18. Pada reaksi antara 15 L (T,P) senyawa hidrokarbon (CH) dengan 75 L (T,P) gas oksigen menghasilkan 45 L (T,P) gas karbon dioksida menurut persamaan kimia berikut. CH,(8) + 0,(8) + CO2(g) + H2O(l) (belum setara) Tentukan rumus molekul CH, tersebut! 

Suatu persamaan reaksi kimia yang sudah setara memberikan kita informasi perbandingan jumlah masing-masing zat yang bereaksi, seperti resep masakan. Kali ini, kita diminta menentukan rumus molekul dari suatu senyawa hidrokarbon berdasarkan volume gas-gas yang dihasilkan dari reaksi pembakarannya.

Jadi, kita akan menggunakan konsep stoikiometri reaksi, yaitu perbandingan volume untuk menentukan perbandingan koefisien. Setelah mendapatkan persamaan reaksi yang setara, kita bisa menentukan nilai x dan y pada rumus senyawa hidrokarbon tersebut. Dengan demikian, ini adalah soal tentang stoikiometri reaksi dan penentuan rumus molekul.

Identifikasi Konsep

Gay Lussac menyatakan bahwa gas-gas yang berada pada P dan T yang sama memiliki perbandingan volume berupa bilangan bulat sederhana. Pernyataan Gay-Lussac ini menjadi petunjuk bahwa pada suatu reaksi yang melibatkan gas-gas saja, perbandingan volume masing-masing gas juga merupakan perbandingan koefisiennya.
 
Kita bisa mencari tahu koefisien masing-masing zat yang bereaksi berdasarkan perbandingan volumenya.
 
Diketahui
\(C_xH_y\) = 15 L
\(O_2\) = 75 L
\(CO_2\) = 45 L
 
Ditanya
\(C_xH_y\)
 
Jawab
Reaksi yang terjadi adalah
\(C_xH_y(g) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + H_2O(g)\)
Kita diberikan data volume \(C_xH_y\), \(O_2\), dan \(CO_2\). Kita buat perbandingan paling sederhana dari volume ketiga gas tersebut.
Perbandingan volume
\(C_xH_y\) : \(O_2\) : \(CO_2\)
15 L : 75 L : 45 L
Perbandingan paling sederhananya adalah
1 : 5 : 3
 
Perbandingan volume tersebut bisa kita jadikan perbandingan koefisiennya. Persamaan reaksinya menjadi,
\(C_xH_y(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + H_2O(g)\)
 
Kita belum mendapatkan koefisien dari \(H_2O\). Untuk menentukan koefisien tersebut, kita bisa menyamakan jumlah atom O pada ruas kanan dan kiri. Karena pada reaksi yang setara, jumlah atom-atom di ruas kiri dan kanan harus sama.
Bila jumlah atom O pada \(H_2O\) adalah a, maka
Jumlah atom O kiri = Jumlah atom O kanan
5 x 2 = 3 x 2 + a
a = 4
Bila jumlah atom O pada \(H_2O\) harusnya 4, maka koefisien \(H_2O\) adalah 4. Persamaan reaksi setara pembakaran senyawa hidrokarbon tersebut adalah
\(C_xH_y(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + 4H_2O(g)\)
 
Berdasarkan persamaan reaksi setaranya, kita bisa menentukan jumlah atom C dan H dari \(C_xH_y\)
Jumlah atom C
x = 3
Jumlah atom H
y = 4 x 2 = 8
\(C_xH_y\) = \(C_3H_8\)

Pembahasan

Dengan demikian, rumus molekul dari \(C_xH_y\) adalah \(C_3H_8\).