Contoh Soal dan Pembahasan Perhitungan Kimia

Soal dan Pembahasan Perhitungan Kimia

1.        Suatu sampel gas CH₄ (Metana) dibakar dengan sejumlah Oksigen yang tidak mencukupi untuk berlangsungnya pembakaran sempurna. Hasil pembakarannya adalah campuran gas CO, CO₂ dan uap H₂O yang berat totalnya adalah 24,8 g. Setelah uap air dipisahkan dari gas CO dan CO_2. Ternyata diperoleh berat 12,6 g.

a.       Tuliskan reaksi pembakaran tidak sempurna gas CH₄ yang menghasilkan H₂O dan CO

b.       Tuliskan reaksi pembakaran sempurna gas CH₄ yang menghasilkan H₂O dan CO₂

c.       Berapa massa gas CH₄  yang dibakar?

d.       Berapa gas CO dan CO₂ yang terbentuk

e.       Berapa total volume gas CO dan CO₂ yang terbentuk dalam keadaan standart (Volume molar gas=22,4 L)?

Pembahasan

a.       CH₄ +        3/2 O₂                   →       CO     +        2H₂O

b.       CH₄ +        2O₂              →       CO₂    +        2H₂O

c.       Massa CH₄ Yang Dibakar adalah..

Massa CO   +   Massa CO₂    = 12,6 g

Sehingga massa H₂O = 24,8 g  - 12,6 g  = 12,2 gram

Massa H pada H₂O   =  Massa H pada CH₄

(2/18) x  12,2           =  (4/16)    x   massa CH₄

Massa CH₂    = 5,42 g

d.       Massa gas CO dan CO₂ yang terbentuk adalah...

Massa C pada CO  + Massa C Pada CO₂        = Massa C pada CH₄

((12/28) x massa CO)   + ((12/44)  x (12,6 – massa CO)       = ((12/16) x 5,42 g)

(3/7  - 3/11 )  x  massa CO )   +  3,436  =  4,065

0,156 x massa CO  = 0,628

Massa CO = 0,628 / 0,156       =  4,03 g

Massa CO₂          =  12,6 – 4,03                   = 8,57 gram

e.       total volume gas CO dan CO₂ yang terbentuk dalam keadaan standart (Volume molar gas=22,4 L)?

Mr CO = 28, Mr = 44

Volume CO_STP           = mol  x 22,4 L

                                 = (4,03/28)  x 22,4 L/mol          = 3,22 L

Volume CO_{2 stp}          = mol  x 22,4 L

                                 = (8,57/44)  x 22,4 L/mol          = 4,36  L

Sehingga Volume Total = 3,22 L   +  4,36  L   =  7,58 L

2.              Suatu senyawa Organik yang terdiri dari C,H,O dan N ternyata mengandung C=40,6% dan H=8,5 %. Sebanyak 0,2 gram sampel dididihkan dengan NaOH berlebih akan menghasilkan Amoniak (NH₃) yang dapat dinetralkan oleh 71 ml HCL 0,05 M

Pertanyaan

a.       Tentukan rumus empiris senyawa Organik tersebut

b.       Tentukan satu struktur yang mungkin

Pembahasan

a.    Menentukan Rumus Empiris senyawa Organik

Massa C_aH_bN_cO_d       = 0,2 gram = 200 mg

Kadar C        = 40,6%

Kadar H        = 8,5 %

Kadar N        = ?

Kadar O        = ?

Amoniak (NH₃) yang dapat dinetralkan oleh 71 ml HCL 0,05 M

Artinya mol NH₃       = mol HCl

                               = 71 ml  x  0,05 M       = 3,55 mmol

Massa NH₃               = mol  x Mr NH₃

                                                                 = 3,55 mmol   x  17 mg/mol     = 60,35 mg

Massa  N dalam NH₃            =  (14/17)  x 60,35 mg             = 49,7 mg

Kadar N dalam Senyawa Organik

(49,7 mg /200 mg)  x 100 % = 24,9 %

Kadar O dalam Senyawa Organik

Kadar O        = 100 – (Kadar C + kadar H  + kadar N)

                     = 100 – (40,6+8,5+24,9)

                     = 26 %

Perbandinga Mol C:H:N:O     = (40,6/12)  :  (8,5/1)  :  (24,9/14)  : 26/16

                                             = 2:5:1:1

Jadi Rumus Empiris Senyawa adalah C₂H₅NO

b.    Struktur Yang mungkin terjadi

H₃C-CH-N=OH