Penerapan Aturan Gay Lussac,Avogadro Dan Konsep Mol Pada Perhitungan Kimia
Perhitungan kimia sangat diharapkan dalam memilih zat-zat yang diharapkan untuk reaksi atau zat-zat yang dihasilkan suatu reaksi. Pada penyelesaian suatu perhitungan, aturan Gay Lussac, aturan Avogadro, dan konsep mol sangat diperlukan.
Pada aturan Gay Lussac atau aturan perbandingan volum dinyatakan bahwa perbandingan volum gas-gas pada reaksi sesuai dengan koefisien reaksi. Dalam hal ini koefisien reaksi sangat penting. Perbandingan koefisien reaksi bukan menunjukkan perbandingan volum gas saja tetapi juga menunjukkan perbandingan mol zat dalam reaksi tersebut dalam banyak sekali fase.
Contoh:
1. Reaksi: CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g)
Perbandingan koefisien : 1 : 2 : 1 : 2
Perbandingan mol zat : 1 mol CH4 : 2mol O2 : 1 mol CO2 : 2 mol H2O
2. Reaksi: 2 KClO3(s) 2 KCl(s) + 3 O2(g)
Perbandingan koefisien : 2 : 2 : 3
Perbandigan mol zat : 2 mol KClO3 : 2 mol KCl : 3 mol O2
Reaksi kimia melibatkan banyaknya pereaksi dan hasil reaksi. Pereaksi maupun hasil reaksi sanggup berwujud padat, cair, atau gas. Penentuan banyaknya pereaksi dan hasil reaksi dalam suatu persamaan reaksi perlu memperhatikan hal-hal berikut.
1. Persamaan reaksi sudah setara.
2. Mengubah massa (gram), volum (liter), dan jumlah partikel menjadi mol.
3. Tentukan perbandingan mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Mol hasil reaksi biasanya ditentukan oleh jumlah mol pereaksi yang habis.
4. Mengubah mol zat ke satuan yang dikehendaki.
Contoh Soal
Diketahui persamaan reaksi: Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) Jika Mg yang bereaksi ialah 2 mol, hitunglah
a. mol HCl yang bereaksi,
b. volum gas H2 yang dihasilkan pada STP.
Penyelesaian:
Reaksi setara : Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
Perbandingan mol : 1 mol 2 mol 1 mol 1 mol
a. 1 mol Mg sebanding dengan 2 mol HCl
2 mol Mg sebanding dengan 4 mol HCl
maka HCl yang bereaksi = 4 mol
Mol HCl sanggup ditentukan pula dengan cara:
Mol HCl = 2 mol HCl/1 mol Mg x 2 mol Mg = 4 mol
b. 1 mol Mg sebanding dengan 1 mol H2
2 mol Mg sebanding dengan 2 mol H2
H2 yang dihasilkan = 2 mol
Volum gas H2 pada STP = 2 x 22,4 L = 44,8 L
Volum gas H2 sanggup ditentukan pula dengan cara:
Volum H2 = 1 mol H/1 mol Mg 2 x 2 mol Mg x 22,4 L/1 mol = 44,8 L
Dalam acara penilaian pada soal-soal pilihan ganda, langkah-langkah pada penyelesaian soal tidak diperlukan. Untuk mempersingkat waktu ada cara yang lebih simpel dalam mengerjakan soal tersebut. Perhatikan pola soal berikut.
1. Gas propana C3H8 direaksikan dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan air. Jika C3H8 yang bereaksi ialah 4,4 gram pada STP, hitung :
a. volum O2 yang bereaksi,
b. volum CO2 yang dihasilkan,
c. massa H2O yang dihasilkan.
Penyelesaian:
Mol C3H8 =4,4/44 = 0,1 mol
Setarakan reaksi : C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(l)
Perbandingan koefisien : 1 5 3 4
Perbandingan mol zat : 0,1 mol : 0,5 mol : 0,3 mol : 0,4 mol
a. Volum O2 yang bereaksi = 0,5 x 22,4 L = 11,2 L
b. Volum CO2 hasil reaksi = 0,3 x 22,4 L = 6,72 L
c. Massa H2O hasil reaksi = 0,4 x 18 = 7,2 gram
2. Logam aluminium sanggup bereaksi dengan larutan HCl menghasilkan larutan AlCl3 dan gas H2. Berapa gram gas H2 yang terbentuk dan jumlah molekul hidrogen dari 9 gram aluminium?
(Ar Al = 27, H = 1).
Penyelesaian:
Reaksi: Al(s) + HCl(aq) AlCl3(aq) + H2(g)
Persamaan reaksi setara 2 Al(s) + 6 HCl(aq) 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g)
Perbandingan mol 2 6 2 3
Al yang bereaksi =9/27mol =1/3 mol
1/3 mol Al 3/2 x 1/3 mol H2 =1/2 mol H2
Gas H2 yang terbentuk =1/2 mol = 1/2 mol x 2 = 1 gram
Jumlah molekul H2 yang terbentuk =1/2x 6,02 x 1023 = 3,01 x 10 23 molekul
Jadi, gas H2 yang terbentuk = 1 gram dan jumlah molekul H2 yang terbentuk
= 3.01 x 1023.
3. Pada dikala korek api gas dinyalakan, reaksi yang terjadi adalah: C4H10(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)
Jika pada reaksi itu dihasilkan 88 gram gas CO2, hitunglah massa C4H10 yang bereaksi! (Ar C = 12, O = 16, H = 1)
Penyelesaian:
88 gram CO2 = 88 gram CO2 x 1 mol CO/44 gram CO2 = 2 mol CO2
Reaksi setara : 2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O
Perbandingan koefisien : 2 : 13 : 8 : 10
Mol C4H10 =2/8 x 2 mol CO2 = 0,5 mol
Massa C4H10 = 0,5 mol x 58 gram mol–1 = 29 gram
Kaprikornus massa C4H10 yang bereaksi = 29 gram.
