Untuk menyelesaikan masalah ini, kita perlu mengetahui bahwa gas metana dan gas etana bereaksi dengan gas karbon dioksida dalam suatu reaksi pembakaran yang setara sebagai berikut:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

C2H6 + 3.5O2 → 2CO2 + 3H2O

Dari persamaan reaksi tersebut, dapat dilihat bahwa untuk setiap 1 mol gas metana yang bereaksi dengan oksigen, akan dihasilkan 1 mol gas karbon dioksida. Demikian pula, untuk setiap 1 mol gas etana yang bereaksi dengan oksigen, akan dihasilkan 2 mol gas karbon dioksida.

Dalam kasus ini, kita tahu bahwa terdapat 7L gas karbon dioksida yang dihasilkan. Oleh karena itu, kita dapat menentukan jumlah mol gas metana dan gas etana yang bereaksi menggunakan persamaan stoikiometri. Jika x adalah jumlah mol gas metana yang bereaksi, maka jumlah mol gas etana yang bereaksi adalah 5L - x, karena total volume campuran gas metana dan etana adalah 5L.

Dari persamaan reaksi di atas, dapat dilihat bahwa setiap 1 mol gas metana akan menghasilkan 1 mol gas karbon dioksida, sehingga jumlah mol gas karbon dioksida yang dihasilkan oleh gas metana adalah x mol.

Dari persamaan reaksi di atas, dapat pula dilihat bahwa setiap 1 mol gas etana akan menghasilkan 2 mol gas karbon dioksida, sehingga jumlah mol gas karbon dioksida yang dihasilkan oleh gas etana adalah 2(5L - x) mol.

Karena total jumlah gas karbon dioksida yang dihasilkan adalah 7L, maka:

x + 2(5L - x) = 7L

x + 10L - 2x = 7L

8x = 3L

x = 0,375 mol

Jadi, jumlah mol gas metana yang bereaksi adalah 0,375 mol. Jumlah mol gas etana yang bereaksi adalah 5L - x = 5L - 0,375 mol = 4,625 mol.

Komposisi volume gas metana dan gas etana dalam campuran dapat dihitung menggunakan Persamaan Gas Ideal, yang menyatakan bahwa:

PV = nRT

V = nRT/P

Volume gas metana dalam campuran adalah:

VCH4 = nCH4 x RT/P

VCH4 = 0,375 mol x 0,0821 L.atm/mol.K x 298 K / 1 atm

VCH4 = 9,3 L

Volume gas etana dalam campuran adalah:

VC2H6 = nC2H6 x RT/P

VC2H6 = 4,625 mol x 0,0821 L.atm/mol.K x 298 K / 1 atm

VC2H6 = 114,8 L

Jadi, komposisi volume gas metana dan gas etana dalam campuran adalah:

Volume gas metana = 9,3 L / (9,3 L + 114,8 L) x 100% = 7,5%

Volume gas etana = 114,8 L / (9,3 L + 114,8 L) x 100% = 92,5%