Jawaban:

soal diketahui gas hidrokarbon awal adalah metana dan asetilena. Reaksi pembakaran terjadi menggunakan oksigen berlebih maka metana dan asetilena habis bereaksi (reaktan pembatas). Reaksi yang terjadi dengan asumsi reaksi pembakaran terjadi sempurna:

Pembakaran metana:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Pembakaran asetilena:

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ +2 H₂O

Diketahui:

Volume metana dan asetilena awal = Vc₁

Vc₁ = 4 L

Volume oksigen awal = V₁ O₂

V₁ O₂ = 10 L

Volume gas akhir = Vt₂

Vt₂ = 7 L

Rumus gas ideal:

P. V = n. R. T

Ketika P dan T tetap maka:

V ≅ n

Maka neraca mol dapat diwakilkan degan volume.

Ditanyakan:

Penyelesaian:

Langkah 1

Neraca mol reaksi pembakaran metana.

Permisalan volume awal CH₄ adalah x.

\begin{gathered}\begin{array}{lccccccc} & \sf CH_4 &+&\sf 2O_2&\rightarrow &\sf CO_2& +& \sf 2H_2O \\\\\sf mula~ :&\sf x &&\sf 10&&-&&-\\\\\sf reaksi :&\sf -x &&\sf -2x&&\sf +x&&\sf +2x\\\\\sf sisa~~~:&\sf 0&&\sf 10-2x&&\sf x&&\sf 2x\end{array}\end{gathered}

mula :

reaksi:

sisa :

CH

4

x

−x

0

+

2O

2

10

−2x

10−2x

→

CO

2

−

+x

x

+

2H

2

O

−

+2x

2x

Langkah 2

Neraca mol reaksi pembakaran metana.

Permisalan volume awal C₂H₂ adalah y.

\begin{gathered}\begin{array}{lccccccc} & \sf 2C_2H_2 &+&\sf 5O_2&\rightarrow &\sf 4CO_2& +& \sf 2H_2O \\\\\sf mula~ :&\sf y &&\sf 10-2x&&\sf x&&\sf 2x\\\\\sf reaksi :&\sf -y &&\sf -2.5y&&\sf +2y&&\sf +y\\\\\sf sisa~~~:&\sf 0&&\bf 10-2x-2.5y&&\bf x+2y&&\sf 2x+y\end{array}\end{gathered}

mula :

reaksi:

sisa :

2C

2

H

2

y

−y

0

+

5O

2

10−2x

−2.5y

10−2x−2.5y

→

4CO

2

x

+2y

x+2y

+

2H

2

O

2x

+y

2x+y

Karena H₂O mengembun menjadi cairan maka gas tersisa dari kedua reaksi adalah sisa gas oksigen dan gas karbon dioksida terbentuk.

V gas sisa = V sisa O₂ + V CO₂ terbentuk

Vt₂ = [10 - 2 x - 2.5y] + [x + 2y]

7 = 10 -2x + x - 2.5 y + 2y

-3 = -x - 0.5 y

x + 0.5 y = 3 ...(1)

Langkah 3

Perhitungan komposisi volume gas awal.

Untuk gas metana dan asetilena awal:

Vt₁ = V CH₄ awal + V C₂H₂ awal

4 = x + y

x = 4 - y ...(2)

Persamaan (2) disubstitusikan ke persamaan (1):

(4 - y) + 0.5y = 3

- y + 0.5y = 3 - 4

- 0.5 y = 1

y = 2 Liter

Nilai y disubstitusikan ke persamaan (2):

x = 4 - y

x = 4 - 2

x = 2 Liter

Maka gas oksigen sisa:

V₂ O₂ = 10 - 2 x - 2.5y

V₂ O₂ = 10 - 2(2) - 2.5(2)

V₂ O₂ = 10 - 9

V₂ O₂ = 1 liter.

Kesimpulan

Komposisi gas dalam campuran awal:

Volume gas metana 2 Liter.

Volume gas asetilena 2 Liter.

Pelajari lebih lanjut

Materi tentang perhitungan massa S₂Cl₂ dari reaksi antara 100g gas klorin dan 50g padatan belerang:

yomemimo.com/tugas/52027622

Materi tentang perhitungan kadar abu dalam tepung terigu dan persyaratan kadar abu menurut SNI:

yomemimo.com/tugas/52051947

Materi tentang perhitungan volume gas hidrogen dan jumlah molekul air, serta jumlah atom dalam 4 mol asam sulfat: