Asetilen (CH) dapat dibuat dari metana (CH4) melalui pembakaran tidak sempurna, menurut reaksi sbb : CH49) + O2(gas) → C2H2(g) + H2O(1) a. Berapa literkah oksigen yang harus direaksikan dengan 100 liter CH4 sehingga diperoleh C2H2 menurut persamaan reaksi tersebut b. Berapakah volume asetilen dan H2O yang dihasilkan. 

Pada soal terdapat pembakaran gas metana yang tidak sempurna. Melalui data yang disediakan, kita dapat menentukan volume oksigen yang diperlukan dan gas asetilen serta air yang dihasilkan dengan hubungan mol dan volume, sesuai hukum dasar kimia. Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Hukum Dasar Kimia.

Identifikasi Konsep

Kita akan menerapkan hukum Avogadro yang menyatakan bahwa, “volume sebanding dengan jumlah molekul zat (dalam satuan mol) pada suhu dan tekanan yang sama”. Semua gas di atas diukur pada suhu dan tekanan yang sama, jadinya volumenya akan sebanding dengan jumlah mol. Nah, jumlah mol ini juga sebanding dengan koefisien zat, sehingga kita bisa menuliskan volume masing-masing zat yang diketahui sebagai koefisien reaksinya. 

Diketahui dari soal:
Volume gas metana = 100 L

Ditanya:
A. Volume gas oksigen yang diperlukan?
B. Volume gas karbon dioksida yang dihasilkan?

Sebelumnya kita harus memastikan bahwa persamaan reaksi di atas sudah setara. Persamaan reaksi setara artinya jumlah atom unsur di ruas kanan dan kiri sudah sama. Nah, persamaan reaksi setara untuk pembakaran metana di atas adalah sebagai berikut.

\(2CH_4+3/2O_2 \rightarrow C_2H_2+3H_2O\)

Coba kamu perhatikan! Persamaan reaksi di atas disetarakan dengan cara menambahkan 2 sebagai koefisien \(CH_4\) untuk menyamakan atom C. Kemudian, kita tambahkan 3 sebagai koefisien \(H_2O\) untuk menyamakan jumlah H. Terakhir, kita tambahkan 3/2 sebagai koefisien \(O_2\) untuk menyamakan atom O.

Sekarang, kita bahas perhitungannya ya. Berikut ini adalah langkah perhitungan untuk menentukan volume oksigen dan volume gas karbon dioksida.

<b>A. Menentukan volume gas oksigen yang diperlukan</b>
Volume dapat dicari dengan perbandingannya terhadap koefisien zat.

\(Volume\ gas\ O_2= \frac{Koef.\ O_2}{Koef.\ CH_4}\ .\ Volume\ CH_4\)
\(Volume\ gas\ O_2= \frac{\frac{3}{2}}{2}\ .\ 100\ L\)
\(Volume\ gas\ O_2= 75\ L\)

<b>B. Menentukan volume gas asetilen dan air yang dihasilkan</b>
Volume dapat dicari dengan perbandingannya terhadap koefisien zat.

\(Volume\ gas\ C_2H_2= \frac{Koef.\ C_2H_2}{Koef.\ CH_4}\ .\ Volume\ CH_4\)
\(Volume\ gas\ C_2H_2= \frac{1}{2}\ .\ 100\ L\)
\(Volume\ gas\ C_2H_2= 50\ L\)

\(Volume\ gas\ H_2O= \frac{Koef.\ H_2O}{Koef.\ CH_4}\ .\ Volume\ CH_4\)
\(Volume\ gas\ H_2O= \frac{3}{2}\ .\ 100\ L\)
\(Volume\ gas\ H_2O= 150\ L\)

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, volume gas oksigen yang diperlukan adalah \(75\ L\) dan volume gas asetilen serta air adalah \(50\ L\) dan \(150\ L\).