Menentukan Kombinasi Koefisien Zat yang Mungkin dari Persamaan Reaksi

Tentukan semua kombinasi koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi sehingga jumlah atom-atom di kedua ruas setara:
H₂SO₄ + NH₃ → (NH₄)HSO₄ + (NH₄)₂SO₄
Soal tentang persamaan reaksi ini akan sulit ditemukan jawabannya jika menggunakan metode biasa. Diperlukan sedikit trik untuk menemukan semua jawaban yang mungkin dan satu kesimpulan. Berikut trik-nya.


Salah satu metode yang cocok adalah menggunakan “metode aljabar sederhana”, seperti yang beberapa kali diulas di weblog ini.

 Berikut penyelesaiannya.

Persamaan reaksi:
H₂SO₄ + NH₃ → (NH₄)HSO₄ + (NH₄)₂SO₄

Silakan simak per tahap pemberian koefisien pengganti.

H₂SO₄ + NH₃ → a (NH₄)HSO₄ + (NH₄)₂SO₄

H₂SO₄ + NH₃ → a (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄

(a+b) H₂SO₄ + NH₃ → a (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄

(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃ → a (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄

Persamaan reaksi ini memiliki kombinasi koefisien yang tidak terbatas jumlahnya. Kombinasi a dan b dapat bernilai berapa saja, asal berupa bilangan bulat positif.

Kesimpulan seperti ini hanya dapat diperoleh bila ketemu persamaan reaksi seperti di atas. Persamaan a dan b di atas oleh penulis sering sebut sebagai metode aljabar sederhana. Metode ini merupakan metode aljabar seperti biasa namun disederhanakan dengan menggunakan huruf koefisien minimal 2 macam, misalnya a dan b saja. Metode ini hasil perpaduan metode inpeksi (check & recheck) atau metode ping-pong yang diwujudkan sebagai persamaan a dan b.

Simulasi kombinasi nilai a dan b untuk persamaan reaksi
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄

Jika a = 1, dan b =1, maka
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄
(1+1) H₂SO₄ + (1+2.1) NH₃  → 1  (NH₄)HSO₄ + 1 (NH₄)₂SO₄
2 H₂SO₄ + 3 NH₃  →  (NH₄)HSO₄ + (NH₄)₂SO₄

Jika a = 1, dan b = 2, maka
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄
(1+2) H₂SO₄ + (1+2.2) NH₃  → 1 (NH₄)HSO₄ + 2 (NH₄)₂SO₄
3 H₂SO₄ + 5 NH₃  → (NH₄)HSO₄ + 2 (NH₄)₂SO₄

Jika a = 2, dan b = 1, maka
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄
(2+1) H₂SO₄ + (2+2.1) NH₃  → 2 (NH₄)HSO₄ + 1 (NH₄)₂SO₄
3 H₂SO₄ + 4 NH₃  → 2 (NH₄)HSO₄ + (NH₄)₂SO₄

Jika a = 3, dan b = 2, maka
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄
(3+2) H₂SO₄ + (3+2.2) NH₃  → 3 (NH₄)HSO₄ + 2 (NH₄)₂SO₄
5 H₂SO₄ + 7 NH₃  → 3 (NH₄)HSO₄ + 2 (NH₄)₂SO₄

Jika a = 3, dan b = 4, maka
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄
(3+4) H₂SO₄ + (3+2.4) NH₃  → 3 (NH₄)HSO₄ + 4 (NH₄)₂SO₄
7 H₂SO₄ + 11 NH₃  → 3 (NH₄)HSO₄ + 4 (NH₄)₂SO₄

Karena nilai a dan b bersifat bebas maka jumlah perbandingan koefisien zat-zat menjadi tidak terbatas seperti yang dirumuskan dalam persamaan
(a+b) H₂SO₄ + (a+2b) NH₃  → a  (NH₄)HSO₄ + b (NH₄)₂SO₄

a koefisien (NH₄)HSO₄ dan b (NH₄)₂SO₄ bersifat bebas; a dan b berupa bilangan bulat positif. Koefisien H₂SO₄  harus a+b, dan koefisien NH₃ harus a+2b.

Demikian.
CMIIW.