Paduan logam yang dilarutkan dalam pelarut yang sesuai menghasilkan larutan campuran. Persamaan reaksi yang terjadi pada reaksi campuran ditulis secara terpisah sehingga susunannya dapat diketahui.
Misalnya, reaksi paduan logam aluminium dan magnesium dengan larutan asam klorida ditulis sebagai berikut.
Reaksi:
2Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(aq) + 3H₂(g)
Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)
Selain paduan 2 logam atau lebih, beberapa senyawa garam juga dapat bercampur dalam suatu sampel. Jika kita diminta menentukan persentase berdasarkan massa salah satu bagian dalam campuran dari suatu cuplikan/sampel maka dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
\begin{aligned}
\mathrm{persen\:zat} &= \mathrm{\frac{massa\:zat}{massa\:cuplikan}\times 100\text{%}}\\
\end{aligned}
⇒ zat yang dimaksud dapat berupa unsur ataupun senyawa dalam suatu cuplikan.
Untuk mengetahui penerapan hitungan kimia dalam campuran, mari kita bahas contoh soal berikut ini.
Soal
Sebanyak 13,3 g campuran yang terdiri atas NaCl dan KCl dilarutkan dalam akuades dan direaksikan dengan larutan perak nitrat (AgNO₃) berlebih. Jika massa AgCl yang terbentuk adalah 28,7 g, tentukan persentase massa NaCl yang terdapat pada campuran tersebut.
Penyelesaian:
Jika dimisalkan massa NaCl = a gram, massa KCl = (13,3 – a) gram
mM NaCl = 58,5 g/mol (mM = massa molar)
mM KCl = 74,5 g/mol
Langkah 1. Menghitung jumlah zat (mol) NaCl dan KCl.
\begin{aligned}
\mathrm{nNaCl} &= \mathrm{\frac{massa}{mM}}\\
&= \mathrm{\frac{a\:g}{58,5\:g/mol}}\\
&= \mathrm{\frac{a}{58,5}mol}\\
\mathrm{nKCl} &= \mathrm{\frac{massa}{mM}}\\
&= \mathrm{\frac{(13,3-a)\:g}{74,5\:g/mol}}\\
&= \mathrm{\frac{(13,3-a)}{74,5}mol}\\
\end{aligned}
Langkah 2. Menentukan jumlah AgCl melalui persamaan reaksi.
Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.
(1) NaCl(s) + AgNO₃(aq) → AgCl(s) + NaNO₃(aq)
(2) KCl(s) + AgNO₃(aq) → AgCl(s) + KNO₃(aq)
Berdasarkan kedua reaksi diatas, dihasilkan zat AgCl dengan massa AgCl = 28,7 g, maka kita dapat menentukan jumlah mol AgCl.
Dari reaksi (1) koefisien AgCl = koefisien NaCl maka:
\begin{aligned}
\mathrm{nAgCl} &= \mathrm{\frac{koefisien\:AgCl}{koefisien\:NaCl}\times\text{nNaCl}}\\
&= \mathrm{\frac{1}{1}\times\frac{a}{58,5}mol}\\
&= \mathrm{\frac{a}{58,5}mol}\\
\end{aligned}
Sedangkan dari reaksi (2), koefisien AgCl = koefisien KCl maka:
\begin{aligned}
\mathrm{nAgCl} &= \mathrm{\frac{koefisien\:AgCl}{koefisien\:KCl}\times\text{nKCl}}\\
&= \mathrm{\frac{1}{1}\times\frac{(13,3-a)}{74,5}mol}\\
&= \mathrm{\frac{(13,3-a)}{74,5}mol}\\
\end{aligned}
Langkah 3. Menentukan jumlah zat AgCl dari data massa yang diketahui.
Jika ditinjau dari data AgCl, kita juga dapat menentukan jumlah mol zat tersebut.
mM AgCl = 143,5 g/mol
massa AgCl = 28,7 g
\begin{aligned}
\mathrm{nAgCl} &= \mathrm{\frac{massa}{mM}}\\
&= \mathrm{\frac{28,7\:g}{143,5\:g/mol}}\\
&= \mathrm{0,2\:mol}\\
\end{aligned}
Langkah 4. Menghitung nilai a.
Untuk menentukan nilai a maka kita dapat menggunakan data seluruh jumlah zat (mol) AgCl yang sudah dihitung pada langkah sebelumnya.
\begin{aligned}
\mathrm{{\frac{a}{58,5}mol}+{\frac{(13,3-a)}{74,5}mol}} &= \mathrm{0,2\:mol}\\
\mathrm{{\frac{74,5a+58,5(13,3-a)}{58,5\times74,5}mol}} &= \mathrm{0,2\:mol}\\
\mathrm{74,5a+778,05-58,5a} &= \mathrm{0,2\times58,5\times74,5}\\
\mathrm{74,5a-58,5a} &= \mathrm{871,65-778,05}\\
\mathrm{16a} &= \mathrm{93,6}\\
\mathrm{a} &= \mathrm{\frac{93,6}{16}}\\
\mathrm{a} &= \mathrm{5,85}\\
\end{aligned}
Langkah 5. Menentukan persentase NaCl dalam campuran.
∴ massa NaCl = a gram = 5,85 gram
massa campuran = 13,3 gram
\begin{aligned}
\mathrm{persen\:NaCl} &= \mathrm{\frac{massa\:NaCl}{massa\:campuran}\times 100\text{%}}\\
&= \mathrm{\frac{5,85\:g}{13,3\:g}\times 100\text{%}}\\
&= \mathrm{44\text{%}}\\
\end{aligned}
Dengan demikian, persentase NaCl dalam campuran NaCl-KCl sebesar 44%.
Semoga bermanfaat.