Soal dan Pembahasan Kimia (Hukum Avogadro)

SOAL : 

1.        Pada suhu dan tekanan tertentu, gas H₂ bereaksi dengan gas N₂, membentuk gas NH₃ dengan perbandingan volume 3:1:2. Jika gas hidrogen yang bereaksi sebanyak 7,525 x 10 ²² molekul, berapakah jumlah molekul amonia yang terbentuk?

2.        Gas amonia dapat dibuat dengan mereaksikan 100 mL gas nitrogen dan 150 mL gas hidrogen dengan reaksi N₂(g) +  3 H₂ (g) →  2 NH₃ (g). Hitunglah volume gas amonia yang dihasilkan pada akhir reaksi!

3.        Sebanyak 35 L gas karbon dioksida mengandung 4,5 x 10²³ molekul pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan :

4.        Pada suhu dan tekanan tertentu, gas N₂  direaksikan dengan gas H₂  menjadi gas NH₃. Jika gas H₂ yang bereaksi sebanyak 6 × 10²³  molekul, berapakah jumlah molekul NH₃ yang terbentuk?

5.        Pada suhu dan tekanan tertentu, gas N₂ direaksikan dengan gas H₂ menjadi gas NH₃  Jika gas H₂ yang bereaksi sebanyak 7,5 × 10²³ molekul, berapakah jumlah molekul NH₃  yang terbentuk?

6.        Dalam 3 volume H₂  terkandung 7,5 × 10²³ molekul maka dalam 2 volume NH₃ terkandung?

7.        Sebanyak 5 liter gas asetilena (C₂ H₂ ) dibakar dengan 10 liter gas oksigen menurut reaksi :

C₂ H₂  +  O₂  = > CO₂  +  H₂ O (belum setara) Maka pada suhu dan tekanan yang sama, dihasilkan CO₂ dan H₂ O masing-masing sebanyak?

8.        Satu liter gas nitrogen (N₂ ; T,P) tepat bereaksi dengan 2 liter gas oksigen (O₂ ; T,P) membentuk 1 liter gas X (T,P). Tentukan rumus moleku gas X tersebut !

9.        8 Liter gas gas oksigen (O₂) mengandung 1,24x10²³ molekul oksigen. Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berapakah jumlah molekul yang terkadung dalam 4 liter gas hidrogen (H₂)?

10.    Sebanyak 35 L gas karbon dioksida mengandung 4,5 x 10²³ molekul pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan  Jumlah molekul 7 L gas hidrogen

11.    Sebanyak 35 L gas karbon dioksida mengandung 4,5 x 10²³ molekul pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan  Volume gas amoniak yang mengandung 9 x 10²³ molekul

12.    Sebanyak 8 L C₃H₈ dibakar habis dengan oksigen sesuai dengan persamaan reaksi

C₃H₈ + 5O₂   = >  3CO₂ + 4 H₂O pada suhu dan tekanan yang sama volume gas CO₂ yang dihasilkan adalah ?

13.    Jika 50 mL gas C_xH_y dibakar dengan 250 mL oksigen, dihasilkan 150 mL karbon dioksida dan sejumlah uap air. Semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus C_xH_y.

14.    Suatu campuran yang terdiri dari metana (CH₄) dan etena (C₂H₄) dibakar sempurna menghasilkan karbon dioksida  dan air.  Pada suatu percobaan pembakaran 10 mL (T,P) campuran menghasilkan 16 mL (T,P) karbon dioksida. Tentukanlah susunan campuran tersebut.

15.    Jika 5 liter gas hidrogen pada suhu dan tekanan yang sama jumlah molekulnya 3n, maka tentukan:
a. volume gas CO₂ yang mengandung 6n buah molekul CO₂;
b. jumlah molekul dari 15 liter gas oksigen!

16.    Diketahui 0,5 liter gas hidrokarbon CxHy tepat bereaksi dengan 1,75 liter gas oksigen menghasilkan 1 liter gas karbon dioksida dan 1,5 liter uap air. Semuanya diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus gas hidrokarbon tersebut!

17.    Tiga liter gas metana (CH₄) dibakar sempurna menghasilkan gas CO₂ dan H₂ O. Jika pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, maka tentukan:
a. persamaan reaksinya;
b. volume gas oksigen yang diperlukan;
c. volume gas CO₂  yang dihasilkan;
d. volume uap air yang dihasilkan!

18.    Satu liter gas nitrogen (N₂ ; T,P) tepat bereaksi dengan 2 liter gas oksigen (O₂ ; T,P) membentuk 1 liter gas X (T,P).
Tentukan rumus moleku gas X tersebut !

19.    Sebanyak 10 mL gas hidrokarbon C_xH_y (P,T) tepat dibakar habis dengan 35 mL gas oksigen (P,T).
Persamaan reaksinya :

Jika gas karbondioksida yang dihasilkan sebanyak 20 mL, maka tentukan rumus molekul hidrokarbon
tersebut!

20.  Gas A₂ sebanyak 10 mL tepat habis bereaksi dengan 15 mL gas B₂ membentuk 10 mL gas A_xB_y pada suhu dan tekanan yang sama. Berapakah nilai x dan y?

PEMBAHASAN : 

1.             Menurut hukum Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama akan sama pula dengan jumlah molekulnya.

Gas hidrogen + Gas nitrogen –> Gas ammonia

3 volum H₂   +   1 volum N₂    –>  2 volum  NH₃

Maka:

(2 volum NH₃) / (3 volum H₂) = ( x molekul NH₃)/ (7,52 x 10²²)

Jumlah molekul ammonia yang terbentuk adalah

X= 5,02 x 10²² molekul

2.             Perbandingan volume gas N₂  terhadap gas H₂ dan NH₃ sama dengan perbandingan koefisien reaksinya, yaitu 1 : 3 : 2.

Jika 100 ml gas N₂ tepat habis bereaksi, dibutuhkan 300 mL gas H₂. Sayangnya, jumlah gas H₂  yang disediakan tidak mencukupi.

Dengan demikian, 150 mL H₂ lah yang tepat habis bereaksi. Volume gas N₂ yang dibutuhkan sebesar (1/3) x 150 mL = 50 mL. Setelah reaksi selesai, masih tersisa 50 mL gas N₂. Volume gas NH₃  yang dihasilkan adalah sebesar (2/3) x 150 mL = 100 mL.

3.             Jumlah molekul 7 L gas hidrogen

Volume gas amoniak yang mengandung 9 x 10²³ molekul

Solusi :

Jumlah molekul H₂ = (volume H₂) / (Volume CO₂)  X  jumlah molekul CO₂

=  (7 L) / (35 L) X  4,5 x 10²³ molekul

= 0,9 x 10²³ molekul

= 9 x 10²² molekul

Jadi 7 L hidrogen mengandung 9 x 10²² molekul

4.             Pada P dan T sama, volume gas-gas yang sama mempunyai jumlah molekul yang sama

3H₂ (g) + N₂ (g) => 2NH₃ (g)

3 v : 1 v : 2 v

Dalam 3 volume H₂  terkandung 6 × 10²³ molekul,

maka dalam 2 volume NH₂  terkandung:

(2 v/ 3 v ) × 6 ×10²³ molekul H₂ = (2/3)  x 6 ×10²³ = 4 × 10²³ molekul

Jadi Jumlah molekul NH₃ = 4 × 10²³ molekul

5.             3H₂ (g) + N₂ (g)  => 2NH₃(g)

3 v : 1 v : 2 v

7,5 ×10²³

6.             2 volume NH₃  volumeH ×7,5×10²³ molekul H2

Jumlah molekul NH₃ = 5,0 × 10²³ molekul      

7.             C₂H₂ + O₂ => CO₂ + H₂O (belum setara)

2 C₂H₂ + 5 O₂  =>  4 CO₂ +  2 H₂O

Vol CO₂ =     

Vol H₂O =

8.             Dalam molekul gas X pasti mengandung unsure Nitrogen dan Oksigen, jadi dimisalkan rumus molekul gas X : NxOy

Persamaan reaksinya :

N₂  +  2O₂  =>  NxOy

1L     2L               1L

Ingat!

Perbandingan volume =Perbandingan jumlah partikel =Perbandingan koefisien reaksi, maka diperoleh

N₂ +  2O₂ =>  NxOy

1L      2L             1L

Σ N kiri = Σ N kanan

2 = x

Σ O kiri = Σ O kanan

4 = y

Jadi, rumus molekul gas X adalah N2O4

9.             Langkah-langkah penyelesaian:

a.    menentukan komponen-komponen yang diketahui, dalam soal ini 8 Liter gas oksigen O₂  yang mengandung 1,24x10²³ molekul ;

b.    menentukan komponen yang ditanyakan, dalam soal ini jumlah molekul H₂  yang terdapat dalam 4 liter gas hidrogen jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama;

c.    memasukan komponen-komponen tersebut ke dalam persamaan

d.   memasukan angka-angka ke dalam persamaan tersebut; dan

e.    menghitung jumlah molekul gas hidrogen H₂  dari persamaan tersebut.

Jadi jumlah molekul H₂ dalam 4 liter gas hidrogen adalah 6,2x10²² molekul.

10.         Jumlah molekul H₂ = (volume H₂) / (Volume CO₂)  X  jumlah molekul CO₂

=  (7 L) / (35 L) X  4,5 x 10²³ molekul

= 0,9 x 10²³ molekul

= 9 x 10²² molekul

Jadi 7 L hidrogen mengandung 9 x 10²² molekul

11.         Volume NH₃            =    (jumlah molekul NH₃) / (jumlah molekul CO₂)   X volume CO₂

=                X   35 L

= 70 L

Jadi 9 x 10 ²³ molekul gas amoniak memiliki vlume sebesar 70 L

12.         Volume CO₂  =  (koefisien CO₂)/(koefisien C₃ H₈) X volume C₃H₈

=  3/1 X 8 L

=   24 L

13.         Perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan koefisiennya.Perbandingan volume yang ada disederhanakan, kemudian dijadikan sebagai koefisien. Perhatikan reaksi berikut ini.

C_xH_y    +   O₂     ———– >   CO₂   + H₂O

50 mL               250 mL                         150 mL

1                            2                                       3

Karena koefisien H₂O belum diketahui , dimisalkan koefisien H₂O adalah z maka didapatkan persamaan reaksi

C_xH_y  +   5 O₂     ———- >  3 CO₂   +  z H₂O

∑  atom ruas kiri         =          ∑ atom ruas kanan

Berdasarakan jumlah atom O, 10 = 6 + z

z     = 10 – 6 = 4

Sehingga persamaan reaksinya menjadi :

C_xH_y   +   5 O₂     ———- >  3 CO₂   +  4 H₂O

Untuk menentukan x dan y dilakukan penyetaraan jumlah atom C dan H

∑  atom ruas kiri         =          ∑ atom ruas kanan

Jumlah atom C = x =3

Jumlah atom H = y = 8

Jadi didapati rumus C_xH_y adalah C₃H₈

14.         Dari soal diatas pertama kita buat persaman reaksinya terlebih dahulu

CH₄  +  O₂     —————– >  CO₂ + 2 H₂O

C₂H₄  + 3 O₂   —————– >  2 CO₂ + 2 H₂O

Lalu kita misalkan :

V C₂H₄  =  x mL

V CH₄   =   ( 10 – x ) mL

Maka x mL C₂H₄ akan menghasilkan gas CO₂ sebanyak = 2/1 .  x mL  =  2x mL

Sedangkan  (10 – x ) mL CH₄ akan menghasilkan gas CO₂ sebanyak (10 – x)mL, dikarenakan hasil pembakaran kedua jenis gas adalah 16 mL maka akan didapatkan persamaan sebagai berikut :

2x mL – (10 – x) mL    = 16 mL

2x mL – x mL                 = 16 – 10

X              =  6 mL

15.          a. volume gas CO₂

b. jumlah molekul gas oksigen

16.          CxHy(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂ O(g)

Perbandingan volume CxHy : O₂ : CO₂ : H₂ O
= 0,5 L : 1,75 L : 1 L : 1,5 L
= 2 : 7 : 4 : 6
Maka: 2 CxHy(g) + 7 O₂ (g) → 4 CO₂ (g) + 6 H₂ O(g)

Jumlah atom C di kiri = jumlah atom C di kanan
2x = 4
x = 2
Jumlah atom H di kiri = jumlah atom H di kanan
2y = 12
y = 6

Jadi, rumus gas hidrokarbon tersebut adalah C₂ H₆

17.          a. persamaan reaksi = CH₄ (g) + 2 O₂ (g) → 2 H₂ O(g) + CO₂(g)

b. volume gas oksigen

c. volume gas CO₂

d. volume uap air

18.         Dalam molekul gas X pasti mengandung unsur Nitrogen dan Oksigen, jadi dimisalkan rumus molekul gas X : N_xO_y.
Persamaan reaksinya :

 

Ingat!

Perbandingan vol = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien, maka diperoleh:

 

 N kiri =  N kanan

         2 = x   

O kiri =  O kanan

         4 = y

Jadi, rumus molekul gas X adalah N₂O₄

19.         Perbandingan volume = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien.

C : 2x = 4 ; x = 2

C : 14 = 8 + y ; y = 6

Rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C₂H₆

20.         Perbandingan volume gas A₂ terhadap gas B₂ dan gas A_xB_y adalah 10 mL : 15 mL : 10 mL = 2 : 3 : 2. Perbandingan volume gas sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Dengan demikian, persamaan reaksi menjadi :

2 A_2(g) +  3 B_2(g) → 2 A_xB_y

Nilai x = 2 dan nilai y = 3.