15. Direaksikan 6 liter (T,P) gas hidrogen dengan gas oksigen membentuk uap air. Persamaan kimianya sebagai berikut H2(g) + O2(8) -> H2O(g) (belum setara) Berapa liter (T,P) gas oksigen yang dibutuhkan? b. Berapa liter (T,P) uap air yang dihasilkan? a. 

Pada soal ini diketahui adanya reaksi pembentukan air dari gas hidrogen dan oksigen dengan keadaan (T,P). Pertanyaannya adalah banyaknya gas oksigen yang dibutuhkan dan uap air yang dihasilkan dari reaksi tersebut pada (T,P) yang sama. Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Stoikiometri Reaksi.

Identifikasi Konsep

Stoikiometri reaksi merupakan hubungan kuantitatif dari suatu senyawa dalam reaksi kimia. Kita dapat melakukan perhitungan secara matematis untuk menentukan jumlah zat yang bereaksi atau yang dihasilkan. Perlu kita ketahui, jumlah zat yang bereaksi dalam persamaan reaksi kimia mengikuti hukum dasar kimia. Salah satu hukum dasar yang berkaitan dengan keadaan pada soal di atas adalah hukum Avogadro. Hukum ini menyatakan bahwa “jumlah volume zat akan sebanding dengan jumlah molekul dalam satuan mol pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama”.

Sebelum menentukan volume zatnya, kita perlu menyetarakan persamaan reaksi pembentukan uap air. Ingat, persamaan reaksi yang setara artinya jumlah zat di ruas kiri (reaktan) dan ruas kanan (produk) sama. Persamaan reaksinya bisa dituliskan seperti ini.

\(H_2\left(g\right)+\frac{1}{2}O_2\left(g\right)\rightarrow H_2O\left(g\right)\)

Karena jumlah \(H\) di kedua ruasnya sama, kita perlu menambahkan koefisien 1/2 untuk \(O_2\) agar jumlah \(O\) di ruas kiri dan kanan sama-sama 1. Nah, persamaan reaksi yang setara ini dapat kita gunakan dalam perhitungan volume zat yang diinginkan.

Berdasarkan hukum Avogadro, volume zat sebanding dengan jumlah molekul (dengan satuan mol) zat tersebut. Koefisien masing-masing zat kita anggap sebagai jumlah mol, sehingga perbandingan jumlah molekul \(H_2\) dan \(O_2\) adalah 2:1. Perhitungan untuk mencari volume \(O_2\) adalah sebagai berikut.

Diketahui dari soal:
Volume \(H_2\) = 6 L
(diukur pada T,P yang sama)

a. Volume \(O_2\) yang diperlukan
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21GVDRDQOWR/img46.png" />

b. Volume uap air (\(H_2O\)) yang dihasilkan
Perbandingan jumlah molekul \(H_2\) dan \(H_2O\) adalah 1:1, sehingga perhitungan untuk mencari volume \(H_2O\) adalah sebagai berikut.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-190/ModuleId-2/QuestionCode-21GVDRDQOWR/img47.png" />

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, volume gas oksigen yang diperlukan adalah 3 L dan volume uap air yang dihasilkan adalah 6 L.