Pembahasan Soal Kimia - Stoikiometri {Perhitungan} Kimia

Assalamu’alaikum, pengunjung blog yang tercinta. Seperti judul postingan ini, kita akan bersama-sama membahas berbagai jenis soal dalam bab Stoikiometri atau perhitungan kimia.

Bab ini tidaklah sulit, asalkan kamu mau memperhatikan guru dalam menerangkan pelajaran dan rajin berlatih membahas soal-soal.

Apakah kalian sudah siap, ayo kita mulai belajar.

Soal 1: Menghitung volume udara yang dibutuhkan untuk membakar sejumlah tertentu gas jika diketahui kadar gas oksigen di dalam udara tersebut

Diketahui udara terdiri atas 20% oksigen. Volume udara yang diperlukan untuk membakar sempurna 2,5 liter gas metana {$CH_4$} menurut reaksi:

$CH_4(g) + 2O_2(g)$ ==> $CO_2(g) + 2H_2O(g)$

Adalah  . . .

A. 5 liter

B. 15 liter

C. 25 liter

D. 35 liter

E. 45 liter

Pembahasan:

Langkah pertama, jika di dalam soal ada reaksi, maka perhatikan apakah reaksi sudah setara atau belum. Jika belum, maka setarakanlah.

Nah, kebetulah reaksi pada soal diatas sudah setara sehingga bisa langsung digunakan dalam perhitungan.

Pada soa diketahui ada 2,5 liter gas metana. Karena semua zat dalam bentuk gas, berlaku hukum perbandingan volume yaitu perbandingan volume zat-zat dalam reaksi sama dengan perbandingan koefisiennya.

$CH_4(g) + 2O_2(g)$ ==> $CO_2(g) + 2H_2O(g)$

Kita akan mencari berapa banyak gas $O_2$ yang digunakan untuk membakar 2,5 liter gas metana. Maka kita gunakan perbandingan:

$\frac{V\; CH_4}{V\; O_2} = \frac{Koef\; CH_4}{Koef\; O_2}$

$\frac{2,5\; L}{V\; O_2} = \frac{1}{2}$

$V\; O_2 = 5 L$

Jadi, volume oksigen yang digunakan untuk membakar sempurna 2,5 L gas metana adalah 5 L.

Nah, sekarang kita kembali ke soal. Pada soal ditanyakan berapa jumlah udara yang dibutuhkan untuk membakar 2,5 L gas metana secara sempurna.

Udara merupakan campuran yang didalamnya ada oksigen sebanyak 20% dan gas-gas lainnya. Gas selain oksigen tidak bereaksi pada proses pembakaran gas metana. Sementara, untuk membakar sempurna 2,5 L gas metana dibutuhkan 5 L gas oksigen.

Karena berupa gas, berarti 20% itu merupakan persen volume. Dari rumus persen volume, kita bisa mengetahui berapa volume udara yang dibutuhkan pada proses pembakaran metana.

Persen volume $=\frac{V\;O_2}{V\;udara}\times $100 %

20 %  $= \frac{5\;L}{V\;udara} \times$ 100 %

V udara $= \frac{5 .100}{20} =$ 25 L

Jawaban: C

Soal 2

Pada tekanan dan suhu tertentu, 1 liter gas CxHy dibakar sempurna dengan 5 liter gas oksigen dan dihasilkan 3 liter gas $CO_2$ menurut persamaan reaksi berikut.

$CxHy + O_2$ ==> $CO_2 + H_2O$

Rumus molekul gas CxHy tersebut adalah . . . .

A. $C_2H_4$

B. $C_2H_6$

C. $C_3H_4$

D. $C_3H_6$

E. $C_3H_8$

Pembahasan:

Tampaknya soal ini cukup sulit bukan. Tapi, mari kita menjawabnya bersama-sama.

Perhatikan reaksi yang diberikan pada soal, yaitu:

$CxHy + O_2$ ==> $CO_2 + H_2O$

Di soal juga diketahui data volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi diatas. Nah, mirip dengan soal nomor satu, kita bisa menggunakan hukum perbandingan volume untuk menyelesaikan soal ini.

Pada hukum perbandingan volume dikatakan bahwa perbandingan volume zat-zat dalam persamaan reaksi sama dengan perbandingan koefisiennya.

Jadi, data volume gas-gas pada soal diatas bisa kita samakan dengan koefisiennya.

1 liter gas CxHy ==> koefisiennya adalah 1

5 liter gas $O_2$ ==> koefisiennya adalah 5

3 liter gas $CO_2$ ==> koefisiennya adalah 3

Jadi, persamaan reaksi diatas bisa kita tulis menjadi:

$1CxHy + 5O_2$ ==> $3CO_2 + H_2O$

Pertama, setarakan dulu jumlah atom oksigennya. Di kiri ada 10 atom O, sementara dikanan hanya ada 7 buah. Maka koefisien $H_2O$ kita ubah menjadi 4 sehingga jumlah atom oksigen kiri dan kanan setara.

$1CxHy + 5O_2$ ==> $3CO_2 + 4H_2O$

Setelah itu, setarakan reaksinya kembali sehingga kita dapat memperoleh rumus molekul gas CxHy.

Ingat, jangan ubah koefisiennya ya, karena sudah merupakan ketentuan yang disebutkan di dalam soal. Ubah saja indeks {x dan y} dari gas yang belum diketahui rumus molekulnya sehingga diperoleh reaksi setara.

Atom C di kiri ada x buah, sementara di kanan ada 3 buah, maka supaya setara, nilai x harus 3 juga.

Kemudian, atom H di kiri ada y buah, sementara di kanan ada 4 x 2 = 8 buah, maka supaya reaksi setara maka niya y harus 8.

Jadi, rumus molekul gas CxHy tersebut adalah C3H8 dengan reaksi setaranya adalah:

$1C_3H_8+ 5O_2$ ==> $3CO_2 + 4H_2O$

Jawaban: E

Soal 3

Aluminium larut dalam asam klorida membentuk aluminium klorida dan gas hidrogen menurut persamaan reaksi berikut.

$2Al(s) + 6HCl(aq)$ ==> $2AlCl_3(aq) + 3H_2(g)$

Jika massa aluminium yang dilarutkan adalah 5,4 gram, maka volume gas $H_2$ yang terbentuk apabila diukur pada keadaan standar adalah . . . .{Ar Al = 27}

A. 1,12 liter

B. 2,24 liter

C. 3,36 liter

D. 4,48 liter

E. 6,72 liter

Pembahasan:

Seperti biasa, langkah pertama yang harus kita lakukan adalah mengecek apakah reaksi yang iberikan pada soal sudah setara atau belum. Jia belum, maka kalian wajib menyetarakannya terlebih dahulu.

Jika kita perhatikan reaksi yang iberian pada soal diatas, ternyata sudah setara ya. Jadi, tugas pertama kita selesai.

Nah, kemudian analisis soalnya. Apakah soal diatas termasuk soal yang bereaksi sempurna atau menggunakan pereaksi pembatas? Kedua tipe soal stoikiometri ini punya ciri-ciri yang bisa diperhatikan.

Jika dalam soal hanya satu data zat pereaksi yang diketahui, maka soal tersebut menggunakan konsep reaksi sempurna dalam penyelesaiannya.

Sementara, jika kedua perekasi diketahui datanya {bisa dalam gram, V atau M}, maka kita harus menggunakan konsep pereaksi pembatas untuk mengetahui zat mana yang habis bereaksi.

Nah, pada soal diatas hanya satu data pereaksi yang diketahui yaitu massa Al. Artinya Al sebanyak 5,4 gram tersebut akan bereaksi sempurna {habis} dengan HCl.

Reaksi:

$2Al(s) + 6HCl(aq)$ ==> $2AlCl_3(aq) + 3H_2(g)$

$Mol\;Al = \frac{gr}{Mr}$

$Mol\;Al = \frac{5,4}{27}$

$Mol\;Al = 0,2 mol$

Karena kita akan mencari volume $H_2$ yang terbentuk pada keadaan standar, maka kita perlu mencari berapa mol $H_2$ yang terbentuk.

$Mol\; H_2 = \frac{Koef\; H2}{Koef\; Al}\times  mol\; Al $

$Mol\; H_2 = \frac{3}{2}\times  0,2\; mol$

$Mol\; H_2 = 0,3\;mol$

Setelah mol $H_2$ yang terbentuk diketahui, kita bisa mencari volumenya pada keadaan standar menggunakan rumus:

$V H_2 = mol \times  22,4\; L $

$V H_2 = 0,3 \times  22,4 $

$V H_2$ = 6,72 liter

Selesai, mudah bukan.

Jawaban: E

Soal 4

Pada tekanan dan suhu tertentu, 2,5 liter gas propana {$C_3H_8$} dibakar menurut persamaan reaksi berikut.

$C_3H_8(g) + 5O_2(g)$ ==> $3CO_2(g) + 4H_2O(g)$

Volume gas karbon dioksida yang dihasilkana adalah . . . .

A. 1,25 liter

B. 2,5 liter

C. 5,0 liter

D. 7,5 liter

E. 10 liter

Pembahasan:

Soal ini mudah sekali menjawabnya. Jadi jangan berfikir terlalu jauh ya, hehe.

Tampaknya reaksi diatas sudah setara ya, sehingga bisa langsung kita gunakan dalam perhitungan.

Nah, karena hanya satu buah data pereaksi yang diketahui, maka kita tidak perlu menggunakan pereaksi pembatas.

Kemudian, jika di dalam soal ada data volume, maka kita gunakan hukum perbandingan volume untuk menyelesaikannya. Pada hukum perbandingan volume, perandingan koefisien zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama dengan perbandingan volumenya.

Jadi:

$\frac{V\;C_3H_8}{V\;CO_2}=\frac{Koef \;C_3H_8}{Koef\;CO_2}$

$\frac{2,5\;L}{V\;CO_2}=\frac{1}{3}$

$V\;CO_2 = 3 \times  2,5\; L $

$V\;CO_2$ = 7,5 liter

Nah, sangat mudah bukan. Kalian pasti bisa memahaminya.

Jawaban: D

Nah, sampai disini pembahasan kita tentang soal-soal stoikiometri kimia. semoga kamu paham ya. Masih banyak lagi nih tipe – tipe soal ada bab ini. namun, akan kita bahas di postingan lainnya.

Jika kamu punya pertanyaan ataupun soal, silahkan buat di kolom komentar ya. Nanti, akan kita bahas bersama – sama. Sampai jumpa lagi i artikel selanjutnya.