“Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.“
CONTOH SOAL
Contoh 1
UN SMA 2019
Proses industri pembuatan amonia dapat dibuat dari reaksi antara gas nitrogen dan hidrogen, dengan persamaan reaksi:
\(\ce{N2}_{(g)} + \ce{H2}_{(g)} \rightarrow \ce{NH3}_{(g)}\:\:\:\triangle \text{H} = -92,4 \text{kJ}\)
Reaksi berlangsung pada suhu dan tekanan tinggi dengan menggunakan katalisator serbuk \(\ce{Fe}\) dicampur dengan \(\ce{Al2O3}, \ce{MgO}, \ce{CaO},\) dan \(\ce{K2O}\). Perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi pada P dan T yang sama ternyata 1 : 3 dan 2. Berdasarkan wacana tersebut, hukum kimia yang berlaku adalah …
(A) Hukum Dalton
(B) Hukum Gay-Lussac
(C) Hukum Avogadro
(D) Hukum Lavoisier
(E) Hukum Proust
Jawaban: B
Contoh 2
UN SMA 2016
Gas metana dibakar dengan oksigen, menurut reaksi yang belum setara
\(\ce{CH4}_{(g)} + \ce{O2}_{(g)} \rightarrow \ce{CO2}_{(g)} + \ce{H2O}_{(g)}\)
Perbandingan volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi menurut hukum Gay Lussac yang paling tepat adalah …
(A) 1
(B) 2
(C) 3
(D) 4
(E) 5
Jawaban: D
Setarakan reaksi pembakaran metana:
\(\ce{CH4}_{(g)} + \ce{O2}_{(g)} \rightarrow \ce{CO2}_{(g)} + \ce{H2O}_{(g)}\)
Persamaan reaksi setara pembakaran metana adalah:
\(\ce{CH4}_{(g)} + 2\ce{O2}_{(g)} \rightarrow \ce{CO2}_{(g)} + 2\ce{H2O}_{(g)}\)
Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi sama dengan perbandingan koefisien reaksinya.
Perbandingan volume masing-masing gas adalah sebagai berikut:
\(\ce{CH4}_{(g)} : \ce{O2}_{(g)} : \ce{CO2}_{(g)} : \ce{H2O}_{(g)} = 1 : 2 : 1 : 2\)
atau dapat ditulis:
\(\ce{CH4}_{(g)} : \ce{O2}_{(g)} : \ce{CO2}_{(g)} : \ce{H2O}_{(g)} = 3 : 6 : 3 : 6\)
Contoh 3
UN SMA 2017
Sebanyak 20 L campuran gas propana (\(\ce{C3H8}\)) dan butena (\(\ce{C4H8}\)) dibakar pada (T, P) sesuai persamaan:
\(\ce{C3H8}_{(g)} + 5\ce{O2}_{(g)} \rightarrow 3\ce{CO2}_{(g)} + 4\ce{H2O}_{(l)}\)
\(\ce{C4H8}_{(g)} + 6\ce{O2}_{(g)} \rightarrow 4\ce{CO2}_{(g)} + 4\ce{H2O}_{(l)}\)
Volume gas \(\ce{CO2}\) setelah pembakaran adalah 68 L. Volume gas propana dan butena dalam campuran berturut-turut sebanyak
(A) 8 L dan 12 L
(B) 10 L dan 10 L
(C) 12 L dan 8 L
(D) 14 L dan 6 L
(E) 16 L dan 4 L
Jawaban: C
Misal:
Volume \(\ce{C3H8}\) = x liter
Volume \(\ce{C4H8}\) = 20 − x liter
\(\underbrace{\ce{C3H8}_{(g)}}_{x\: \text{L}} + 5\ce{O2}_{(g)} \rightarrow \underbrace{3\ce{CO2}_{(g)}}_{3x\:\text{L}} + 4\ce{H2O}_{(l)}\)
\(\underbrace{\ce{C4H8}_{(g)}}_{(20\:-\:x)\:\text{L}} + 6\ce{O2}_{(g)} \rightarrow \underbrace{4\ce{CO2}_{(g)}}_{4(20\:-\:x)\:\text{L}} + 4\ce{H2O}_{(l)}\)
Volume gas \(\ce{CO2}\) setelah pembakaran adalah 68 L.
\(3x + 4(20\:-\:x) = 68\)
\(3x + 80 \:-\:4x = 68\)
\(-x = 68\:-\:80\)
\(-x = -12\)
\(x = 12\)
Jadi,
Volume \(\ce{C3H8}\) = 12 liter
Volume \(\ce{C4H8}\) = 20 − 12 = 8 liter