Penjelasan:

Untuk menjawab pertanyaan ini, perlu diketahui terlebih dahulu reaksi kimia yang terjadi antara gas CH4 dan gas C3H8 dengan oksigen, yaitu:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O

Dari reaksi tersebut, dapat dilihat bahwa 1 mol CH4 akan menghasilkan 1 mol CO2, dan 1 mol C3H8 akan menghasilkan 3 mol CO2. Selain itu, dari hukum Avogadro, volume gas yang dihasilkan berbanding lurus dengan jumlah mol gas tersebut.

Maka, untuk menghitung volume gas CH4 dan C3H8 yang dibutuhkan, perlu dilakukan perhitungan berikut:

Menentukan jumlah mol CO2 yang dihasilkan

Diketahui volume CO2 = 24 L

Karena gas CO2 memiliki kondisi yang sama dengan gas CH4 dan C3H8, maka dapat diasumsikan bahwa tekanan dan suhu gas sama, sehingga dapat digunakan rumus gas ideal: PV = nRT

Dengan mengasumsikan tekanan dan suhu tetap, maka jumlah mol gas dapat dihitung menggunakan rumus n = PV/RT, di mana R adalah konstanta gas umum, yaitu 0,08206 L.atm/(mol.K)

Untuk CO2: n = (24 L)(1 atm)/(0,08206 L.atm/(mol.K))(298 K) = 0,982 mol

Menentukan jumlah mol CH4 dan C3H8 yang dibutuhkan

Diketahui bahwa 1 mol CH4 akan menghasilkan 1 mol CO2, dan 1 mol C3H8 akan menghasilkan 3 mol CO2

Sehingga dapat dirumuskan persamaan berikut: x mol CH4 + y mol C3H8 = 0,982 mol CO2

Untuk mencari nilai x dan y, perlu dihitung terlebih dahulu berapa banyak CO2 yang dihasilkan oleh masing-masing gas:

Untuk CH4: 1 mol CH4 akan menghasilkan 1 mol CO2, sehingga x mol CH4 akan menghasilkan x mol CO2

Untuk C3H8: 1 mol C3H8 akan menghasilkan 3 mol CO2, sehingga y mol C3H8 akan menghasilkan 3y mol CO2

Dari sini dapat dirumuskan persamaan baru: x + 3y = 0,982

Selain itu, diketahui pula bahwa volume gas CH4 dan C3H8 masing-masing adalah 10/2 = 5 L

Menyelesaikan persamaan untuk mencari nilai x dan y

Dari persamaan x + 3y = 0,982, dapat dicari nilai x dengan mengasumsikan y = (0,982 - x)/3

Substitusikan nilai y tersebut ke persamaan volume gas, maka didapatkan:

Untuk CH4: x mol CH4 = (1 mol CO2)(5 L)/(24 L) = 0,208 mol

Untuk C3H8: y mol

(0,982 - x)/3 = (1 mol CO2)(5 L)/(24 L) - x = 0,256 mol

Menentukan volume gas CH4 dan C3H8 masing-masing

Diketahui bahwa volume gas CH4 dan C3H8 masing-masing adalah 5 L

Karena volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas, maka dapat dihitung berapa banyak mol CH4 dan C3H8 yang dibutuhkan untuk menghasilkan volume gas tersebut

Untuk CH4: 0,208 mol CH4 = (0,208 mol)(5 L)/(x mol/L) = 1,04x mol

Untuk C3H8: 0,256 mol C3H8 = (0,256 mol)(5 L)/(y mol/L) = 19,53y mol

Dari sini dapat dirumuskan persamaan baru: 1,04x + 19,53y = 10

Substitusikan nilai y dari persamaan sebelumnya, maka didapatkan:

1,04x + 19,53[(0,982 - x)/3] = 10

1,04x + 6,51 - 6,51x/3 = 10

0,49x = 3,99

x = 8,14 mol CH4

Substitusikan nilai x ke persamaan sebelumnya, maka didapatkan:

y = (0,982 - 8,14)/3 = -2,06 mol C3H8 (nilai negatif menunjukkan adanya kesalahan dalam perhitungan)

Dari hasil perhitungan di atas, terlihat bahwa nilai y (jumlah mol C3H8) negatif, yang menunjukkan adanya kesalahan dalam perhitungan. Oleh karena itu, tidak ada jawaban yang benar dalam pilihan-pilihan yang diberikan.