Tulisan ini membahas contoh cara menentukan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi agar setara jumlah atom-atom di ruas kiri dan ruas kanan menggunakan Microsoft Excel (sebut saja Excel). Ada beberapa metode manual untuk teknis penyetaraan reaksi kimia seperti yang diajarkan di SMA, dan ada metode kalkulatif, instan, digunakan sebagai penguji apakah koefisien setiap zat dalam persamaan reaksi tersebut sudah benar-benar setara atau dapat dijadikan panduan dalam belajar penyetaraan reaksi kimia.
Excel dapat digunakan untuk menentukan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi agar setara atom-atomnya. Prinsipnya adalah mengubah jumlah atom-atom dalam zat yang terlibat menjadi persamaan linier atau bentuk matriks persegi, kemudian menggunakan beberapa fungsi dalam Excel dapat ditentukan koefisiennya.
Contoh-1
Penyetaraan reaksi menggunakan matriks di Excel:
H2 + O2 → H2O
Buat matriks untuk jumlah setiap atom:
Kita peroleh matriks awal sebagai berikut.
Dalam penyelesaian akan menggunakan matriks persegi, yaitu matriks dengan jumlah kolom dan baris sama. Caranya adalah dengan memberi persamaan tambahan (auxiliary equation) bila matriks yang diperoleh bukan matriks persegi. Bila sudah mendapat matriks persegi tidak perlu dilakukan langkah ini.
Matrik 3 × 3 (matriks persegi) setelah diberi persamaan tambahan menjadi:
Memasukkan matriks ke dalam sel Excel.
Untuk A di contoh ini dimasukkan di sel M2 hingga O4, dan B di sel R2 hingga R4.
Menentukan nilai A–1 dengan menggunakan fungsi minverse.
Blok sel M7:O9, kemudian ketik fungsi =MINVERSE(M2:O4) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter. Fungsi MINVERSE ini memang merupakan fungsi array. Hasilnya akan seperti gambar berikut.
Menentukan koefisien untuk zat-zat dalam persamaan reaksi menggunakan fungsi MMULT.
Blok sel R7:R9, kemudian ketik fungsi =MMULT(M7:O9,R2:R4) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter. Ini akan menghasilkan koefisien zat, bila belum berupa bilangan bulat positif silakan bagi atau kali dengan bilangan tertentu. Dalam Contoh-1 ini koefisien akhir diperoleh dengan mengali 2 semua koefisien awal atau dapat membagi semua koefisien awal dengan bilangan 0,5 (sebagai bilangan terkecil).
Keterangan: Fungsi MMULT di sini membutuh dua array data A–1 yaitu pada sel M7:O9 dan array data B pada sel R2:R4. Pemisah antar array data silakan sesuaikan, di contoh ini menggunakan tanda koma (,) di komputer lain bisa jadi harus diganti menjadi tanda titik koma atau semicolons (;).
Hasilnya akan seperti gambar berikut.
Agar lebih jelas dapat menyimak video pada kanal urip rukim berikut.
Contoh-2 (Contoh reaksi lebih kompleks)
KMnO4 + FeX + H2X → MnX + Fe2X3 + K2X + H2O
1) Buat matriks untuk jumlah setiap atom pada Excel, kali ini tidak ditampilkan bentuk matriks secara matematis, semua ditulis dan diselesaikan di Excel tanpa mengubah arti secara matematis.
2) Tambahkan Aux agar menjadi matriks persegi.
Gambar-7 kolom A hingga kolom H merupakan bentuk matriks awal, yang di contoh-1 disebut sebagai "Matriks A" yang akan ditentukan invers-nya, dan kolom I merupakan "Matriks B".
3) Menentukan nilai A–1 (invers) dengan menggunakan fungsi minverse.
Blok sel B11:H17, kemudian ketik fungsi =MINVERSE(B2:H8) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter.
Hasilnya invers tampak seperti pada sel B11:H17 (Gambar-8)
4) Menentukan koefisien untuk zat-zat dalam persamaan reaksi menggunakan fungsi MMULT.
Blok sel I11:I17, kemudian ketik fungsi =MMULT(B11:H17,I2:I8) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter. Ini akan menghasilkan koefisien zat, bila belum berupa bilangan bulat positif silakan bagi atau kali dengan bilangan tertentu.
Sel I11:I17 (latar warna kuning dan tulisan hijau) merupakan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi. 0,25; 1,25; 1; 0,25; 0,625; 0,125; 1
Dalam Contoh-2 ini koefisien akhir diperoleh dengan mengali 8 semua koefisien awal atau dengan membagi semua koefisien awal dengan bilangan 0,125 (sebagai bilangan terkecil) sehingga dihasilkan bilangan bulat. Hasil koefisien dengan bilangan bulat menjadi 2; 10; 8; 2; 5; 1; 8.
Persamaan reaksi setara:
2 KMnO4 + 10 FeX + 8 H2X
→ 2 MnX + 5 Fe2X3 + 1 K2X + 8 H2O
CMIIW.
Excel dapat digunakan untuk menentukan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi agar setara atom-atomnya. Prinsipnya adalah mengubah jumlah atom-atom dalam zat yang terlibat menjadi persamaan linier atau bentuk matriks persegi, kemudian menggunakan beberapa fungsi dalam Excel dapat ditentukan koefisiennya.
Contoh-1
Penyetaraan reaksi menggunakan matriks di Excel:
H2 + O2 → H2O
Buat matriks untuk jumlah setiap atom:
 |
| Gambar-1 |
Dalam penyelesaian akan menggunakan matriks persegi, yaitu matriks dengan jumlah kolom dan baris sama. Caranya adalah dengan memberi persamaan tambahan (auxiliary equation) bila matriks yang diperoleh bukan matriks persegi. Bila sudah mendapat matriks persegi tidak perlu dilakukan langkah ini.
 |
| Gambar-2 |
Matrik 3 × 3 (matriks persegi) setelah diberi persamaan tambahan menjadi:
Memasukkan matriks ke dalam sel Excel.
Untuk A di contoh ini dimasukkan di sel M2 hingga O4, dan B di sel R2 hingga R4.
 |
| Gambar-3 |
Blok sel M7:O9, kemudian ketik fungsi =MINVERSE(M2:O4) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter. Fungsi MINVERSE ini memang merupakan fungsi array. Hasilnya akan seperti gambar berikut.
 |
| Gambar-4 |
Blok sel R7:R9, kemudian ketik fungsi =MMULT(M7:O9,R2:R4) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter. Ini akan menghasilkan koefisien zat, bila belum berupa bilangan bulat positif silakan bagi atau kali dengan bilangan tertentu. Dalam Contoh-1 ini koefisien akhir diperoleh dengan mengali 2 semua koefisien awal atau dapat membagi semua koefisien awal dengan bilangan 0,5 (sebagai bilangan terkecil).
Keterangan: Fungsi MMULT di sini membutuh dua array data A–1 yaitu pada sel M7:O9 dan array data B pada sel R2:R4. Pemisah antar array data silakan sesuaikan, di contoh ini menggunakan tanda koma (,) di komputer lain bisa jadi harus diganti menjadi tanda titik koma atau semicolons (;).
Hasilnya akan seperti gambar berikut.
 |
| Gambar-5 |
Agar lebih jelas dapat menyimak video pada kanal urip rukim berikut.
Contoh-2 (Contoh reaksi lebih kompleks)
KMnO4 + FeX + H2X → MnX + Fe2X3 + K2X + H2O
1) Buat matriks untuk jumlah setiap atom pada Excel, kali ini tidak ditampilkan bentuk matriks secara matematis, semua ditulis dan diselesaikan di Excel tanpa mengubah arti secara matematis.
 |
| Gambar-6 |
 |
| Gambar-7 |
3) Menentukan nilai A–1 (invers) dengan menggunakan fungsi minverse.
Blok sel B11:H17, kemudian ketik fungsi =MINVERSE(B2:H8) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter.
Hasilnya invers tampak seperti pada sel B11:H17 (Gambar-8)
 |
| Gambar-8 |
Blok sel I11:I17, kemudian ketik fungsi =MMULT(B11:H17,I2:I8) di formula bar, tekan tombol Ctrl+Shift+Enter. Ini akan menghasilkan koefisien zat, bila belum berupa bilangan bulat positif silakan bagi atau kali dengan bilangan tertentu.
Sel I11:I17 (latar warna kuning dan tulisan hijau) merupakan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi. 0,25; 1,25; 1; 0,25; 0,625; 0,125; 1
Dalam Contoh-2 ini koefisien akhir diperoleh dengan mengali 8 semua koefisien awal atau dengan membagi semua koefisien awal dengan bilangan 0,125 (sebagai bilangan terkecil) sehingga dihasilkan bilangan bulat. Hasil koefisien dengan bilangan bulat menjadi 2; 10; 8; 2; 5; 1; 8.
Persamaan reaksi setara:
2 KMnO4 + 10 FeX + 8 H2X
→ 2 MnX + 5 Fe2X3 + 1 K2X + 8 H2O
CMIIW.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar