Contoh soal pereaksi pembatas

Limiting reagent, atau sering disebut pereaksi pembatas dalam konteks reaksi kimia, adalah zat kimia yang digunakan dalam suatu reaksi kimia dalam jumlah yang paling sedikit dibandingkan dengan reagen lainnya. Pereaksi ini membatasi sejauh mana reaksi kimia dapat berlangsung karena reaksi hanya dapat berlangsung sebanyak jumlah pereaksi pembatas yang tersedia. Dalam hal ini, jumlah pereaksi lainnya yang berlebihan akan tetap ada setelah reaksi selesai, karena pereaksi pembatas telah habis digunakan.

Pentingnya pereaksi pembatas terletak pada fakta bahwa hasil akhir reaksi kimia akan ditentukan oleh jumlah pereaksi pembatas, bukan oleh jumlah pereaksi lainnya. Oleh karena itu, untuk mengoptimalkan hasil reaksi, penting untuk mengetahui pereaksi mana yang menjadi pembatas dan menggunakannya dalam jumlah yang cukup untuk menghasilkan jumlah produk yang diinginkan.

Penentuan pereaksi pembatas dapat dilakukan dengan melakukan perhitungan stoikiometri reaksi kimia. Stoikiometri adalah studi tentang hubungan jumlah molar antara reagen dan produk dalam reaksi kimia. Dengan menghitung stoikiometri reaksi, Anda dapat menentukan pereaksi mana yang akan habis terlebih dahulu dan menjadi pereaksi pembatas. Hal ini memungkinkan Anda untuk merencanakan reaksi kimia dengan lebih efisien.

Berikut adalah 13 contoh soal pereaksi pembatas beserta jawabannya:

Soal: Dalam reaksi pembakaran metana (CH4) dengan oksigen (O2) menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O), jika Anda memiliki 5 mol CH4 dan 10 mol O2, berapa mol karbon dioksida yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 1:2:1 untuk CH4, O2, dan CO2. Oleh karena itu, O2 adalah pereaksi pembatas. Hanya 5 mol O2 yang akan digunakan, sehingga hanya akan dihasilkan 2,5 mol CO2.

Soal: Dalam reaksi 2H2 + O2 -> 2H2O, jika Anda memiliki 3 mol H2 dan 3 mol O2, berapa mol air yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:1:2 untuk H2, O2, dan H2O. Karena jumlah O2 sama dengan jumlah H2 yang digunakan, maka O2 bukan pereaksi pembatas. Maka, hanya 3 mol H2 yang digunakan, sehingga akan dihasilkan 3 mol H2O.

Soal: Dalam reaksi Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2, jika Anda memiliki 4 mol Fe2O3 dan 10 mol CO, berapa mol besi (Fe) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 1:3:2:3 untuk Fe2O3, CO, Fe, dan CO2. Oleh karena itu, Fe2O3 adalah pereaksi pembatas. Hanya 4 mol Fe2O3 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 8 mol Fe.

Soal: Dalam reaksi 2NH3 + 3H2 -> 2NH3, jika Anda memiliki 5 mol NH3 dan 4 mol H2, berapa mol NH4 yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:3:2 untuk NH3, H2, dan NH4. Karena jumlah NH3 lebih sedikit dibandingkan dengan H2, maka NH3 adalah pereaksi pembatas. Hanya 5 mol NH3 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 5 mol NH4.

Soal: Dalam reaksi C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O, jika Anda memiliki 8 mol C3H8 dan 30 mol O2, berapa mol air (H2O) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 1:5:4:4 untuk C3H8, O2, CO2, dan H2O. Oleh karena itu, C3H8 adalah pereaksi pembatas. Hanya 8 mol C3H8 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 32 mol H2O.

Soal: Dalam reaksi 4NH3 + 5O2 -> 4NO + 6H2O, jika Anda memiliki 6 mol NH3 dan 12 mol O2, berapa mol nitrit oksida (NO) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 4:5:4:6 untuk NH3, O2, NO, dan H2O. Karena jumlah NH3 lebih sedikit dibandingkan dengan O2, maka NH3 adalah pereaksi pembatas. Hanya 6 mol NH3 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 6 mol NO.

Soal: Dalam reaksi 2C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O, jika Anda memiliki 5 mol C4H10 dan 50 mol O2, berapa mol karbon dioksida (CO2) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:13:8:10 untuk C4H10, O2, CO2, dan H2O. Karena jumlah C4H10 lebih sedikit dibandingkan dengan O2, maka C4H10 adalah pereaksi pembatas. Hanya 5 mol C4H10 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 20 mol CO2.

Soal: Dalam reaksi 2KClO3 -> 2KCl + 3O2, jika Anda memiliki 10 mol KClO3, berapa mol oksigen (O2) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:3:2 untuk KClO3, O2, dan KCl. Oleh karena itu, KClO3 adalah pereaksi pembatas. Hanya 10 mol KClO3 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 15 mol O2.

Soal: Dalam reaksi 2H2 + O2 -> 2H2O, jika Anda memiliki 4 mol H2 dan 8 mol O2, berapa mol oksigen (O2) yang akan tersisa setelah reaksi selesai?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:1:2 untuk H2, O2, dan H2O. Karena jumlah H2 lebih sedikit dibandingkan dengan O2, maka H2 adalah pereaksi pembatas. Hanya 4 mol H2 yang akan digunakan, sehingga akan tersisa 4 mol O2 setelah reaksi selesai.

Soal: Dalam reaksi 3A + 2B -> C + 2D, jika Anda memiliki 6 mol A dan 4 mol B, berapa mol produk C yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 3:2:1:2 untuk A, B, C, dan D. Karena jumlah A lebih sedikit dibandingkan dengan B, maka A adalah pereaksi pembatas. Hanya 6 mol A yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 3 mol C.

Soal: Dalam reaksi 2Mg + O2 -> 2MgO, jika Anda memiliki 3 mol Mg dan 2 mol O2, berapa mol magnesium oksida (MgO) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:1:2 untuk Mg, O2, dan MgO. Karena jumlah Mg lebih sedikit dibandingkan dengan O2, maka Mg adalah pereaksi pembatas. Hanya 3 mol Mg yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 3 mol MgO.

Soal: Dalam reaksi 2H2O2 -> 2H2O + O2, jika Anda memiliki 4 mol H2O2, berapa mol oksigen (O2) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:2:1 untuk H2O2, H2O, dan O2. Oleh karena itu, H2O2 adalah pereaksi pembatas. Hanya 4 mol H2O2 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 2 mol O2.

Soal: Dalam reaksi 2C2H6 + 7O2 -> 4CO2 + 6H2O, jika Anda memiliki 10 mol C2H6 dan 30 mol O2, berapa mol air (H2O) yang akan dihasilkan?

Jawaban: Stoikiometri reaksi ini adalah 2:7:4:6 untuk C2H6, O2, CO2, dan H2O. Karena jumlah C2H6 lebih sedikit dibandingkan dengan O2, maka C2H6 adalah pereaksi pembatas. Hanya 10 mol C2H6 yang akan digunakan, sehingga akan dihasilkan 15 mol H2O.