Perhitungan Kimia: Hubungan Antara Jumlah Mol, Partikel, Massa, dan Volume Gas dalam Persamaan Reaksi

Kita telah mempelajari hukum dasar kimia pada materi yang sebelumnya, bukan? Bagaimana penerapa Hukum Gay Lussac dan Hipotesis Avogadro dalam perhitungan kimia? Mari kita pelajari bersama-sama.

1. Hukum Gay Lussac

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukannya, Gay Lussac menyimpulkan bahwa pada tekanan dan suhu yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Kesimpulan Gay Lussac ini dikenal dengan Hukum Perbandingan Volume. Perhatikan contoh soal perhitungan kimia berdasarkan hukum perbandingan volume berikut ini:

Contoh Soal Hukum Gay Lussac

Perhatikan persamaan reaksi kimia berikut.

H_2(g) + O_2(g) → H₂O_(g)

12 liter gas hidrogen direaksikan dengan gas oksigen menghasilkan uap air. Berapa volume gas oksigen yang diperlukan dalam reaksi, bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama?

Pembahasan

Diketahui : Volume gas hidrogen = 12 liter

Ditanya : Volume gas oksigen…?

Jawab:

Untuk mencari volume gas oksigen, kita harus menyamakan koefisien reaksi tiap-tiap gas yang terlibat dalam reaksi tersebut.

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O_(g)

Kemudian, koefisien reaksi tersebut digunakan untuk mencari perbandingan volume gas oksigen.

Perbandingan volume H₂ : O₂ : H₂O = 2 : 1 : 2

Volume oksigen = ½ x 12 liter = 6 liter

Jadi, volume oksigen adalah 6 liter.

2. Hukum Avogadro

Hukum Avogadro berbunyi bahwa “pada tekanan dan suhu yang sama, semua gas yang bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama”. Berdasarkan Hipotesis Avogadro diketahui bahwa perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi gas-gas tersebut. Dengan demikian, jika volume salah satu gas diketahui, volume gas yang lain dapat ditentukan dengan cara membandingkan koefisien reaksinya. Perhatikan contoh soal perhitungan kimia berdasarkan hipotesis avogadro berikut ini:

Contoh Soal Hukum Avogadro

Suatu senyawa hidrokarbon yang berwujud gas terbakar sesuai persamaan reaksi berikut.

C_xH_y(g) + O_2(g) → CO_2(g) + H₂O_(g)

untuk membakar 3 liter senyawa hidrokarbon diperlukan 9 liter oksigen agar menghasilkan 6 liter uap air. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut.

Pembahasan

Diketahui:

Volume C_xH_y : 3 liter

Volume O₂ : 9 liter

Volume H₂O : 6 liter

Persamaan reaksi:

C_xH_y(g) + O_2(g) → CO_2(g) + H₂O_(g)

Ditanya: Rumus molekul C_xH_y = …?

Jawab:

Perbandingan volume = C_xH_y : O₂ : H₂O = 3 : 9 : 6 = 1 : 3 : 2

Karena perbandingan volume merupakan koefisien reaksi, maka persamaan reaksinya menjadi:

C_xH_y(g) + 3O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_(g)

Untuk kesetaraan atom oksigen, maka koefisien CO₂ haruslah 2. Dengan demikian, persamaan reaksinya menjadi:

C_xH_y(g) + 3O_2(g) → 2CO_2(g) + 2H₂O_(g)

Untuk kesetaraan atom C, maka x = 2

Untuk kesetaraan atom H, maka y = 4

Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C₂H₄