2. Seandainya LPG hanya terdiri atas 60% gas butana (C_H) dan 40% gas propana (CH), berapa kilojoule kalor yang dihasilkan pada pembakaran sempurna 1 kg LPG? AH, C,H,(g) = -104 kJ mol-1, AH, CH (8) = -126 kJ mol“!, AH; H2O(8) =-242 kJ mol“, AH CO,(8) = -394 kJ mol-l. 

LPG adalah bahan bakar yang paling umum kita jumpai selain bensin. LPG ini memiliki peran yang vital karena digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga. Kandungan gas yang ada pada LPG ini adalah gas propana dan butana. Gas propana dan butana apabila dibakar akan menghasilkan energi panas. Energi panas inilah yang kita sebut perubahan entalpi (∆H).

Perubahan entalpi ada macam-macam, yaitu pembentukan (\(∆H_f\)), penguraian (\(∆H_d\)), pembakaran (\(∆H_c\)), dan netralisasi (\(∆H_n\)). Secara umum, kita bisa menghitung ∆H suatu reaksi menggunakan \(∆H_f\). Jadi, untuk mneghitung kalor pembakaran 1 kg gas LPG kita perlu menghitung (\(∆H_c\)) propana dan butana. Soal ini adalah soal yang berhubungan dengan konsep \(∆H_c\), menghitung ∆H berdasarkan \(∆H_f\), dan menghitung kalor. 


Identifikasi Konsep

Sesuai dengan data yang disediakan di soal, kali ini kita akan menghitung \(∆H_c\) propana dan butana berdasarkan data \(∆H_f\). Kemudian, berdasarkan \(∆H_c\) yang sudah kita hitung, kita bisa menghitung kalor yang dihasilkan bila gas LPG yang dibakar sebanyak 1 kg.

\(∆H_c\) adalah pembakaran dari 1 mol senyawa. Reaksi pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen. Untuk senyawa hidrokarbon seperti propana dan butana, produk yang dihasilkan adalah gas karbon dioksida dan uap air. Jadi, reaksi pembakaran propana dan butana adalah
Propana 
\(C_3H_8(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + 4H_2O(g)\)
Butana
\(C_4H_{10}(g) + 13/2O_2(g) \rightarrow 4CO_2(g) + 5H_2O(g)\)

Perubahan entalpi pembentukan standar adalah perubahan entalpi yang terjadi ketika suatu 1 mol senyawa dibentuk dari unsur-unsurnya. Untuk menghitung nilai perubahan entalpi suatu reaksi berdasarkan \(∆H_f\), kita bisa menggunakan persamaan berikut, 

\(∆H_{reaksi} = ∆H_f produk - ∆H_f reaktan\)

Diketahui
\(∆H_f\) \(CO_2\) = -394 kJ/mol
\(∆H_f\) \(H_2O\) = -242 kJ/mol
\(∆H_f\) \(C_3H_8\) = -104 kJ/mol
\(∆H_f\) \(C_4H_{10}\) = -126 kJ/mol
Massa LPG = 1 kg = 1000 g
Propana = 40%
Butana = 60%
Mr propana = 44 g/mol
Mr butana = 58 g/mol

Ditanya
Kalor yang dihasilkan pada pembakaran sempurna 1 kg LPG

Jawab
Propana 
\(C_3H_8(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + 4H_2O(g)\)
\(∆H_{reaksi} = ∆H_f produk - ∆H_f reaktan\)
\(∆H_{reaksi} = [3(∆H_f CO_2) + 4(∆H_f H_2O)] – (∆H_f C_3H_8)\)
Oksigen adalah molekul unsur, maka ia tidak memiliki nilai \(∆H_f\)
\(∆H_{reaksi}\) = [3(-394) + 4(-242)] – (-104)
= –2046 kJ/mol
Jadi, \(∆H_c\) propana adalah –2046 kJ/mol

Butana
\(C_4H_{10}(g) + 13/2O_2(g) \rightarrow 4CO_2(g) + 5H_2O(g)\)
\(∆H_{reaksi} = ∆H_f produk - ∆H_f reaktan\)
\(∆H_{reaksi} = [4(∆H_f CO_2) + 5(∆H_f H_2O)] – (∆H_f C_4H_{10})\)
Oksigen adalah molekul unsur, maka ia tidak memiliki nilai \(∆H_f\)
\(∆H_{reaksi}\) = [4(-394) + 5(-242)] – (-126)
= –2660 kJ/mol
Jadi, nilai \(∆H_c\) butana adalah –2660 kJ/mol

Nah, sekarang kita hitung berapa mol masing-masing gas.
Propana = 40% x massa LPG
= 40% x 1000 g = 400 g
n = g/Mr
= 400/44
= 9,1 mol

Butana = 60% x massa LPG
= 60% x 1000 g
= 600 g
n = g/Mr
= 600/58
=10,34 mol

Setelah kita mengetahui jumlah mol masing-masing gas, kita bisa menghitung kalor yang dihasilkan dari pembakaran gas tersebut
 ∆H = Q/n
Q = ∆H x n

Q propana
Q = ∆H x n
= –2046 kJ/mol x 9,1 mol
= -18618,6 kJ

Q butana
Q = ∆H x n
= –2660 kJ/mol x 10,34 mol
= -27504,4 kJ

Q total = Q propana + Q butana
= -18618,6 kJ + -27504,4 kJ
= - 46123 kJ

Pembahasan

Jadi, kalor yang dihasilkan dari pembakaran 1 kg gas LPG adalah 46123 kJ