);

Contoh soal hukum perbandingan volume dan pembahasan

Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa gas hidrogen dapat bereaksi dengan gas oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas hidrogen dan oksigen dalam reaksi tersebut tetap yaitu 2 : 1. Kemudian ditahun 1808, ilmuwan Prancis, Joseph Louis Gay Lussac berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan bermacam gas.

Berdasarkan percobaan ini, ia menemukan bahwa perbandingan volume gas-gas dalam reaksi selalu merupakan bilangan bulat sederhan. Gay Lussac kemudian merumuskan hukum perbandingan volume sebagai berikut:

  • Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana.
  • Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien masing-masing gas.

Misalkan terdapat 2 buah gas A dan B yang tercantum dalam satu persamaan reaksi, maka berlaku persamaan dibawah ini:

Volume A
Volume B
=
Koefisien A
Koefisien B

Untuk lebih jelasnya, berikut ini diberikan beberapa contoh hukum perbandingan volume yang disertai pembahasannya.

Contoh soal 1

Lima liter gas asitilena dibakar sempurna sesuai dengan persamaan reaksi berikut:
2 C2H2 (g) + 5 O2 (g) → 4 CO2 (g) + 2 H2O (g)
Pada suhu dan tekanan sama, tentukan:

  1. Volume gas oksigen yang diperlukan
  2. Volume gas karbon dioksida yang dihasilkan
  3. Volume air yang dihasilkan

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • Koefisien C2H2 = 2
  • Koefisien O2 = 5
  • Koefisien CO2 = 4
  • Koefisien H2O = 2
  • V C2H2 = 5 L
Jawaban soal 1 sebagai berikut:
Volume O2 =
Koefisien O2
Koefisien C2H2
x Volume C2H2
Volume O2 =
5
2
x 5 L = 12,5 L
Jawaban soal 2 sebagai berikut:
Volume CO2 =
Koefisien CO2
Koefisien C2H2
x Volume C2H2
Volume CO2 =
4
2
x 5 L = 10 L
Jawaban soal 3 sebagai berikut:
Volume H2O =
Koefisien H2O
Koefisien C2H2
x Volume C2H2
Volume H2O =
2
2
x 5 L = 5 L

Contoh soal 2

10 liter gas hidrogen bromida terurai sebagai berikut:
2 HBr (g) → H2 (g) + Br2 (gs)
Pada suhu dan tekanan yang sama tentukan volume gas hidrogen dan volume gas bromin yang dihasilkan.

Pembahasan

Pada soal ini dikethui:

  • Koefisien HBr = 2
  • Koefisien H2 = 1
  • Koefisien Br2 = 1
  • Volume HBr = 10 L
Volume H2 =
Koefisien H2
Koefisien HBr
x Volume HBr
Volume H2 =
1
2
x 10 L = 5
Volume Br2 =
Koefisien Br2
Koefisien HBr
x Volume HBr
Volume Br2 =
1
2
x 10 L = 5 L

Jadi volume gas hidrogen dan bromin yang dihasilkan sebanyak 5 L.


Contoh soal 3

Lima liter gas N2O5 terurai sesuai reaksi berikut:
2 N2O5 (g) → 2 N2 (g) + 5 O2 (g)
Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan volume gas nitrogen dan volume gas oksigen yang terbentuk.

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • Koefisien N2O5 = 2
  • Koefisien N2 = 2
  • Koefisien O2 = 5
  • Volume N2O5 = 5 L
Volume N2 =
Koefisien N2
Koefisien N2O5
x volume N2O5
Volume N2 =
2
2
x 5 L = 5 L
Volume O2 =
Koefisien O2
Koefisien N2O5
x Volume N2O5
Volume O2 =
5
2
x 5 L = 12,5 L

Jadi volume gas nitrogen dan oksigen yang terbentuk sebanyak 5 L dan 12,5 L.


Contoh soal 4

Berapa volume gas hidrogen yang diperlukan untuk bereaksi dengan gas oksigen agar diperoleh 50 L uap air.

Pembahasan

Untuk menjawab soal ini kita buat persamaan reaksi sebagai berikut:
H2 (g) + 1/2 O2 (g) → H2O (g)
Jadi besaran yang diketahui sebagai berikut:

  • Koefisien H2 = 1
  • Koefisien O2 = 1/2
  • Koefisien H2O = 1
  • Volume H2O = 50 L
Volume H2 =
Koefisien H2
Koefisien H2O
x Volume H2O
Volume H2 =
1
1
x 50 L = 50 L

Jadi volume gas hidrogen yang diperlukan sebanyak 50 L.


Contoh soal 5

Pada pembakaran 5 L (T, P) alkohol menurut reaksi:
C2H5OH (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l)
Tentukan volume oksigen (T, P) dan volume gas karbon dioksida (T, P).

Pembahasan

Reaksi diatas belum setara sehingga perlu disetarakan menjadi:
C2H5OH (g) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (l).
Jadi diketahui:

  • Koefisien C2H5OH = 1
  • Koefisien O2 = 3
  • Koefisien CO2 = 2
  • Koefisien H2O = 3
  • Volume C2H5OH = 5 L
Volume O2 =
Koefisien O2
Koefisien C2H5OH
x Volume C2H5OH
Volume O2 =
3
1
x 5 L = 15 L
Volume CO2 =
2
1
x 5 L = 10 L

Jadi volume oksigen dan karbon dioksida yang dihasilkan sebanyak 15 L dan 10 L.


Contoh soal 6

Delapan liter campuran gas metana CH4 dan propana C3H8 yang dibakar memerlukan 25 liter gas oksigen. Berapakah volume masing-masing gas.

Pembahasan

Persamaan reaksi pembakaran 2 gas diatas sebagai berikut:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) …(pers reaksi 1)
C3H8 (g) + 5 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 4 H2O (l) … (pers reaksi 2)

Misalkan volume gas CH4 = A maka volume C3H8 = 8 – A.

Volume O2 (reaksi 1) =
koefisien O2
Koefisien CH4
x Volume CH4
Volume O2 (reaksi 1) =
2
1
x A = 2A.
Volume O2 (reaksi 2) =
Koefisien O2
Koefisien C3H8
x Volume C3H8
Volume O2 (reaksi 2) =
5
1
x (8 – A) = 40 – 5A.

Karena diperlukan 25 gas oksigen maka diperoleh persamaan:

  • Volume O2 (reaksi 1) + volume O2 (reaksi 2) = 25
  • 2A + (40 – 5A) = 25
  • 3A = 40 – 25 = 15
  • A = 15/3 = 5

Jadi volume CH4 = A = 5 L dan volume C3H8 = 8 – A = 8 – 5 = 3 L.


Contoh soal 7

Diketahui reaksi:
C2H4 (g) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 2 H2O (g)
Bila udara mengandung 20 % oksigen, berapa liter udara yang diperlukan untuk membakar 2 liter C2H4.

Pembahasan

Untuk menjawab soal ini kita hitung dahulu volume oksigen untuk membakar 2 liter C2H4 dengan cara dibawah ini:

Volume O2 =
Koefisien O2
Koefisien C2H4
x Volume C2H4
Volume O2 =
3
1
x 2 L = 6 L

Jadi volume O2 sebesar 6 L. Artinya 20 % oksigen = 6 L maka volume udara yang dibutuhkan (100 %):

Volume udara =
100 %
20 %
x 6 L = 30 L

Contoh soal 8

Pada suhu dan tekanan tertentu, gas etanol C2H5OH dibakar sempurna dengan 60 L udara yang mengandung 20 % oksigen, menurut persamaan reaksi:
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O
Bila diukur pada suhu dan tekanan sama, tentukan:

  • Volume etanol yang dibakar
  • Volume gas karbon dioksida yang dihasilkan

Pembahasan

Hitung terlebih dahulu volume oksigen yang diperlukan dengan cara dibawah ini:

Volume O2 =
20
100
x 60 L = 12 L
Selanjutnya hitung volume etanol dan karbon dioksida dengan cara dibawah ini:
Volume C2H5OH =
Koefisien C2H5OH
Koefisien O2
x volume O2
Volume C2H5OH =
1
3
x 12 L = 4 L
Volume CO2 =
Koefisien CO2
Koefisien O2
x volume O2
Volume CO2 =
2
3
x 12 L = 8 L

Jadi volume etanol yang dibakar dan volume CO2 yang dihasilkan sebanyak 4 liter dan 8 liter.


Dafta pustaka

Utami, Budi. Kimia Untuk SMA / MA Kelas X. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.

Setyawati, Arifatun. Kimia Mengkaji Fenomena Alam Untuk Kelas X SMA / MA. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.

(Visited 49 times)

You cannot copy content of this page