Bagaimana cara menghitung hasil teoretis?

Tiga langkah. Ubah massa pereaksi pembatas menjadi mol dengan membaginya dengan massa molarnya. Kalikan dengan rasio mol, yaitu berapa mol produk yang diberikan persamaan reaksi yang setara per mol pereaksi itu. Kalikan dengan massa molar produknya untuk memperoleh gramnya. Berawal dari 28,014 gram nitrogen, yang berarti satu mol, sintesis amonia memberi dua mol amonia pada 17,031 gram per mol, yaitu 34,062 gram.

Apakah halaman ini menyetarakan persamaan reaksinya untuk saya?

Tidak, dan sebaiknya hal itu dinyatakan dengan jelas. Halaman ini membaca rumus kimia — Fe2O3 ditafsirkan sebagai dua atom besi dan tiga atom oksigen — tetapi persamaan yang memuat tanda panah adalah objek yang lain, dan menyetarakannya berarti menyelesaikan sistem persamaan. Karena itu rasio molnya berupa kolom yang Anda isi sendiri. Tabel rujukannya mendaftar tujuh reaksi beserta rasionya supaya Anda melihat bentuk jawabannya: satu banding satu, dua banding satu, atau dua per tiga.

Bagaimana saya tahu pereaksi mana yang pembatas?

Bagi mol setiap pereaksi dengan koefisiennya di persamaan reaksi yang setara; hasil terkecil berasal dari pereaksi pembatasnya. Itu memerlukan jumlah setiap pereaksi, sedangkan halaman ini hanya mengumpulkan satu, jadi penentuannya milik Anda dan Andalah yang mengetikkannya ke kolom rumus. Keliru menentukannya tidak menghasilkan pesan kesalahan: yang dihasilkan adalah hasil teoretis yang dihitung dari pereaksi yang salah, biasanya terlalu tinggi, dan persen hasil yang kemudian tampak rendah sebagai bandingannya.

Bisakah saya memasukkan mol alih-alih gram?

Bisa. Pereaksi pembatasnya punya kolom massa dan kolom mol, dan salah satu saja sudah cukup. Kalau Anda mengisi keduanya, halaman ini mengubah massanya menjadi mol lalu membandingkan keduanya: kalau berbeda lebih dari 1% ia melaporkan pertentangannya alih-alih memilih salah satu. Kalau keduanya diisi dan sepakat, jawabannya dibangun di atas kolom massanya. Mengisi keduanya adalah kebiasaan yang menangkap massa molar yang salah salin.

Mengapa jawabannya lebih kecil daripada massa awal saya?

Karena reaksinya melepaskan sesuatu. Membakar 100,086 gram kalsium karbonat menyisakan 56,077 gram kapur, dan 44,009 gram yang hilang itu adalah karbon dioksida yang naik ke cerobong. Atomnya tetap lestari, tetapi produk yang Anda timbang hanyalah sebagian dari yang masuk. Kalau produknya lebih berat daripada pereaksinya, reaksinya menambahkan sesuatu dari udara atau dari pereaksi yang lain, seperti yang dilakukan reaksi termit dengan oksigen.

Kalkulator Rendemen Teoretis

Hasil

34,062 g

Hasil teoretis

Mol produk: 2,000000 mol
Mol pereaksi pembatas: 1,000000 mol
Massa molar pereaksi pembatas: 28,014 g/mol
Massa molar produk: 17,031 g/mol

Hasil teoretis dihitung di atas kertas sebelum apa pun ditimbang, dan kalkulator ini mengerjakan tiga langkah aritmetikanya: mengubah pereaksi pembatas menjadi mol, mengalikannya dengan berapa mol produk yang diberikan setiap molnya, lalu mengubahnya menjadi gram produk. Ketik kedua rumus kimianya dan massa molarnya keluar dari rumus itu. Isi massa pereaksi pembatasnya, atau molnya, atau keduanya — mengisi keduanya membuat halaman ini memeriksa satu terhadap yang lain, dan begitulah massa molar yang salah ketik tertangkap. Rasio molnya Anda yang memasukkan, karena halaman ini tidak bisa menyetarakan persamaan reaksi untuk Anda. Inilah perhitungan yang dikerjakan sebelum suatu sintesis, untuk menetapkan skalanya, dan juga sesudahnya, untuk memperoleh angka pembanding bagi persen hasil. Yang membedakan perhitungan ini dari konversi gram ke mol biasa adalah rasio molnya tidak selalu sama dengan satu: pada pembakaran batu kapur rasionya satu banding satu, pada sintesis amonia dua, dan pada pembuatan asam nitrat dua per tiga, dan dari situ muncul perbedaan massa yang tidak bisa diduga hanya dengan melihat. Tabel di bawah mendaftar tujuh reaksi beserta rasionya dan hasil dari 100 gram pereaksinya, supaya Anda melihat bentuk jawabannya sebelum mengetiknya.

Tujuh reaksi, dan rasio yang menentukan hasilnya

Reaksi	Persamaan	Mol produk per mol pereaksi	Produk dari 100 g pereaksi
Pembakaran batu kapur	CaCO3 → CaO + CO2	1	56.03 g
Sintesis amonia	N2 + 3H2 → 2NH3	2	121.59 g
Pembakaran hidrogen	2H2 + O2 → 2H2O	2	112.60 g
Las termit	Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3	2	69.94 g
Pembakaran propana	C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O	3	299.40 g
Natrium sulfat	2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O	1/2	177.56 g
Asam nitrat	3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO	2/3	91.31 g

Kolom terakhirnya dihitung dengan cara yang sama seperti kalkulator ini menghitung, jadi ia cocok dengan panel di atas karena konstruksinya. Bacalah kolom ketiganya sebelum memakai baris mana pun: itulah angka yang akan Anda ketikkan ke kolom rasio mol, dan angka itu ditulis sebagai pecahan ketika jawabannya bukan bilangan bulat — tiga mol nitrogen dioksida memberi dua mol asam nitrat, jadi rasionya dua per tiga, bukan 0,6667. Kolom keempatnya menunjukkan seberapa besar pengaruh rasio itu: 100 gram natrium hidroksida adalah 2,5 mol, dan persamaannya mengubahnya menjadi 1,25 mol natrium sulfat — yang berbobot 177,56 gram, karena produknya molekul yang lebih berat daripada pereaksi asalnya.

Rumus

Hasil teoretis = (massa pereaksi pembatas ÷ massa molarnya) × rasio mol × massa molar produk

m: Massa pereaksi pembatas yang Anda pakai sebagai titik tolak, dalam gram. Inilah satu-satunya pereaksi yang habis lebih dulu; sisanya berlebih
M(pereaksi): Massa molar pereaksi pembatas, dalam gram per mol. Nilainya dijumlahkan dari bobot atom baku pada rumus yang Anda ketik
n(pereaksi): Mol pereaksi pembatas: massanya dibagi massa molarnya. Kalau Anda sudah tahu molnya, masukkan molnya dan kolom massanya boleh dibiarkan kosong
n(produk): Mol produk, yaitu mol pereaksinya dikalikan rasio mol. Rasio itu dibaca dari koefisien persamaan reaksi yang setara dan dimasukkan oleh Anda
M(produk): Massa molar produk, dalam gram per mol. Mengalikan mol produk dengan nilai ini adalah langkah terakhirnya, dan hasilnya berupa massa

Gunakan halaman ini setiap kali soal stoikiometri menanyakan berapa banyak produk yang bisa diberikan sejumlah bahan awal tertentu: sebelum percobaan, untuk merancang skalanya, atau sesudahnya, untuk memperoleh angka pembanding bagi persen hasil. Cara menghitung hasil teoretis dari sebuah resep yang Anda temukan juga ada di sini: masukkan jumlah yang dimintanya dan lihat apakah massa produk yang dinyatakan konsisten dengan persamaannya. Dua hal yang tidak akan dikerjakan halaman ini untuk Anda adalah menyetarakan persamaannya dan memutuskan pereaksi mana yang habis lebih dulu; keduanya adalah masukan di sini, dan tabel rujukan di bawah menunjukkan beberapa rasio sekaligus supaya Anda melihat seberapa besar perbedaannya. Halaman ini juga disebut kalkulator rendemen teoretis.

Contoh hitungan

Amonia dari nitrogen, kasus pertama di setiap buku pelajaran
1. Massa molar N2: 2 × 14,007 = 28,014 gram per mol
2. Mol nitrogen: 28,014 ÷ 28,014 = 1 mol
3. N2 + 3H2 → 2NH3 memberi dua mol amonia per mol nitrogen: 1 × 2 = 2 mol
4. Massa molar NH3: 14,007 + 3 × 1,008 = 17,031 gram per mol
5. Massa amonia: 2 × 17,031 = 34,062 g
Setiap angka di sini tepat karena konstruksinya, dan itulah yang membuatnya menjadi kasus pertama yang baik: massa awalnya adalah massa molar nitrogen, jadi molnya keluar tepat 1. Hidrogennya sama sekali tidak dimasukkan — halaman ini diberi tahu bahwa nitrogenlah pereaksi pembatasnya, dan tidak menanyakan berapa banyak hidrogen yang ada. Keputusan itu milik Anda, dan ketepatannya juga.
Kapur dari batu kapur, ketika rasionya satu banding satu
1. Massa molar CaCO3: 40,078 + 12,011 + 3 × 15,999 = 100,086 gram per mol
2. Mol batu kapur: 100,086 ÷ 100,086 = 1 mol
3. CaCO3 → CaO + CO2 satu banding satu, jadi satu mol kapur
4. Massa molar CaO: 40,078 + 15,999 = 56,077 gram per mol
5. Massa kapur: 1 × 56,077 = 56,077 g
Massanya turun 44,009 gram, yaitu karbon dioksida yang dibawa pergi oleh tungku: masuk 100,086 dan keluar 56,077 padatan. Selisih itu layak dicermati, karena itulah keseluruhan makna kalsinasi dan alasan jawabannya lebih kecil daripada massa awalnya. Tidak ada yang hilang dalam aritmetikanya: CO2 di sini adalah produk, bukan kehilangan.
Memasukkan molnya langsung, ketika itulah yang Anda punya
1. Kolom massanya dibiarkan kosong dan molnya dimasukkan sebagai 1 mol metana
2. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O membakar satu mol metana menjadi dua mol air
3. Mol air: 1 × 2 = 2 mol
4. Massa molar air: 2 × 1,008 + 15,999 = 18,015 gram per mol
5. Massa air: 2 × 18,015 = 36,03 g
Satu mol metana berbobot 16,043 gram, dan kasus ini tidak pernah memerlukan angka itu: molnya dimasukkan langsung, jadi massa molar pereaksinya dilaporkan sebagai rujukan dan tidak dipakai. Mengisi keduanya diperbolehkan dan merupakan kebiasaan yang lebih aman: 1 mol berbanding 16,043 gram sepakat, dan ketidaksepakatan lebih dari 1% berarti salah satu di antaranya salah ketik.

Batasan

Rasio molnya adalah masukan, bukan hasil perhitungan. Halaman ini membaca rumus kimia, bukan persamaan reaksi, jadi ia tidak bisa menyetarakan persamaan: rasio yang dimasukkan keliru menghasilkan massa yang salah dengan sangat meyakinkan, dan tidak ada apa pun di halaman ini yang akan menandainya. Menentukan pereaksi mana yang pembatas juga diserahkan kepada Anda, karena itu memerlukan jumlah setiap pereaksi sedangkan di sini hanya satu yang dikumpulkan. Massa molarnya berasal dari tabel bobot atom baku, jadi rumus yang memuat unsur tanpa bobot baku ditolak alih-alih didekati, dan hidrat harus ditulis dengan titiknya (CuSO4·5H2O). Hasilnya hanya hasil teoretis: perhitungan ini menganggap reaksinya berjalan tuntas tanpa kehilangan.

Pertanyaan yang sering diajukan

Bagaimana cara menghitung hasil teoretis?: Tiga langkah. Ubah massa pereaksi pembatas menjadi mol dengan membaginya dengan massa molarnya. Kalikan dengan rasio mol, yaitu berapa mol produk yang diberikan persamaan reaksi yang setara per mol pereaksi itu. Kalikan dengan massa molar produknya untuk memperoleh gramnya. Berawal dari 28,014 gram nitrogen, yang berarti satu mol, sintesis amonia memberi dua mol amonia pada 17,031 gram per mol, yaitu 34,062 gram.
Apakah halaman ini menyetarakan persamaan reaksinya untuk saya?: Tidak, dan sebaiknya hal itu dinyatakan dengan jelas. Halaman ini membaca rumus kimia — Fe2O3 ditafsirkan sebagai dua atom besi dan tiga atom oksigen — tetapi persamaan yang memuat tanda panah adalah objek yang lain, dan menyetarakannya berarti menyelesaikan sistem persamaan. Karena itu rasio molnya berupa kolom yang Anda isi sendiri. Tabel rujukannya mendaftar tujuh reaksi beserta rasionya supaya Anda melihat bentuk jawabannya: satu banding satu, dua banding satu, atau dua per tiga.
Bagaimana saya tahu pereaksi mana yang pembatas?: Bagi mol setiap pereaksi dengan koefisiennya di persamaan reaksi yang setara; hasil terkecil berasal dari pereaksi pembatasnya. Itu memerlukan jumlah setiap pereaksi, sedangkan halaman ini hanya mengumpulkan satu, jadi penentuannya milik Anda dan Andalah yang mengetikkannya ke kolom rumus. Keliru menentukannya tidak menghasilkan pesan kesalahan: yang dihasilkan adalah hasil teoretis yang dihitung dari pereaksi yang salah, biasanya terlalu tinggi, dan persen hasil yang kemudian tampak rendah sebagai bandingannya.
Bisakah saya memasukkan mol alih-alih gram?: Bisa. Pereaksi pembatasnya punya kolom massa dan kolom mol, dan salah satu saja sudah cukup. Kalau Anda mengisi keduanya, halaman ini mengubah massanya menjadi mol lalu membandingkan keduanya: kalau berbeda lebih dari 1% ia melaporkan pertentangannya alih-alih memilih salah satu. Kalau keduanya diisi dan sepakat, jawabannya dibangun di atas kolom massanya. Mengisi keduanya adalah kebiasaan yang menangkap massa molar yang salah salin.
Mengapa jawabannya lebih kecil daripada massa awal saya?: Karena reaksinya melepaskan sesuatu. Membakar 100,086 gram kalsium karbonat menyisakan 56,077 gram kapur, dan 44,009 gram yang hilang itu adalah karbon dioksida yang naik ke cerobong. Atomnya tetap lestari, tetapi produk yang Anda timbang hanyalah sebagian dari yang masuk. Kalau produknya lebih berat daripada pereaksinya, reaksinya menambahkan sesuatu dari udara atau dari pereaksi yang lain, seperti yang dilakukan reaksi termit dengan oksigen.

Referensi

Periodic Table of Elements — PubChem, National Library of Medicine (NIH)
SI Units — Amount of Substance — National Institute of Standards and Technology (NIST)
Badan Standardisasi Nasional (BSN) — Badan Standardisasi Nasional (BSN)

Kalkulator terkait

Kalkulator Persen RendemenPersen rendemen dari rendemen aktual dan rendemen teoretis.Kalkulator Massa MolarMassa molar suatu senyawa dan persentase massa satu unsur.Kalkulator MolMol dari massa, partikel, atau molaritas dan volume.Konverter Gram ke MolUbah gram menjadi mol dengan massa molar, dan sebaliknya.