5. Sebanyak 3 gram campuran logam Mg dengan Al dilarutkan dalam asam sulfat encer. Jika volume gas hidrogen yang dihasilkan sebanyak 3,36 liter (STP), susunan campuran tersebut adalah (Diketahui Ar Mg = 24, Al = 27) a. Mg = 1 = 1 g; Al = 2 g 1,5 g; Al = 1,5 g b. Mg = 1,2 g ; Al = 1,8 g e. Mg = 1,8 g ; Al = 1,2 g c. Mg = 2 g; Al = 1 g d. Mg 

Volume dari suatu zat dapat diukur dalam suatu keadaan. Melalui data jumlah partikel, kita dapat menentukan volume zat dengan terlebih dahulu mencari jumlah mol kemudian mengkonversikannya. Oleh karena itu konsep yang kita bahas dalam soal ini adalah Hubungan Mol dengan Volume.

Identifikasi Konsep

Hubungan mol dengan volume dapat dinyatakan dalam volume molar. Volume molar merupakan volume suatu unsur atau senyawa sebanyak 1 mol pada suhu dan tekanan tertentu. Volume molar dapat dituliskan dalam persamaan berikut.

\(V_m= \frac{Volume\ zat}{Jumlah\ mol}\)

Pada kondisi standar, tekanan yang diukur adalah 1 atm, sementara suhunya adalah 0°C atau 273 K. Volume molar pada kondisi tersebut adalah 22,4 L/mol. Kita akan menentukan massa Mg dan Al yang terlarut dalam asam sulfat. Persamaan reaksi yang terjadi bisa dituliskan seperti ini.

\(Mg+H_2SO_4\rightarrow MgSO_4 + H_2\)

\(2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2\)

Diketahui dari soal:
Massa campuran Mg dan Al = 3 gram
Misalnya, massa Mg = X gram
Massa Al = 3 - X gram
Volume gas hidrogen yang dihasilkan = 3,36 L
Volume molar (STP) = 22,4 L/mol
Ar Mg = 24; Al = 27 (gram/mol)

Ditanya:
Massa unsur Mg dan Al dalam campuran?

Mg dan Al akan bereaksi dengan asam sulfat yang dapat dituliskan dalam reaksi gabungan seperti ini.
\(Mg + 2Al + 4H_2SO_4\rightarrow MgSO_4 + Al_2(SO_4)_3 + 4H_2\)

Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan massa Mg dan Al.

1) Menentukan jumlah mol gas hidrogen yang dihasilkan
Sebelumnya, kita perlu mengetahui mol gas hidrogen dengan data volume dan volume molarnya.

\(V_m= \frac{Volume\ zat}{Jumlah\ mol}\)
\(Mol\ H_2=\frac{Volume\ H_2}{V_m}\)
\(Mol\ H_2=\frac{3,36\ L}{22,4\ L/mol}\)
\(Mol\ H_2=0,15\ mol\)

Setelah menghitung mol gas \(H_2\), kita menuliskan keadaan mula-mula, bereaksi, dan setimbang pada persamaan reaksi gabungan dari Mg dan Al tersebut. Melalui perbandingan mol, kita bisa mencari jumlah mol Mg dan Al yang bereaksi.

\(Mol\ Mg = \frac{koef.\ Mg}{koef.\ H_2}\ .\ mol\ H_2\)
\(Mol\ Mg = \frac{1}{koef.\ 4}\ .\ 0,15\ mol\)
\(Mol\ Mg = 0,0375\ mol\)

\(Mol\ Al = \frac{koef.\ Al}{koef.\ H_2}\ .\ mol\ H_2\)
\(Mol\ Al = \frac{2}{koef.\ 4}\ .\ 0,15\ mol\)
\(Mol\ Al = 0,075\ mol\)

Secara jelasnya, hasil perhitungan bisa ditunjukkan pada tabel berikut.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-189/ModuleId-2/QuestionCode-21HJFPOXFWY/56.png" />

Diasumsikan bahwa reaktan habis bereaksi, sehingga mol mula-mula bernilai sama dengan mol yang bereaksi. Jadinya, kita tahu bahwa mol Mg yang bereaksi adalah 0,0375 mol.

2) Menentukan massa Mg dalam campuran
Massa Mg dapat dicari dengan cara mengkonversikan mol dengan data Ar Mg seperti ini.

\(Massa\ Mg =mol\ Mg\ .\ Ar\ Mg\)
\(Massa\ Mg =0,0375\ mol\ .\ 24\ gram/mol\)
\(Massa\ Mg =0,9\ gram\)
\(Massa\ Mg ≈1\ gram\)

3) Menentukan massa Al dalam campuran
Massa Al dapat dicari dengan cara mengkonversikan mol dengan data Ar Al seperti ini.

\(Massa\ Al =mol\ Al\ .\ Ar\ Al\)
\(Massa\ Al =0,075\ mol\ .\ 27\ gram/mol\)
\(Massa\ Al =2,025\ gram\)
\(Massa\ Al ≈2\ gram\)

Cara lainnya, kita bisa mensubtitusikan permisalan pada unsur Al seperti ini.

Massa Al = 3 - X gram
Massa Al = 3 - 1 gram
Massa Al = 2 gram

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, massa Mg dan Al dalam campuran tersebut adalah 1 gram dan 2 gram (Mg = 1 gram; Al = 2 gram) (A).