Contoh Soal Stoikiometri dan Pembahasan

Pembahasan Soal UTUL UGM - Kimia

Soal 1: UTUL UGM 2005-811

Asetilena digunakan sebagai bahan bakar dalam nyala las dapat dihasilkan dari reaksi antara kalsium karbida dan air. Berapa gram asetilena akan dibentuk dari 0,5 mol kalsium karbida (diketahui Ar H = 1, C = 12, O = 16, dan Ca = 40)?

A. 13

B. 15

C. 20

D. 26

E. 39

Pembahasan Soal 1

Reaksi yang terjadi: CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Diketahui bahwa 1 mol kalsium karbida (CaC₂) menghasilkan 1 mol asetilena (C₂H₂).

Langkah-langkah:

Massa molar C₂H₂ = (2 × 12) + (2 × 1) = 26 gram/mol

Jadi, 0,5 mol CaC₂ menghasilkan:

0,5 mol × 26 g/mol = 13 gram asetilena (C₂H₂)

Jawaban: A. 13 gram

Soal 2: UTUL UGM 2005-811

Magnesium sebanyak 2,40 gram dimasukkan di dalam 350 mL larutan HCl 1 M. Setelah reaksi selesai, ternyata MgCl₂ yang terbentuk sebanyak 4,75 gram. Diketahui massa atom Mg = 24, H = 1, Cl = 35,5. Persentase rendemen produk ini adalah...

A. 25%

B. 50%

C. 75%

D. 90%

E. 100%

Pembahasan Soal 2

Reaksi yang terjadi: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Langkah-langkah:

Massa molar MgCl₂ = 24 + (2 × 35,5) = 95 g/mol

2,40 gram Mg menghasilkan:

n(Mg) = 2,40 g ÷ 24 g/mol = 0,1 mol

Massa teoritis MgCl₂ = 0,1 mol × 95 g/mol = 9,5 gram

Persentase rendemen = (4,75 g ÷ 9,5 g) × 100% = 50%

Jawaban: B. 50%

Soal 3: UTUL UGM 2005-612

Sebanyak 76 gram gas metana dan etana dibakar sempurna sehingga dihasilkan 220 gram gas CO₂. Berapa berat gas metana dalam campuran?

A. 16 gram

B. 160 gram

C. 6 gram

D. 60 gram

E. 12 gram

Pembahasan Soal 3

Langkah-langkah pembahasan:

1. Menulis reaksi pembakaran sempurna metana (CH₄) dan etana (C₂H₆):

Reaksi pembakaran sempurna metana:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Reaksi pembakaran sempurna etana:

C₂H₆ + 3,5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

2. Menentukan jumlah mol CO₂ yang dihasilkan:

Diketahui massa CO₂ yang dihasilkan adalah 220 gram. Maka, kita hitung mol CO₂:

n(CO₂) = massa ÷ M_r = 220 g ÷ 44 g/mol = 5 mol CO₂

3. Menentukan jumlah mol metana dan etana:

Misalkan jumlah mol metana adalah x mol dan etana adalah y mol. Berdasarkan reaksi:

• 1 mol metana menghasilkan 1 mol CO₂.
• 1 mol etana menghasilkan 2 mol CO₂.

Jadi, hubungan mol antara metana, etana, dan CO₂ adalah:

x + 2y = 5 mol

4. Menentukan massa total campuran metana dan etana:

Massa total campuran gas adalah 76 gram, sehingga persamaan massanya adalah:

(x mol × 16 g/mol) + (y mol × 30 g/mol) = 76 gram

16x + 30y = 76

5. Menyelesaikan persamaan simultan:

Gunakan dua persamaan berikut untuk mencari nilai x dan y:

1) x + 2y = 5

2) 16x + 30y = 76

Dari persamaan (1), kita dapat menyatakan x dalam bentuk y:

x = 5 - 2y

Substitusi nilai x ke dalam persamaan (2):

16(5 - 2y) + 30y = 76

80 - 32y + 30y = 76

-2y = -4

y = 2 mol

Substitusi nilai y ke dalam persamaan (1):

x + 2(2) = 5

x = 1 mol

6. Menentukan massa metana dalam campuran:

Massa metana (CH₄) dalam campuran:

m(CH₄) = 1 mol × 16 g/mol = 16 gram

Jadi, massa metana di dalam campuran adalah 16 gram.

Jawaban: A. 16 gram