi nonstoikiometris. Penentuan jumlah mol zat hasil reaksi berdasarkan pada jumlah mol zat pereaksi yang habis bereaksi. Pereaksi yang habis bereaksi (pereaksi pembatas) adalah pereaksi yang jumlah molnya terkecil, yaitu H₂. oleh karena itu, jumlah mol NH₃ dihitung berdasarkan jumlah mol H₂.
jadi, jumlah mol NH3 = koefisien NH3 /koefisien H2 x jumlah mol H2
sehingga, jumlah mol  NH3 = 2/3 x 3 mol = 2 mol
 

Contoh Soal 2 

Sebanyak 1 mol larutan Kalium hidroksida (KOH) direaksikan dengan 0,1 mol larutan asam sulfat (H₂SO₄) sesuai reaksi:

2 KOH(aq) + H₂SO₄(aq) → K₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Tentukan:

a. pereaksi pembatas

b. pereaksi yang sisa

c. mol K₂SO₄ dan mol H₂O yang dihasilkan

Kunci Jawaban :

a. Mol masing-masing zat dibagi koefisien, kemudian pilih hasil bagi yang kecil sebagai pereaksi pembatas

mol KOH / koefisien KOH = 1 mol / 2 = 0,5 mol

mol H₂SO₄ / koefisien H₂SO₄ = 0,1 mol / 1 = 0,1 mol

• Karena hasil bagi  H₂SO₄ > NaOH, maka H₂SO₄ adalah pereaksi pembatas, sehingga

H₂SO₄ akan habis bereaksi lebih dahulu.

	2 KOH(aq)	+	H2SO4(aq)	→	K2SO4(aq)	+	2 H2O(l)
Mula-mula:	1 mol		0,1 mol		0		0
Bereaksi :	(2 × 0,1) = 0,2 mol		(1 × 0,1) = 0,1 mol
Sisa :	1 – 0,2 = 0,8		0,1 – 0,1 = 0		0,1 mol		0,2 mol

b. pereaksi yang sisa adalah KOH

c. mol Na₂SO₄ yang dihasilkan = 0,1 mol 

mol H₂SO₄ yang dihasilkan = 0,2 mol

Contoh Soal 3:

200 mL larutan Ca(OH)2 0,1 M direaksikan dengan 200 mL larutan HCl 0,1 M sesuai reaksi:

Ca(OH)₂(aq) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + 2 H₂O(l)

Tentukan pereaksi pembatas!

Kunci Jawaban :

• mol Ca(OH)₂ = M × V = 0,1 mol/liter × 0,2 liter = 0,02 mol

mol Ca(OH)₂ / koefisien Ca(OH)₂ = 0,02 mol / 1 = 0,02 mol

• mol HCl = M × V = 0,1 mol/liter × 0,2 liter = 0,02 mol

mol HCl / koefisien HCl = 0,02 mol / 2 = 0,01 mol

• Karena hasil bagi mol mula-mula dengan koefisien pada HCl lebih kecil daripada Ca(OH)₂, maka HCl merupakan pereaksi pembatas (habis bereaksi lebih dahulu).

	Ca(OH)2(aq)	+	2 HCl(aq)	→	CaCl2(aq)	+	2 H2O(l)
Mula-mula:	0,02 mol		0,02 mol		0		0
Bereaksi :	(1 × 0,005) = 0,005 mol		(2 × 0,005) = 0,01 mol
Sisa :	0,005 mol		0		0,005 mol		0,01 mol

Jadi, pereaksi pembatas adalah larutan HCl.

Contoh Soal 3 : [1]

Diketahui reaksi sebagai berikut:

S(s) + 3F₂(g)  → SF₆(g)

Jika direaksikan 2 mol S dengan 10 mol F₂, tentukan:

a. Berapa mol SF₆ yang terbentuk?

b. Zat mana dan berapa mol zat yang tersisa?

Jawab:

S + 3F₂ → SF₆

Dari koefisien reaksi menunjukkan bahwa 1 mol S membutuhkan 3 mol F₂.

Kemungkinan yang terjadi sebagai berikut.

a. Jika semua S bereaksi maka F₂ yang dibutuhkan:

mol F₂ = (koefisien F₂ / koefisien S) x 2 mol S

mol F₂ = (3/1) x 2 mol

mol F₂ = 6 mol

Hal ini memungkinkan karena F₂ tersedia 10 mol.

b. Jika semua F₂ habis bereaksi maka S yang dibutuhkan:

mol S = (koefisien F₂ / koefisien S) x 10 mol F₂

mol S =  (1/3) x 10 mol

mol S = 3,33 mol

Hal ini tidak mungkin terjadi, karena S yang tersedia hanya 2 mol. Jadi, yang bertindak sebagai pereaksi pembatas adalah S!

Banyaknya mol SF₆ yang terbentuk = x mol S.

a. Mol SF₆ = 1 → 2 mol = 2 mol

b. Zat yang tersisa F₂, sebanyak = 10 mol – 6 mol = 4 mol F₂

Contoh soal di atas dapat juga diselesaikan dengan langkah-langkah sebagai berikut.

a. Setarakan reaksinya.

b. Semua pereaksi diubah menjadi mol.

c. Bagilah masing-masing mol zat dengan masing-masing koefisiennya.

d. Nilai hasil bagi terkecil disebut pereaksi pembatas (diberi tanda atau lingkari).

e. Cari mol zat yang ditanya.

f. Ubah mol tersebut menjadi gram/liter/partikel sesuai pertanyaan.

Jawab :

S +	3F2 → SF6
↓	↓
2 mol	10 mol
↓	↓
2 / 1 = 2	10 / 3 = 3,33 (Nilai 2 < 3,33)

Berarti, zat pereaksi pembatas: S.

Sehingga ditulis:

S	+	3F2	→	SF6
↓		↓
2 mol		10 mol

a. mol SF₆ = (koefisien SF₆ / koefisien pereaksi pembatas) x 2 mol S

mol SF₆ = (1/1) x mol = 2 mol

b. mol F₂ yang bereaksi = koefisien F₂ / koefisien S x 2 mol S = 6 mol

mol F₂ sisa = mol tersedia – mol yang bereaksi = 10 mol – 6 mol = 4 mol

Apabila hanya melibatkan dua buah gas maka berlaku rumus-rumus sebagai berikut.

No.	Hukum	Variabel Tetap	Rumus
1.	Boyle	n dan T	P1V1= P2V2
2.	Gay Lussac	P dan T	V1/n1 = V2/n2
3.	Boyle – Gay Lussac	n	((P1V1) / T1) = ((P2V2) / T2)
4.	Avogadro	P, V, dan T	n1= n2

Di mana:

P = tekanan (satuan atmosfir, atm)
V = volume (satuan liter, L)
n = jumlah mol gas
R = tetapan gas (0,08205 L atm/mol. K)
T = suhu mutlak (°C + 273,15 K )

Contoh Soal 4 : [3]

Pada reaksi 0,5 mol gas N2 dengan 2,5 mol gas H2 menurut persamaan reaksi: N2(g) + 3 H2(g) ���� 2 NH3(g)

Tentukan:

a. pereaksi pembatasnya;
b. berapa gram zat yang tersisa? (Ar N = 14 dan H = 1)!

Kunci Jawaban :

Jawab:

a. Langkah 1

Mencari zat yang habis tereaksi

Reaksi	:	N2(g)	+	3 H2(g)	→	2 NH3(g)
mula-mula	:	0,5 mol		2,5 mol
yang bereaksi	:	0,5 mol		1,5 mol
setelah reaksi	:	–		1,0 mol

Jadi, pereaksi yang habis bereaksi adalah N2.

b. Langkah 2

Mencari mol pereaksi yang tersisa.

Reaksi	:	N2(g)	+	3 H2(g)
mula-mula	:	0,5 mol		2,5 mol
yang bereaksi	:	0,5 mol		1,5 mol
setelah reaksi	:	0 mol		1,0 mol

Pereaksi yang bersisa adalah H2 sebanyak 1,0 mol

Massa H2 yang tersisa = mol sisa x Mr
= 1,0 × 2
= 2 gram