Massa udara yang digunakan untuk pembakaran LPG adalah sebesar 1136,471 gram. Volume gas karbon dioksida yang dihasilkan dari reaksi pembakaran yang berlangsung selama 7 menit adalah 107,54 Liter.

Penjelasan dengan langkah-langkah

Udara pada dasarnya disusun oleh sejumlah besar gas nitrogen dan gas oksigen. Gas nitrogen memiliki massa molekul relatif (Mr N₂) sebesar 28 g/mol, sedangkan massa molekul relatif dari gas oksigen (Mr O₂) adalah sebesar 32 g/mol. Persamaan perhitungan mol dari gas ideal:

Keterangan:

• n = jumlah mol gas, mol.
• P = tekanan gas ideal, atm.
• R = 0,082 L.atm/(mol.K)
• T = suhu gas ideal, K.
• V = volume gas ideal, L.

Perhitungan massa dari suatu molekul dapat digunakan persamaan berikut:

Keterangan:

• g = massa molekul, gram.
• n = jumlah mol molekul, mol.
• Mr = massa molekul relatif, g/mol.

Diketahui:

• g awal = 10 g/menit.
• t = 7 menit.
• n O₂ : n udara = 20 : 100
  20% artinya persentase mol.
• STP adalah kondisi standar ketika:
  P = 1 atm.
  T = 273 K.

Ditanyakan:

1. g Udara = ?
2. V CO₂ = ?

Penyelesaian:

Langkah 1
Perhitungan mol propana dan butana.

• g C₃H₈ + g C₄H₁₀ = g awal
  n C₃H₈ x Mr C₃H₈ + n C₄H₁₀ x Mr C₄H₁₀ = 10 g/menit x 7 menit
  Dari soal mol propana dan butana sama atau bisa dimisalkan bahwa n C₃H₈ = n C₄H₁₀ = y maka:
  y x 44 g + y x 58 g = 70 g
  102 y = 70
  y = 70 : 102
  y = 0,686 mol.

Mol propana:

• n C₃H₈ = y
  n C₃H₈ = 0,686 mol.

Mol butana:

• n C₄H₁₀ = y
  n C₄H₁₀ = 0,686 mol.

Langkah 2
Perhitungan neraca mol reaksi pembakaran sempurna propana.

Maka:

• n O₂ pertama = 3,431 mol.
• n CO₂ pertama = 2,059 mol.

Langkah 3
Perhitungan neraca mol reaksi pembakaran sempurna butana.

Maka:

• n O₂ kedua = 4,461 mol.
• n CO₂ kedua = 2,745 mol.

Langkah 4
Perhitungan volume gas karbon dioksida yang dihasilkan.

• Mol karbon dioksida total:
  n CO₂ total = n CO₂ pertama + n CO₂ kedua
  n CO₂ total = 2,059 + 2,745
  n CO₂ total = 4,804 mol.
• Volume gas karbon dioksida:
  P x V = n x R x T
  V CO₂ = n x R x T : P
  V CO₂ = 4,804 x 0,082 x 273 : 1
  V CO₂ = 107,54 Liter.

Langkah 5
Perhitungan massa udara yang dibutuhkan.

• Massa oksigen yang diperlukan:
  n O₂ total = n O₂ pertama + n O₂ kedua
  n O₂ total = 3,431 mol + 4,461 mol
  n O₂ total = 7,892 mol.
• Asumsi udara terdiri dari 80% Nitrogen dan 20% Oksigen:
  g N₂ = n N₂ x Mr N₂
  g N₂ = (80 : 20) x n O₂ x 28
  g N₂ = 4 x 7,892 x 28
  g N₂ = 883,921 gram.
• Massa oksigen:
  g O₂ = n O₂ x Ar O₂
  g O₂ = 7,892 x 32
  g O₂ = 252,55 gram.
• Jadi massa udara:
  g Udara = g O₂ + g N₂
  g Udara = 252,55 + 883,921
  g Udara = 1136,471 gram.

Pelajari lebih lanjut

• Materi tentang perhitungan volume gas CO₂ yang terbentuk dalam keadaan STP:
  yomemimo.com/tugas/51288333
• Materi tentang perhitungan volume magnesium pada kondisi RTP:
  yomemimo.com/tugas/51231476
• Materi tentang perhitungan volume oksigen untuk reaksi pembakaran asam sulfida:
  yomemimo.com/tugas/51390172

______________

Detail jawaban

Kelas    : X
Mapel  : Kimia
Bab      : 7 - Stoikiometri
Kode    : 10.7.7