Contoh Penerapan Hipotesis Avogadro dalam Perhitungan Kimia

Daftar Materi Kimia

• 1. Struktur Atom (Proton, Elektron dan Neutron)
• 2. Ikatan Kimia (Ion, Kovalen dan Logam)
• 3. Stoikiometri (Perhitungan Kimia)
• 4. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
• 5. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Advertisement

Baca Juga:

Pada tahun 1811, seorang ahli fisika Italia bernama Amadeo Avogadro menemukan bahwa gabungan dari atom-atom yang sama membentuk suatu molekul (bukan merupakan atom-atom bebas). Dengan demikian, Avogadro mengembangkan Hukum Dalton dan Hukum Gay Lussac yang dikenal dengan Hipotesis Avogadro. Bunyi dari Hipotesis tersebut adalah sebagai berikut.

Pada temperatur dan tekanan yang sama, volume yang sama dari semua gas mengandung jumlah molekul yang sama.

Contoh:

H2	+	Cl2	→	2HCl
1 volume		1 volume		2 volume
n molekul		n molekul		2n molekul

Dibagi dengan n

1 molekul

+

1 molekul

→

2 molekul

Dengan kata lain, Hipotesis Avogadro ini berlaku rumus atau persamaan berikut.

Perbandiangan volume = perbandingan molekul

Jumlah molekul x	=	Volume gas x	=	Koefisien gas x
Jumlah molekul y		Volume gas y		Koefisien gas y

Agar kalian lebih paham mengenai penerapan rumus di atas dalam perhitungan kimia, silahkan kalian pelajari beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini.

Contoh Soal #1

Pada suhu dan tekanan yang sama, 10 molekul gas hidrogen klorida diperoleh dari reaksi-reaksi antara gas hidrogen dan gas klorida. Berapakah jumlah molekul kedua gas tersebut?

Jawab

Persamaan reaksi: H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)

■ Jumlah molekul H2

Jumlah molekul H2	=	Koefisien H2
Jumlah molekul HCl		Koefisien HCl

Jumlah molekul H2	=	Koefisien H2	×	Jumlah molekul HCl
		Koefisien HCl

Jumlah molekul H2 = 1/2 × 10 molekul = 5 molekul

■ Jumlah molekul Cl2

Jumlah molekul Cl2	=	Koefisien Cl2
Jumlah molekul HCl		Koefisien HCl

Jumlah molekul Cl2	=	Koefisien Cl2	×	Jumlah molekul HCl
		Koefisien HCl

Jumlah molekul Cl2 = 1/2 × 10 molekul = 5 molekul

Contoh Soal #2

Reaksi N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g). Jika pada 1 liter gas N2 terdapat n molekul, hitunglah jumlah molekul H2 yang bereaksi dan jumlah molekul NH3 yang terbentuk apabila reaksi kimia berlangsung pada suhu dan tekanan yang sama.

Jawab

Perbandingan volume N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2 menunjukkan perbandingan molekul, jika N2 ada n molekul, maka:

Jumlah molekul H2 = 3/1 × n molekul = 3n molekul

Jumlah molekul NH3 = 2/1 × n molekul = 2n molekul

Contoh Soal #3

Sebanyak 9 L gas oksigen mengandung 9,4 × 1022 molekul. Pada suhu dan tekanan yang sama, hitunglah jumlah molekul 36 L gas karbon dioksida dan volume 9,8 × 1023 molekul uap air.

Jawab

■ Jumlah molekul CO2

Jumlah molekul CO2	=	Volume CO2
Jumlah molekul O2		Volume O2

Jumlah molekul CO2	=	Volume CO2	×	Jumlah molekul O2
		Volume O2

Jumlah molekul CO2 = 36/9 × 9,4 × 1022 = 3,76 × 1023  molekul

■ Volume H2O

Volume H2O	=	Jumlah molekul H2O
Volume O2		Jumlah molekul O2

Volume H2O	=	Jumlah molekul H2O	×	Volume O2
		Jumlah molekul O2

Volume H2O = (9,8 × 1023/9,4 × 1022) × 9 L = 10,45 L

Jadi, 36 L gas karbon dioksida memiliki 3,76 × 1023 molekul dan 9,8 × 1023 molekul uap air memiliki volume 10,45 L.

Contoh Soal #4

Gas oksigen yang memiliki volume 10 L dan jumlah partikel 3 × 1023 molekul. Suatu gas X berada pada kondisi yang sama (P, T sama) dengan oksigen tersebut. Apabila volume gas X itu adalah 30 L, maka tentukanlah jumlah partikel gas X!

Jawab

Volume O2 : gas X = 10 L : 30 L = 1 : 3

Hukum Avogadro menyatakan bahwa perbandingan volume juga menyatakan perbandingan jumlah partikel, sehingga:

Jumlah partikel X = 3/1 × 3 × 1023 = 9 × 1023 partikel.

Contoh Soal #5

Pada pembakaran 9,5 × 1022 molekul gas C3H8 dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Tentukan:

■ Persamaan reaksi

■ Jumlah molekul gas oksigen

■ Jumlah molekul gas karbon dioksida

■ Jumlah molekul uap air

Jawab

■ Persamaan reaksi

C3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) [belum setara]

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) [setara]

Baca: 2 Cara Mudah Menyetarakan Persamaan Reaksi Kimia

■ Jumlah molekul O2

Jumlah molekul O2	=	Koefisien O2	×	Jumlah molekul C3H8
		Koefisien C3H8

Jumlah molekul O2 = 5/1 × 9,5 × 1022 = 4,75 × 1023 molekul

■ Jumlah molekul CO2

Jumlah molekul CO2	=	Koefisien CO2	×	Jumlah molekul C3H8
		Koefisien C3H8

Jumlah molekul CO2 = 3/1 × 9,5 × 1022 = 2,85 × 1023 molekul

■ Jumlah molekul H2O

Jumlah molekul H2O	=	Koefisien H2O	×	Jumlah molekul C3H8
		Koefisien C3H8

Jumlah molekul H2O = 4/1 × 9,5 × 1022 = 3,8 × 1023 molekul

Contoh Soal #6

Dua liter gas nitrogen (N2) tepat bereaksi dengan 3 liter gas oksigen (O2) membentuk 2 liter gas NaOb, semuanya diukur pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama. Tentukan rumus molekul gas tersebut!

Jawab

Karena perbandingan volume gas merupakan koefisien reaksi, maka persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut.

2N2(g) + 3O2(g) → 2NaOb(g)

Jumlah atom ruas kiri = jumlah atom ruas kanan

Jumlah atom di ruas kiri	Jumlah atom di ruas kanan	Σ Ruas kiri = Σ Ruas kanan
N = 2 × 2 = 4	N = 2a	4 = 2a maka a = 2
O = 3 × 2 = 6	O = 2b	6 = 2b maka b = 3

Jadi, rumus molekul gas NaOb = N2O3.

Contoh Soal #7

Suatu senyawa hidrokarbon (CxHy) yang berwujud gas terbakar menurut reaksi:

CxHy(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) [belum setara]

Dari percobaan diketahui bahwa untuk membakar 2 liter gas CxHy (T, P) diperlukan 5 liter gas oksigen (T, P) dan dihasilkan 4 liter gas karbon dioksida (T, P). Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut!

Jawab

Karena perbandingan volume merupakan koefisien reaksi, maka persamaan reaksinya menjadi:

2CxHy(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + …. H2O(g) [belum setara]

Untuk kesetaraan atom oksigen, maka koefisien H2O adalah 2 (10 – 8), dengan demikian persamaan reaksi setara menjadi:

2CxHy(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O(g)

Untuk kesetaraan atom C dan H sebagai berikut.

Jumlah atom di ruas kiri	Jumlah atom di ruas kanan	Σ Ruas kiri = Σ Ruas kanan
C = 2x	C = 4	2x = 4 maka x = 2
H = 2y	H = 2 × 2 = 4	2y = 4 maka y = 2

Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C2H2.

Demikianlah artikel tentang contoh soal penerapan Hukum atau Hipotesis Avogadro beserta pembahasannya lengkap. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf maupun angka dalam penulisan mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.