Gas hidrogen yang volumenya 15 liter direaksikan dengan gas oksigen yang volumenya 10 liter membentuk uap air. Bila volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka berapakah volume maksimum uap air yang dapat dihasilkan? 

Suatu reaksi dapat kita tuliskan dalam bentuk persamaan reaksi agar mudah untuk dipelajari. Persamaan reaksi yang sudah setara tersebut memberikan kita informasi perbandingan jumlah zat-zat yang terlibat dalam reaksi.

Nah, pada soal ini ada reaksi antara gas hidrogen dan oksigen yang menghasilkan uap air. Dengan menuliskan dan menyetarakan reaksinya, kita bisa mengetahui perbandingan volume masing-masing gas dan menghitung volume uap air yang ditanyakan.

Perhitungan jumlah zat dalam suatu reaksi disebut sebagai stoikiometri reaksi. Dengan demikian, ini adalah soal yang berhubungan dengan konsep stoikiometri reaksi.

Identifikasi Konsep

Menurut Gay-Lussac, volume gas-gas pada suatu reaksi yang diukur pada P dan T yang sama memiliki perbandingan berupa bilangan bulat sederhana. Perbandingan tersebut nilainya sama dengan perbandingan koefisien. Oleh karena itu, perbandingan koefisien sama dengan perbandingan volume.

Untuk mengetahui perbandingan koefisien masing-masing zat yang bereaksi, maka kita akan menuliskan persamaan reaksi gas hidrogen dan gas oksigen.

\(H_2(g) + O_2(g) \rightarrow H_2O(g)\)

Persamaan reaksi setaranya adalah,

\(2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g)\)

Nilai perbandingan koefisien pada reaksi tersebut sama dengan perbandingan volumenya. Namun, volume gas hidrogen atau oksigen yang kita gunakan untuk menghitung volume uap air?

Zat yang kita gunakan untuk menghitung volume uap air adalah adalah zat yang habis duluan ketika bereaksi. Zat tersebut disebut sebagai pereaksi pembatas.

Pereaksi pembatas memiliki nilai jumlah zat per koefisien paling kecil.
Gas hidrogen = \(\frac{15L}{2} = 7,5\)
Gas oksigen = \(\frac{10 L}{1} = 10\)

Nilai gas hidrogen lebih kecil, maka gas hidrogen adalah pereaksi pembatas. Dengan demikian,
<b>Volume \(H_2O\)</b>
\(\frac{V_{H_2O}}{V_{H_2}} = \frac{koef_{H_2O}}{koef_{H_2}}\)
\(\frac{V_{H_2O}}{15 L} = \frac{2}{2}\)
\(V_{H_2O} = 15 L\)

Pembahasan

Jadi, volume maksimum uap air yang dapat dihasilkan dari reaksi tersebut adalah 15 L.