Contoh Soal Stokiometri tentang Gas Hidrokarbon, Pembakaran dan Persentase Volume Lengkap dengan Pembahasannya

Pembahasan Soal UTUL UGM - Gas dan Pembakaran

Pembahasan Soal Nomor 7

Soal: Pada suhu dan tekanan tetap, 8 liter campuran gas metana dan propana dibakar sehingga dihasilkan 20 liter gas CO₂. Jika diketahui Ar. C = 12, H = 1 dan O = 16, maka persen volume gas propana di dalam campuran gas sebelum dibakar adalah...

Pembahasan:

Langkah 1: Tulis persamaan reaksi pembakaran untuk masing-masing gas.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (Pembakaran metana)

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O (Pembakaran propana)

Langkah 2: Tentukan hubungan volume gas CO₂ yang dihasilkan dari campuran gas.

Berdasarkan persamaan reaksi, diketahui bahwa 1 liter metana menghasilkan 1 liter CO₂, dan 1 liter propana menghasilkan 3 liter CO₂.

Langkah 3: Misalkan x liter adalah volume metana, dan (8 - x) liter adalah volume propana.

Jumlah CO₂ yang dihasilkan adalah:

x liter CO₂ dari metana + 3(8 - x) liter CO₂ dari propana = 20 liter CO₂

Sehingga, persamaannya adalah:

x + 3(8 - x) = 20

Menyelesaikan persamaan:

x + 24 - 3x = 20 → -2x = -4 → x = 2 liter (volume metana)

Langkah 4: Hitung volume propana:

Volume propana = 8 liter - 2 liter = 6 liter.

Langkah 5: Hitung persentase volume propana:

(6 / 8) × 100% = 75%

Jawaban: D. 75%

Pembahasan Soal Nomor 8

Soal: Jika 9,2 gram etanol dibakar dengan 24 gram O₂, maka gas CO₂ (STP) yang akan diemisikan ke udara sebanyak...

Pembahasan:

Langkah 1: Hitung mol etanol dan oksigen yang tersedia.

Massa molar etanol (C₂H₅OH) = 46 g/mol. Mol etanol = 9,2 g / 46 g/mol = 0,2 mol.

Massa molar oksigen (O₂) = 32 g/mol. Mol O₂ = 24 g / 32 g/mol = 0,75 mol.

Langkah 2: Tentukan rasio reaksi antara etanol dan oksigen berdasarkan persamaan reaksi:

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

1 mol etanol membutuhkan 3 mol O₂ untuk menghasilkan 2 mol CO₂. Karena etanol menjadi pembatas reaksi, jumlah CO₂ yang dihasilkan adalah:

0,2 mol × 2 mol CO₂ = 0,4 mol CO₂

Langkah 3: Hitung volume CO₂ pada STP (1 mol = 22,4 L):

0,4 mol × 22,4 L/mol = 8,96 L CO₂

Jawaban: E. 8,96 L

Pembahasan Soal Nomor 9

Soal: Suatu gas alkana dibakar sempurna dengan oksigen. Volume dari karbondioksida yang terbentuk sama dengan 2 kali volume alkana yang dibakar pada kondisi tekanan dan suhu yang sama. Alkana tersebut adalah...

Pembahasan:

Langkah 1: Tulis persamaan pembakaran umum untuk alkana.

CₓH₂ₓ₊₂ + (3x+1)/2 O₂ → xCO₂ + (x+1)H₂O

Langkah 2: Berdasarkan soal, volume CO₂ yang dihasilkan adalah dua kali volume alkana yang dibakar. Ini sesuai dengan persamaan pembakaran etana:

C₂H₆ + 3.5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Langkah 3: Etana (C₂H₆) menghasilkan 2 mol CO₂ dari 1 mol etana, sesuai dengan kondisi soal.

Jawaban: D. etana