Contoh Soal dan Pembahasan Kimia Tentang Metode Pendekatan Mol Dalam Perhitungan Kimia

Langkah-langkah metode pendekatan mol tersebut adalah sebagai berikut.

1.     Tuliskan persamaan reaksi dari soal yang ditanyakan dan kemudian setarakan.

2.     Ubahlah semua satuan yang diketahui dari tiap-tiap zat ke dalam mol.

3.     Gunakan koefisien reaksi untuk menyeimbangkan banyaknya mol zat reaktan dan produk.

4.     Ubahlah satuan mol dari zat yang ditanyakan ke dalam satuan yang ditanya (liter atau gram atau partikel, dan lain-lain).

Contoh Soal 1

Berapa massa air (H₂O) yang dihasilkan dari reaksi pembakaran 4 gram H₂ dengan O₂? (A_r H = 1, O = 16)

Jawab:

Persamaan reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

H₂(g) + O₂(g) → H₂O(l) [belum setara]

⇒ 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) [setara]

mol = ^massa/_{massa molar}

massa molar = A_r atau M_r

maka jumlah mol H₂ adalah:

⇒ mol H₂ = ⁴/₂ = 2 mol

Perbandingan koefisien = perbandingan mol

⇒ Koefisien H₂ : H₂O = mol H₂ : H₂O

⇒ 2 : 2 = 2 : mol H₂O

⇒ Mol H₂O = ²/₂ × 2 = 2 mol

Maka massa air (H₂O) yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

⇒ Massa H₂O = mol × massa molar

⇒ Massa H₂O = 2 × M_r H₂O

⇒ Massa H₂O = 2 × 18

⇒ Massa H₂O = 36 g

Jadi, massa air yang dihasikan dari reaksi pembakaran tersebut adalah 36 gram.

Contoh Soal 2

Satu mol logam aluminium direaksikan dengan asam klorida secukupnya menurut reaksi Al(s) + HCl(aq) → AlCl₃(aq) + H₂(g).

a. Berapa massa AlCl₃ yang terbentuk?

b. Berapa volume gas H₂ pada keadaan STP?

c. Berapa partikel H₂ yang terjadi?

    (A_r Al = 27, Cl = 35,5)

Jawab:

Bentuk setara dari persamaan reaksi kimia di atas adalah sebagai berikut.

2Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl₃(aq) + 3H₂(g)

a. Menentukan massa AlCl₃

Perbandingan koefisien = perbandingan mol

⇒ Koefisien AlCl₃ : Al = mol AlCl₃ : Al

⇒ 2 : 2 = mol AlCl₃ : 1

⇒ Mol AlCl₃ = ²/₂ × 1 = 1 mol

Maka massa AlCl₃ yang terbentuk adalah sebagai berikut.

⇒ Massa AlCl₃ = mol × massa molar

⇒ Massa AlCl₃ = 1 × M_r AlCl₃

⇒ Massa AlCl₃ = 1 × [(1 × 27) + (3 × 35,5)]

⇒ Massa AlCl₃ = 1 × 133,5

⇒ Massa AlCl₃ = 133,5 g

Jadi, massa air yang dihasikan dari reaksi pembakaran tersebut adalah 133,5 gram.

b. Menentukan volume gas H₂ pada keadaan STP

Perbandingan koefisien = perbandingan mol

⇒ Koefisien H₂ : Al = mol H₂ : Al

⇒ 3 : 2 = mol H₂ : 1

⇒ Mol AlCl₃ = ³/₂ × 1 = 1,5 mol

Pada keadaan STP (Standard Temperature and Pressure) semua jenis gas memiliki volume molar (V_m) yang sama sebesar 22,4 liter. Dengan demikian, volume gas H₂ dapat dihitung dengan rumus berikut.

Volume H₂ = mol × volume molar

⇒ Volume H₂ = 1,5 × 22,4 L

⇒ Volume H₂ = 33,6 L

Jadi, pada keadaan STP, volume gas hidrogen tersebut adalah 33,6 liter.

c. menentukan jumlah partikel H₂

Jumlah partikel = mol × bilangan/tetapan Avogadro

⇒ Jumlah partikel H₂ = 1,5 × 6,02 × 10²³

⇒ Jumlah partikel H₂ = 9,03 × 10²³ partikel

Jadi, jumlah partikel H₂ yang terjadi adalah sebanyak 9,03 × 10²³ partikel.

Contoh Soal 3

 Sebanyak 13 g seng tepat habis bereaksi dengan sejumlah HCl menurut reaksi:

Zn(s) + HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g).

Apabila 1 mol gas oksigen pada tekanan dan suhu tersebut bervolume 20 L, berapa literkah volume gas hidrogen yang dihasilkan pada reaksi tersebut? (A_r Zn = 65)

Jawab:

Persamaan reaksi setara adalah sebagai berikut.

Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)

mol = ^massa/_{massa molar}

massa molar = A_r atau M_r

maka jumlah mol Zn adalah:

⇒ mol Zn = ¹³/₆₅ = 0,2 mol

Perbandingan koefisien = perbandingan mol

⇒ Koefisien H₂ : Zn = mol H₂ : Zn

⇒ 1 : 1 = 0,2 : mol H₂

⇒ Mol H₂ = ¹/₁ × 0,2 = 0,2 mol

1 mol gas O₂ bervolume 20 liter. Ini berarti bahwa volume molar gas O₂ tersebut adalah 20 liter/mol. Pada suhu dan tekanan yang sama, maka gas H₂ juga memiliki volume molar yang sama dengan O₂ yaitu sebesar 20 liter/mol. Dengan demikian, volume gas H₂ dihitung dengan rumus berikut.

Volume = mol × volume molar

⇒ Volume H₂ = 0,2 mol × 20 liter/mol

⇒ Volume H₂ = 4 liter

Jadi, volune gas hidrogen yang dihasilkan pada reaksi tersebut adalah 4 liter.

Contoh Soal 4

Pembakaran gas etana (C₂H₆) memerlukan oksigen 4,48 L (STP), menurut reaksi:

C₂H₆(g) + O₂(g) → CO(g) + H₂O(g)

a. Berapa massa etana tersebut?

b. Berapa massa CO2 yang dihasilkan?

    (Ar : C = 12 ; H = 1 ; O = 16)

Jawab:

Persamaan reaksi setara adalah sebagai berikut.

2C₂H₆(g) + 7O₂(g) → 4CO₂(g) + 6H₂O(g)

mol O₂ = ^volume/_{volume molar (STP)}

⇒ mol O₂ = ^4,48/_22,4

⇒ mol O₂ = 0,2 mol

a. Menentukan massa etana

Perbandingan koefisien = perbandingan mol

⇒ Koefisien C₂H₆ : O₂ = mol C₂H₆ : O₂

⇒ 2 : 7 = mol C₂H₆ : 0,2

⇒ Mol C₂H₆ = ²/₇ × 0,2 = 0,057 mol

Maka massa C₂H₆ yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

⇒ Massa C₂H₆ = mol × massa molar

⇒ Massa C₂H₆ = 0,057 × M_r C₂H₆

⇒ Massa C₂H₆ = 0,057 × [(2 × 12) + (6 × 1)]

⇒ Massa C₂H₆ = 0,057 × 30

⇒ Massa C₂H₆ = 1,71 g

Jadi, massa etana yang dihasikan dari reaksi pembakaran tersebut adalah 1,71 gram.

b. Menentukan massa CO₂

Perbandingan koefisien = perbandingan mol

⇒ Koefisien CO₂ : O₂ = mol CO₂ : O₂

⇒ 4 : 7 = mol CO₂ : 0,2

⇒ Mol CO₂ = ⁴/₇ × 0,2 = 0,114 mol

Maka massa CO₂ yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

⇒ Massa CO₂ = mol × massa molar

⇒ Massa CO₂ = 0,114 × M_r CO₂

⇒ Massa CO₂ = 0,114 × [(1 × 12) + (2 × 16)]

⇒ Massa CO₂ = 0,114 × 44

⇒ Massa CO₂ = 5,02 g

Jadi, massa etana yang dihasikan dari reaksi pembakaran tersebut adalah 5,02 gram.