22. Dalam industri, gas hidrogen diperoleh dengan memanaskan gas metana dari gas alam yang sesuai reaksi berikut. CH,(g) + H2O(g) —> CO2(g) + H2(aq) (belum setara) Jika diperlukan gas metana sebanyak 20 liter, maka volume gas hidrogen yang dihasilkan sebanyak .... A. 20 liter D. 50 liter B. 30 liter E. 80 liter C. 40 liter 

Pada soal di atas ditanyakan volume gas hidrogen yang dihasilkan. Volume gas hidrogen dapat ditentukan dengan cara perbandingan volume dan koefisien dalam hukum dasar kimia. Oleh karena itu, pada soal ini kita akan membahas konsep hukum dasar kimia.

Identifikasi Konsep

Berbagai proses kimia telah dikenal dan dipraktikan sejak ribuan tahun yang lalu. Selama itu, ilmu kimia telah mengalami berbagai perkembangan yang menghasilkan berbagai hukum dasar kimia.

1. Hukum Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa)
Hukum kekekalan massa berisi bahwa “Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. 
Perubahan materi yang biasanya kita amati dalam kehidupan sehari-hari berlangsung dalam sistem terbuka, sehingga massa zat sebelum dan setelah reaksi menjadi berbeda karena ada zat hasil reaksi yang hilang (dapat menguap contohnya gas).

2. Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)
Proust menyimpulkan bahwa “perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap”. 
Hukum ini menjelaskan bahwa senyawa yang sama, meskipun berasal dari daerah yang berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda, ternyata memiliki komposisi yang sama. 

3. Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Berganda)
“Jika massa dari salah satu unsur dalam kedua senyawa tersebut adalah sama, perbandingan massa unsur yang satu lagi dalam kedua senyawa itu merupakan bilangan bulat dan sederhana”. 
Hukum ini berhubungan dengan pasangan unsur yang dapat membentuk lebih dari satu senyawa. 

4. Hukum Gay Lussac (Hukum Perbandingan Volume)
“Pada suhu dan tekanan yang sama volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”
Pada hukum ini pebandingan volume sama dengan perbandingan koefisien.

Berdasarkan penjelasan di atas, kini kita telah mengetahui apa itu hukum dasar kimia. Pada soal ini hukum yang digunakan adalah Hukum Gay Lussac. Hukum Gay Lussac menyatakan perbandingan koefisien sama dengan perbandingan volume pada suhu dan tekanan yang sama, maka persamaan reaksi yang didapatkan harus setara terlebih dahulu sehingga koefisien yang didapatkan benar.

aA + bB →cC
Keterangan:
A, B = Pereaksi
C = Produk
a, b, c = koefisien

\(\frac{Volume A}{Volume B}\)=\(\frac{Koefisien A}{Koefisien B}\)

Pada soal ini terdapat gas metana sebanyak 20 liter dengan volume gas hidrogen yang ditanyakan. Volume gas hidrogen bisa dicari dengan rumus perbandingan volume dengan koefisien. Sebelum menghitung menggunakan rumus, koefisien harus dicari dulu dengan cara menyetarakan persamaan reaksinya.

1. Menyetarakan persamaan reaksi
\(CH_4\) + \(H_2\)O \(\rightarrow\) \(CO_2\) + \(H_2\) (belum setara)
<ul><li> Atom C. C di kiri jumlahnya 1 sedangkan di kanan jumlahnya 1, maka atom C sudah setara</li><li> Atom O. O di kiri jumlahnya 1 sedangkan di kanan jumlahnya 2, maka atom O di kiri harus dikali 2 agar setara menjadi 2\(H_2\)O</li><li> Atom H. H di kiri jumlahnya 8 (4 dari 2\(H_2\)O setelah penyetaraan O dan 4 dari \(CH_4\) ) sedangkan di kanan jumlahnya 2, maka atom H di kanan harus dikali 4 agar setara menjadi 4\(H_2\)</li></ul>

\(CH_4\) + 2\(H_2\)O \(\rightarrow\) \(CO_2\) + 4\(H_2\) (sudah setara)

2. Mencari volume gas hidrogen
Karena data yang diketahui adalah volume gas metana maka kita akan membandingkan volume dan koefisien metana dengan hidrogen.
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-188/ModuleId-2/QuestionCode-21GTCJFX297/ch4.JPG" />
Volume \(H_2\) = \(\frac{4}{1}\) \(\times\) 20
Volume \(H_2\) = 80 liter

Berdasarkan perhitungan di atas, maka jawaban yang benar adalah E.

Pembahasan