Contoh Soal Hukum Avogadro dan Penyelesaiannya

tirto.id - Hukum Avogradro merupakan salah satu materi yang dipelajari dalam mata pelajaran Kimia.

Sebenarnya, contoh penerapan hukum Avogadro mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Salah satunya ialah ketika kita memompa ban sepeda.

Saat memompa ban yang kempis, bentuk ban yang elastis perlahan-lahan akan mengembang dan kembali seperti semula. Itu karena terjadi peningkatan jumlah molekul udara di dalam ban sepeda, setara dengan volumenya yang meningkat.

Lantaran berkaitan erat dengan keseharian kita, hukum Avogadro menjadi salah satu prinsip dasar kimia yang penting dipelajari.

Pembelajaran tentang hukum Avogadro dalam materi Kimia dapat diselingi dengan latihan soal. Simak contoh-contoh soal hukum avogadro di artikel ini.

Pengertian dan Rumus Hukum Avogadro

Hukum Avogadro ditemukan oleh seorang ilmuwan Italia bernama Amedeo Avogadro pada 1811. Ia menyatakan bahwa munculnya hubungan empiris dalam teori gas berlaku untuk seluruh gas nyata terhadap tekanan dan suhu tertentu.

Secara definitif, hukum Avogadro adalah hukum kimia yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan volume yang sama mengandung jumlah partikel (molekul/mol) yang sama. Dengan kata lain, pada suhu dan tekanan konstan, volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas tersebut.

Misalnya, gas klorin dan nitrogen dengan volume satu liter dan ditempatkan pada suhu dan tekanan dengan jumlah partikel serta molekul yang sama. Hukum avogadro menyatakan bahwa semua gas yang memiliki jumlah volume sama di bawah tekanan dan suhu yang sama memiliki jumlah partikel atau dan molekul yang sama pula.

Selain itu, hukum Avogadro juga menjelaskan bahwa jumlah volume gas berbanding lurus dengan jumlah partikel gas atau jumlah mol di saat suhu serta tekanan bertahan secara konstan. Rumus hukum Avogadro Kimia:

Keterangan:

• V = Volume gas
• n = Jumlah zat gas tersebut (mol)
• k = konstanta kesebandingan

Contoh Soal Hukum Avogadro

Pengerjaan contoh soal hukum Avogadro bisa dijadikan salah satu metode untuk memahami materi Kimia.

Berikut contoh soal hukum Avogadro:

1. Sebuah tabung memiliki volume 5 L terdapat 2 x 1022 molekul gas karbon dioksida pada suhu dan tekanan sama. Berapakah jumlah molekul gas nitrogen pada tabung dengan volume 4 L.

Jawaban:

N1/V1 = N2/V2

2 x 1022 / 5 = N2/4

N2 = 1,6 x 1022 molekul

2. Sebanyak 5 liter gas hidrokarbon CₓHᵧ dibakar sempurna. Reaksi tersebut membutuhkan 15 liter gas O₂ dan menghasilkan 10 liter gas CO₂ serta 10 liter uap air (H₂O). Semua volume gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama.

Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut!

Jawaban:

Perbandingan volume

C_xH_y : O₂ : CO₂: H₂O = 5 : 15 : 10 : 10

Sederhanakan

= 1 : 3 : 2 : 2

Sehingga, persamaan reaksi

C_xH_y + 3O₂ -> 2CO₂ + 2H₂O

Menentukan X dan y

Atom C: x=2

Atom H: y=2*2=4

Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C₂H₄

3. Sebuah gas memiliki volume 15 L dan mengandung 3 mol gas. Jika volume gas diperbesar menjadi 25 L, berapa jumlah mol gasnya?

Diketahui:

V1 = 15 L

n1 = 3 mol

V2 = 25 L

Ditanya: Berapa jumlah mol gasnya (n2)?

Jawaban:

Gunakan rumus:

V1/N1=V2/N2

15/3 = 25/n2

n2 = (25 x 3)/15

n2 = 5 mol

Jadi, jumlah mol gas setelah volume bertambah adalah 5 mol.

4. Diketahui 0,5 liter gas hidrokarbon CxHy tepat bereaksi dengan 1,75 liter gasoksigen menghasilkan 1 liter gas karbon dioksida dan 1,5 liter uap air. Semuanyadiukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus kimiagas hidrokarbontersebut!

Jawaban:

CxHy(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)

Perbandingan volume antara gas hidrokarbon, oksigen, karbon dioksida dan uap air adalah sebagai berikut.

CxHy : O2 : CO2 : H2O = 0,5 L : 1,75 L : 1 L : 1,5 L

CxHy : O2 : CO2 : H2O = 2 : 7 : 4 : 6

Karena perbandingan volume = perbandingan koefisien, maka persamaan reaksi kimia di atas bisa kita tuliskan sebagai berikut.

2CxHy(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(g)

Kemudian, kita samakan jumlah atom di ruas kiri dengan jumlah atom di ruas kanan sebagai berikut.

Jumlah atom C di kiri = jumlah atom C di kanan

2x = 4

x = 2

Jumlah atom H di kiri = jumlah atom H di kanan

2y = 12

y = 6

Dengan demikian, rumus kimia gas hidrokarbon tersebut adalah C2H6

5. Tiga liter gas metana (CH4) dibakar sempurna menghasilkan gas CO2 dan H2O. Jika pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, maka tentukan:

Persamaan reaksinya

Volume gas oksigen yang diperlukan

Volume gas CO2 yang dihasilkan

Volume uap air yang dihasilkan

Jawaban:

Persamaan reaksi:

CH4(g) + 2O2(g) → 2H2O(g) + CO2(g)

Volume O2

Volume O2 = (koefisien O2/koefisien CH4) × volume CH4

Volume O2 = (2/1) × 3 liter

Volume O2 = 6 liter

Volume CO2

Volume CO2 = (koefisien CO2/koefisien CH4) × volume CH4

Volume CO2 = (1/1) × 3 liter

Volume CO2 = 3 liter

Volume H2O

Volume H2O = (koefisien H2O/koefisien CH4) × volume CH4

Volume H2O = (2/1) × 3 liter

Volume H2O = 6 liter

6. Pada suhu dan tekanan tertentu, gas H2 bereaksi dengan gas N2, membentuk gas NH3 dengan perbandingan volume 3:1:2. Jika gas hidrogen yang bereaksi sebanyak 7,525 x 10 22 molekul, berapakah jumlah molekul amonia yang terbentuk?

Jawaban:

Menurut hukum Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama akan sama pula dengan jumlah molekulnya.

Gas hidrogen + Gas nitrogen –> Gas ammonia

3 volum H2 + 1 volum N2 –> 2 volum NH3

Maka:

(2 volum NH3) / (3 volum H2) = ( x molekul NH3)/ (7,52 x 1022)

Jumlah molekul ammonia yang terbentuk adalah X= 5,02 x 1022 molekul

7. Gas amonia dapat dibuat dengan mereaksikan 100 mL gas nitrogen dan 150 Ml gas hidrogen dengan reaksi N2(g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g). Hitunglah volume gas amonia yang dihasilkan pada akhir reaksi!

Jawaban:

Perbandingan volume gas N2 terhadap gas H2 dan NH3 sama dengan perbandingan koefisien reaksinya, yaitu 1 : 3 : 2. Jika 100 ml gas N2 tepat habis bereaksi, dibutuhkan 300 mL gas H2. Sayangnya, jumlah gas H2 yang disediakan tidak mencukupi.

Dengan demikian, 150 mL H2 lah yang tepat habis bereaksi. Volume gas N2 yang dibutuhkan sebesar (1/3) x 150 mL = 50 mL. Setelah reaksi selesai, masih tersisa 50 mL gas N2. Volume gas NH3 yang dihasilkan adalah sebesar (2/3) x 150 mL = 100 mL.

8. Sebanyak 35 L gas karbon dioksida mengandung 4,5 x 1023 molekul pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan jumlah molekul 7 L gas hidrogen.

Jawaban:

Jumlah molekul 7 L gas hidrogen

Volume gas amoniak yang mengandung 9 x 1023 molekul

Solusi:

Jumlah molekul H2 = (volume H2) / (Volume CO2) X jumlah molekul CO2

= (7 L) / (35 L) X 4,5 x 1023 molekul

= 0,9 x 1023 molekul

= 9 x 1022 molekul

Jadi 7 L hidrogen mengandung 9 x 1022 molekul

9. Jika Mr zat A adalah x dan bilangan Avogadro adalah L, sebanyak 20 gram zat A mempunyai jumlah molekul sebesar ….

Diketahui:

L = bilangan Avogadro (6,022 × 10²³ partikel/mol)

Mr A = x gram/mol

massa A = 20 gram

Ditanya: Berapa jumlah molekul gasnya (x)?

Jawaban:

Gunakan rumus mencari jumlah mol gas

n = m/Mr

n = 20/x mol

Gunakan rumus jumlah partikel suatu gas

x = n x L

x = (20/x)x L

x = 20L/x mol

Jadi, jumlah molekul gasnya adalah 20L/x mol.

10. Sebanyak 4 liter gas hidrokarbon CₓHᵧ dibakar sempurna dan menghasilkan 8 liter gas CO₂ serta 6 liter uap air (H₂O). Semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut!

Jawaban:

Reaksi pembakaran:

CxHy + O2 -> CO2 + H2O

Menurut hukum Avogadro:

CxHy : CO2 ​: H2​O = 4 : 8 : 6

Sederhanakan:

= 2 : 4 : 3

Maka persamaan reaksi:

2CxHy + O2 ​-> 4CO2 ​+ 3H2​O

Menentukan nilai x dan y

Atom C: 2x=4 -> x=2

Atom H: 2y=6×2=12->y=6

Jadi, rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C2H6

Cari tahu informasi lain tentang Kimia:

Artikel Kimia