Persamaan reaksi untuk reduksi biji besi dalam tanur tinggi adalah sebagai berikut:  

Fe₂O₃ + CO  →  Fe + CO₂  

Berat besi (Fe) yang dapat dihasilkan jika 7 kg Fe₂O₃  direaksikan dengan 3 kg CO sesuai reaksi di atas adalah ....

Jawaban

Pendahuluan

Penghitungan reaktan serta perkiraan produk yang dihasilkan dapat dilakukan dengan menggunakan metode stoikiometri. Stoikiometri merupakan metode hitung dalam kimia yang dikaitkan dengan reaksi kimia yang terjadi. Dalam stoikiometri kalian akan mengenal istilah reaktan, produk, serta koefisien reaksi. Reaktan merupakan bahan-bahan atau zat awal yang akan direaksikan biasanya reaktan di tulis sebelum panah reaksi. Adapun produk adalah hasil yang didapatkan setelah reaktan bereaksi biasanya ditulis setelah panah reaksi. Koefisien merupakan perbandingan jumlah masing-masing zat yang terlibat dalam reaksi dan biasanya digunakan angka yang bulat dan sederhana.

Pembahasan

Berdasarkan soal di atas diketahui reaksi suatu bijih besi : Fe₂O₃ + CO  →  Fe + CO₂, dalam reaksi tersebut digunakan bijih besi (Fe₂O₃) sebanyak 7 kg dan gas CO sebanyak 3 kg

Massa Fe₂O₃ = 7 kg

Massa CO = 3 kg

Melalui data pada tabel periodik diketahui juga massa atom relatif dari Fe = 56, C = 12, O= 16 sehingga  

Mr Fe₂O₃ = (2x56) + (3x16) = 160

Mr CO = 12 + 16 = 28

Adapun yang ditanyakan dalam soal tersebut adalah massa besi (Fe) yang dihasilkan.

Step-1 (penyetaraan reaksi)

Melalui soal kita dapat mengetahui reaksi yang terjadi adalah  

Fe₂O₃ + CO  →  Fe + CO₂

Kalian dapat menghitung jumlah unsur yang ada sebelum panah dan sesudah panah belum sesuai, kalian harus menyesuaikan terlebih dahulu unsur-unsur sebelum dan sesudah panah agar jumlahnya sama. Reaksi setaranya menjadi:

Fe₂O₃ + 3CO  →  2Fe + 3CO₂

Step-2 (menentukan mol zat yang diketahui)

Dalam soal diketahui massa Fe₂O₃ yaitu 7 kg (7000 gram) dan massa CO yaitu 3 kg (3000 gram). Berdasarkan data massa tersebut kalian dapat menentukan mol masing-masing zat yaitu:

Mol Fe₂O₃ =  massa / Mr = 7000/160 = 43,75 mol

Mol CO = massa / Mr = 107,14 mol

Step-3 (mencari pereaksi pembatas)

Berdasarkan hasil penghitungan didapatkan 2 zat yang diketahui molnya dan keduanya merupakan reaktan. Maka, kalian harus menentukan salah satu zat yang dijadikan patokan hitungan atau lebih dikenal dengan istilah pereaksi pembatas. Untuk menentukan zat mana yang menjadi pereaksi pembatas, kalian harus membagi masing-masing mol zat dengan koefisien zat tersebut dalam reaksi pereaksi pembatas merupakan zat yang memiliki jumlah mol kecil.

Mol Fe₂O₃ / koefisien Fe₂O₃ = 43,75/1 = 43,75 mol

Mol CO / koefisien CO = 107,14 / 3 = 35,7 mol => Pereaksi pembatas (PP)

Gunakan mol pereaksi pembatas sebagai data untuk mencari mol zat yang diinginkan

Step-3 (menentukan mol Fe)

Mol Fe dapat ditentukan dengan menggunakan perbandingan koefisien. Setelah kalian mendapatkan mol pereaksi pembatas kalian dapat menggunakan mol tersebut untuk mencari mol  Fe.

Mol Fe = mol PP x koefisien Fe  

            = 35,7 mol x 2

            = 71,4 mol

Final step (menentukan massa Fe)

Setelah didapatkan mol Fe massa Fe dapat dihitung dengan cara

Massa = mol x Mr

           = 71,4 x 56

           = 3998,4 g => setara dengan 4 kg

Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan di atas dapat di simpulkan bahwa massa besi yang dihasilkan adalah 4 kg

Pelajari Lebih Lanjut

1. massa bijih besi: yomemimo.com/tugas/16984761    

2. massa zat dalam reaksi: yomemimo.com/tugas/14421306  

3. kadar besi dalam bijih besi: yomemimo.com/tugas/17068178  

Detil Jawaban

Kelas: X

Mapel: Kimia

Bab: Stoikiometri

Kode: 10.7.9

Kata Kunci: mol, bijih besi, massa, pereaksi pembatas