Pereaksi Pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dulu dalam sebuah reaksi kimia. Sesuai namanya, pereaksi pembatas akan membatasi jumlah produk yang dapat dihasilkan. Oleh karena itu, kita perlu mengetahui Cara Menentukan Pereaksi Pembatas dalam reaksi kimia.

Sebelum membahas lebih lanjut, mari perhatikan daftar isi berikut.

Apa Itu Pereaksi Pembatas?

Pereaksi Pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dulu dalam sebuah reaksi kimia. Disebut pereaksi pembatas, karena pereaksi tersebut membatasi jumlah produk yang dapat dihasilkan dalam reaksi kimia. Ketika pereaksi pembatas habis bereaksi, maka reaksi pun akan berhenti.

Dalam proses pembentukan senyawa, diperlukan pereaksi-pereaksi dalam rasio yang tetap. Rasio tersebut dapat dilihat pada koefisien dalam reaksi kimia yang telah setara.

Perhatikan persamaan reaksi berikut.$$3\text{H}_2(g)+\text{N}_2(g) \rightarrow 2\text{NH}_3(g)$$

Perhatikan koefisien-koefisien dalam reaksi di atas. Dua molekul $\text{NH}_3$ dapat terbentuk jika tiga molekul $\text{H}_2$ bergabung dengan satu molekul $\text{N}_2$. Perbandingan ini bersifat tetap, sehingga jika empat molekul $\text{H}_2$ dicampurkan dengan satu molekul $\text{N}_2$ maka tetap terbentuk dua molekul $\text{NH}_3$. Hanya saja, akan tersisa satu molekul $\text{H}_2$ pada akhir reaksi, sedangkan molekul $\text{N}_2$ habis bereaksi.

Hal yang serupa terjadi jika dicampurkan 6 molekul $\text{H}_2$ dan 3 molekul $\text{N}_2$. Perbandingan koefisien $\text{H}_2$ dan $\text{N}_2$ adalah $3:1$, sehingga 6 molekul $\text{H}_2$ akan bereaksi dengan 2 molekul $\text{N}_2$ ($6:2=3:1$) untuk membentuk 4 molekul $\text{NH}_3$. Akibatnya, akan tersisa satu molekul $\text{N}_2$ pada akhir reaksi.

Dalam kasus ini, $\text{H}_2$ merupakan pereaksi pembatas. Ketika molekul $\text{H}_2$ habis bereaksi, maka reaksi akan berhenti. Artinya, jumlah molekul $\text{NH}_3$ yang dapat terbentuk dibatasi oleh jumlah molekul $\text{H}_2$.

Bagaimana Cara Menentukan Pereaksi Pembatas?

Berikut langkah-langkah menentukan pereaksi pembatas.

  1. Tuliskan persamaan reaksi yang setara.
  2. Tentukan jumlah mol setiap pereaksi.
  3. Bagi jumlah mol dengan koefisien pereaksi yang bersesuaian.
  4. Bandingkan hasil bagi tersebut. Pereaksi dengan hasil bagi terkecil merupakan pereaksi pembatas.

Selain cara di atas, kita dapat mencari pereaksi pembatas dengan memanfaatkan perbandingan koefisien yang sama dengan perbandingan mol. Agar pembaca dapat membandingkan kedua cara ini, mari mengerjakan sebuah soal dengan cara kedua.

Contoh 1

Sebanyak 1,4 gram $\text{H}_2$ bereaksi dengan 5,6 gram $\text{N}_2$, dengan persamaan reaksi (sudah setara)$$3\text{H}_2(g)+\text{N}_2(g) \rightarrow 2\text{NH}_3(g)$$Manakah yang merupakan pereaksi pembatas?

Pertama, kita perlu menentukan mol setiap pereaksi. Untuk itu, kita membagi massa pereaksi (dalam satuan gram) dengan massa molekul relatif.

Untuk mencari Mr (massa molekul relatif), kita menjumlahkan Ar (massa atom relatif) dari unsur-unsur penyusunnya. Karena $\text{Ar H}=1$ dan $\text{Ar N}=14$, maka $\text{ Mr H}_2=2$ dan $\text{Mr N}_2=28$. Akibatnya$$\begin{aligned}\text{mol H}_2 &= \frac{\text{massa H}_2}{\text{Mr H}_2} =\frac{1,4}{2}=0,7 \text{ mol} \\\text{mol N}_2 &= \frac{\text{massa N}_2}{\text{Mr N}_2} =\frac{5,6}{28}=0,2 \text{ mol}\end{aligned}$$

Nah, kita punya 0,2 mol $\text{N}_2$. Berapa jumlah mol $\text{H}_2$ yang diperlukan untuk bereaksi dengan 0,2 mol $\text{N}_2$? Kita bisa memanfaatkan perbandingan koefisien yang sama dengan perbandingan mol.$$\begin{aligned}\frac{\text{mol H}_2}{\text{mol N}_2} &= \frac{\text{Koefisien H}_2}{\text{Koefisien N}_2} \\\frac{\text{mol H}_2}{0,2} &= \frac{3}{1} \\\text{mol H}_2 &= 3 \cdot 0,2 \\&= 0,6 \text{ mol}\end{aligned}$$

Tersedia sebanyak 0,7 mol $\text{H}_2$, dan hanya diperlukan 0,6 mol untuk bereaksi dengan $\text{N}_2$. Artinya, pada akhir reaksi tersisa sebanyak 0,1 mol $\text{H}_2$. Dengan demikian, pereaksi pembatas dalam reaksi ini adalah $\text{N}_2$.


Demikian cara mencari pereaksi pembatas dengan cara kedua. Nah, bagaimana dengan cara pertama? Kita akan membahas penerapan cara pertama pada bagian berikutnya.

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh 2

Sebanyak 6,4 gram metana dibakar dengan 16 gram gas oksigen, menurut reaksi$$\text{CH}_4+\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2+\text{H}_2\text{O}$$Manakah yang merupakan pereaksi pembatas?

Persamaan reaksi yang setara adalah$$\text{CH}_4+2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2+2\text{H}_2\text{O}$$

Dalam soal diketahui massa pereaksi, yaitu 6,4 gram $\text{CH}_4$ dan 16 gram $\text{O}_2$. Bagi dengan Mr masing-masing untuk mendapatkan jumlah mol pereaksi. Karena $\text{Mr CH}_4=16$ dan $\text{Mr O}_2=32$, maka$$\begin{aligned}&\text{mol CH}_4 = \frac{\text{massa CH}_4}{\text{Mr CH}_4} =\frac{6,4}{16}=0,4 \\&\text{mol O}_2 = \frac{\text{massa O}_2}{\text{Mr O}_2} =\frac{16}{32}=0,5\end{aligned}$$

Berikutnya bagi jumlah mol pereaksi dengan koefisien pada persamaan reaksi.$$\begin{aligned}&\frac{\text{mol CH}_4}{\text{koefisien CH}_4}=\frac{0,4}{1}=0,4 \\&\frac{\text{mol O}_2}{\text{koefisien O}_2}=\frac{0,5}{2}=0,25\end{aligned}$$

Nilai yang lebih kecil adalah $0,25$, sehingga pereaksi pembatas dalam reaksi ini adalah $\text{O}_2$.


Menurut anda, cara mana yang lebih mudah?

Contoh 3

Sebanyak 300 mL asam karbonat 0,5 M dicampur dengan 200 mL kalsium hidroksida 0,8 M, menurut reaksi$$\text{H}_2\text{CO}_3+\text{Ca(OH)}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3+2\text{H}_2\text{O}$$Tentukan senyawa yang merupakan pereaksi pembatas!

Persamaan reaksi di atas sudah setara, jadi tidak perlu diutak-atik lagi. Diketahui volume pereaksi, yaitu 300 mL (0,3 L) $\text{H}_2\text{CO}_3$ dan 200 mL (0,2 L) $\text{Ca(OH)}_2$. Kalikan dengan molaritas, untuk mendapatkan jumlah mol pereaksi.$$\begin{aligned}&\text{mol }\text{H}_2\text{CO}_3 = 0,3 \cdot 0,5 = 0,15 \text{ mol}\\&\text{mol } \text{Ca(OH)}_2 = 0,2 \cdot 0,8 = 0,16 \text{ mol}\end{aligned}$$

Koefisien $\text{H}_2\text{CO}_3$ sama dengan koefisien $\text{Ca(OH)}_2$, sehingga kita cukup membandingkan jumlah mol pereaksi.

Jumlah mol terkecil adalah 0,15, sehingga pereaksi pembatas dalam reaksi ini adalah $\text{H}_2\text{CO}_3$.


Contoh 4

Sebanyak 5,4 gram aluminium dilarutkan dalam 400 mL tembaga (II) sulfat 0,5 M, menurut reaksi$$\text{Al}+\text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3+\text{Cu}$$Manakah yang merupakan pereaksi pembatas?

Persamaan reaksi yang setara adalah$$2\text{Al}+3\text{CuSO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3+3\text{Cu}$$

Diketahui massa $\text{Al}$ adalah 5,4 gram dan volume $\text{CuSO}_4$ adalah 400 mL (0,4 L). Kita hitung jumlah mol setiap pereaksi.$$\begin{aligned}&\text{mol Al} = \frac{5,4}{27} = 0,2 \\&\text{mol CuSO}_4 = 0,4 \cdot 0,5 = 0,2\end{aligned}$$

Bagi jumlah mol pereaksi dengan koefisien masing-masing. Koefisien $\text{Al}$ adalah 2 dan koefisien $\text{CuSO}_4$ adalah 3, sehingga$$\begin{aligned}&\frac{\text{mol Al}}{\text{koefisien Al}} = \frac{0,2}{2} = 0,1 \\&\frac{\text{mol CuSO}_4}{\text{koefisien CuSO}_4} = \frac{0,2}{3} = 0,067\end{aligned}$$

Hasil bagi terkecil adalah $0,067$, sehingga pereaksi pembatasnya adalah $\text{CuSO}_4$.