Soal dan Pembahasan Stoikiometri 1. Pernyataan berikut ini yang menyatakan Hukum Kekekalan Massa adalah… A. Massa Zat sebelum reaksi (massa pereaksi) akan sama dengan m assa zat sesudah reaksi (massa produk) B. Perbandingan massa unsure-unsur yang membentuk senyawa tertentu yang murni, adalah tetap. C. Setiap zat tersusun atas atom-atom D. Pada kondisi tekanan dan temperature yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan yng mudah dan bulat E. Pada kondisi tekanan dan temperature yang sama, maka volume yang sama dari semua gas mengandung jumlah molekul yang sama Pembahasan: A Hk. Kekekalan massa B Hk. Perbandingan tetap C Teori atom Dalton DHk. Gay Lussac E Hk. avogadro 2. Perbandingan massa atom-atom dalam senyawa adalah tetap. Pernyataan ini dikemukakan oleh …. A. Lavoisier B. Dalton C. Proust
D. Gay-Lussac E. Avogadro 3. Perbandingan massa carbon terhadap oksigen dalam karbon dioksida adalah 3 : 8. Berapa gram karbon dioksida dapat dihasilkan apabila 6 gram karbon dengan 16 gram oksigen ? A. 18 gram B. 20 gram C. 22 gram
D. 24 gram E. 26 gram
Pembahasan: Reaksi yang terjadi adalah C + 2 O CO2 Maka massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama C : 2 O = 6 : 16 sehingga C : O = 6 : 8 Oksigen berlebih sehingga karbon habis bereaksi Massa karbon yang bereaksi ( C ) = 6 gram Massa oksigen yang bereaksi ( O ) = 8/3 x 6 gram = 16 gram Maka karbon dioksida yang dapat dihasilkan adalah 6 gram C + 16 gram O2 = 22 gram
4. Jika perbandingan massa hidrogen dan oksigen dalam air adalah 1 : 8, maka untuk menghasilkan 45 gram air dibutuhkan …. A. 5 gram hidrogen dan 40 gram oksigen
B. 40 gram hidrogen dan 5 gram oksigen C. 5 gram hidrogen dan 8 gram oksigen D. 5 gram hidrogen dan 9 gram oksigen E. 45 gram hidrogen dan 5 gram oksigen 5. Data percobaan reaksi tembaga dengan sulfur membentuk tembaga (II) sulfida sebagai berikut:
No. Percobaan
Massa Tembaga (gram)
Massa Sulfur (gram)
Massa Tembaga (II) Sulfida (gram)
1 2 3 4
18 28 8 8
2 3 4 5
6 9 12 12
Berdasarkan data tersebut, perbandingan massa tembaga dan massa sulfur dalam tembaga (II) sulfida adalah …. A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 2 : 1 D. 2 : 3 E. 3 : 2
Pembahasan Menurut Hukum Kekekalan Massa yang disampaikan oleh Antoine Lavoisier, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Berpedoman pada hukum tersebut, percobaan pada tabel di atas yang memenuhi hanyalah percobaan nomor 3. massa tembaga + massa sulfur = massa tembaga (II) sulfida 8 gram + 4 gram = 12 gram Percobaan yang lain merupakan reaksi berlebih, artinya akan terdapat sisa pereaksi pada akhir reaksi. Sedangkan menurut Hukum Perbandingan Tetap (hukum Proust), perbandingan massa unsur dalam suatu senyawa adalah tetap. Sehingga perbandingan massa tembaga dan sulfur dalam senyawa tersebut adalah massa tembaga : massa sulfur = 8 : 4 =2:1 Jadi, perbandingan massa tembaga dan massa sulfur dalam tembaga (II) sulfida adalah 2 : 1 (C). 6. Sebanyak 10,8 gram logam aluminium habis bereaksi dengan 9,6 gram oksigen dalam ruang tertutup membentuk aluminium oksida menurut persamaan reaksi: 4Al ( s) + 3O2 ( g ) → 2Al2O3 ( s) Massa aluminium oksida yang dapat terbentuk sebanyak …. ( Ar Al = 27, O = 16) A. 3,6 gram B. 10,8 gram C. 13,0 gram D. 20,4 gram E. 102,0 gram Pembahasan: Karena disebutkan 'habis bereaksi' maka reaksi tersebut telah memenu hi hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier). Reaksi tersebut tepat bereaksi, tidak ada sisa sedikit pun sehingga massa aluminium oksida yang dihasilkan merupakan penjumlahan langsung dari pereaksinya. massa Al2O3 = massa Al + massa O2 = 10,8 gram + 9,6 gram = 20,4 gram Jadi, massa aluminium oksida yang terbentuk adalah 20,4 gram (D).
7. Suatu senyawa oksida besi (FeO) memiliki perbandingan massa besi dan oksigen sebesar 7 : 2. Tentukan persen massa dari besi dan oksigen dalam senyawa tersebut… A. Fe= 75,8 % dan O= 24,2 %
B. Fe= 77,8 % dan O= 22,2 %
C. Fe= 79,8 % dan O= 20,2 % D. Fe= 80 % dan O= 20 % E. Fe= 82 % dan O= 18 % Pembahasan: Total perbandingan 7 + 2 = 9 Persen massa besi
= (perbandingan Besi)/(total perbandingan)x 100 % = 7/9 x 100 % = 77,8 %
Persen massa oksigen = (perbandingan oksigen) ∕ (total perbandingan) x 100 % = 2/9 x 100 % = 22,2 %
(Jawaban B)
8. Hukum Proust disebut juga …. A. Hukum Perbandingan Volume B. Hukum Perbandingan Berganda C. Hukum Kekekalan Massa D. Hukum Perbandingan Tetap
E. Hukum Kekekalan Energi 9. Pada reaksi antara logam magnesium sebanyak 10 gram dengan 6 gram oksigen sesuai persamaan reaksi: 2Mg ( s) + O2 ( g ) → 2MgO ( s) Ternyata dari percobaan dihasilkan 15 gram magnesium oksida dan sisa logam magnesium sebanyak 1 gram. Kenyataan ini sesuai hukum …. (Ar Mg = 24, O = 16) A. Dalton B. Lavoisier C. Boyle D. Proust E. Gay Lussac Pembahasan: Adanya sisa magnesium 1 gram menunjukkan bahwa antara magnesium dan oksigen mempunyai perbandingan 9 : 6 atau 3 : 2. Penambahan massa di luar perbandingan tersebut tidak akan ikut bereaksi dan akan menjadi sisa reaksi.
Jadi, kenyataan tersebut sesuai dengan hukum Perbandingan Tetap atau hukum Proust (D).
10. Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi akan merupakan perbandingan bilangan yang bulat dan sederhana. Hal ini dikemukakan oleh …. A. Dalton
B. Lavoisier C. Avogadro D. Gay-Lussac E. Proust
11. Berikut ini pernyataan yang sesuai dengan bunyi hukum Avogadro adalah … A. Pada tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah ion yang sama B. Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah unsur yang sama C. Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang tidak sama D. Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama
E. Pada suhu dan tekanan yang tidak sama, semua gas yang volumenya sama mengandung molekul yang sama
12. [C5] Pada reaksi antara logam magnesium sebanyak 10 gram dengan 6 gram oksigen sesuai persamaan reaksi :
2 Mg (s) + O2 (g) ——– > 2 MgO (s)
Ternyata dari percobaan dihasilkan 15 gram magnesium oksida dan sisa logam magnesium sebanyak 1 gram, berapakah massa oksigen dan massa Magnesium pada magnesium oksida ? ( Ar Mg = 24, Ar O = 16) A. Mg= 9 gram dan O 2 = 6 gram
B. Mg= 10 gram dan O2 = 12 gram C. Mg= 9 gram dan O2 = 9 gram D. Mg= 10 gram dan O2 = 10 gram E. Mg= 9 gram dan O2 = 10 gram Pembahasan : Dari persamaan reaksi diatas maka kita bisa tentukan menggunakan rumus hukum proust Massa O dalam MgO
= (Ar O)/(Mr MgO) x massa MgO =
Massa Mg dalam MgO
16/40 x 15 gram = 6 gram
= (Ar Mg) / (Mr MgO) x massa MgO =
24/40 x 15 gram = 9 gram
Jadi massa magnesium yang bereaksi adalah 9 gram (tersisa 1 gram) dan massa oksigen yang bereaksi adalah 6 gram.
13. [C4] Diketahui suatu reaksi: Fe2O3 + CO ⇌ Fe3O4 + CO2 (belum setara). Sebanyak 480 g Fe2O3 direaksikan dengan gas CO berlebih, tentukan volume gas CO2 yang dihasilkan pada saat 28 g gas nitrogen memiliki volume 10 L A. 2,5 L B. 5,0 L C. 10 L
D. 15 L E. 20 L Pembahasan: Reaksi setara: 3Fe2O3 + CO ⇌ 2Fe3O4 + CO2 480 g Fe2O3 = 480 g : 160 g/mol = 3 mol Berdasarkan perbandingan koefisien maka jumlah mol CO2 = 1/3 × 3 mol = 1 mol. Keadaan reaksi terjadi pada kondisi yang sama dengan 28 g N2 yang setara 1 mol N2 = 10 L, keadaan itu dijadikan pembanding bahwa 1 mol N2 = 10 L artinya 1 mol CO2 = 10 L juga. Jawaban C.
14. [C3] Berapa jumlah mol belerang yang terkandung dalam 24 gram pirit FeS2 ? jika diketahui Ar (Fe = 56, Ar S = 32) A. 0,2 mol B. 0,4 mol C. 0,6 mol D. 0,8 mol E. 0,02 mol Pembahasan : Jumlah atom belerang = 2 Mol FeS2
= gram / Mr FeS2 = 24/120 = 0,2 mol
Artinya 0,2 FeS2 Sehingga jumlah mol Belerang
= Jumlah atom S x mol = 2 x 0,2 = 0,4 mol (Jawaban B)
15. Tahap awal pembuatan asam sitrat dalam industri melibatkan reaksi oksidasi amonia yang menghasilkan nitrogen monoksida dan uap air menurut reaksi berikut ini: 4NH3 ( g ) + 5O2 ( g ) → 4NO ( g ) + 6H2O ( g ) Volume nitrogen monoksida yang dihasilkan pada reaksi 6 liter gas amonia (P.T) adalah A. B. C. D. E.
4 liter 6 liter 10 liter 12 liter 14 liter
Pembahasan: Karena perbandingan volume setara dengan perbandingan koefisien maka volume nitrogen monoksida (NO) dapat ditentukan dengan membandingkan koefisiennya dengan koefisien spesi yang diketahui volumenya, yaitu amonia (NH3).
volume NO = 4/4 × volume NH3 = 1 × 6 liter = 6 liter Jadi, volume nitrogen monoksida yang dihasilkan pada reaksi tersebut adalah 6 liter (B).
16. Jumlah partikel ion yang terkandung terdapat dalam 25 gram CaCO3 (Ar Ca = 40; C=12;O=16 adalah.... A. 6,02. 1023 partikel ion B. 6,02. 1024 partikel ion C. 3,01 .1023 partikel ion
D. 3,01 .1024 partikel ion E. 3,01 .1025 partikel ion
Pembahasan: CaCO3
= (Ca2+ dan CO32-) sehingga terdapat 2 ion
Mr CaCO3
= (Ar Ca x 1 ) + (Ar C x 1 ) + (Ar O x 3 ) = 40 + 12 + 48 = 100
Mol (n)
= gram / Mr = 25 /100 = 0,25 mol
Jumlah partikel ion
= jumlah ion x jumlah mol x 6,02 .1023 = 2 x 0,25 x 6,02 .1023 = 3,01 .1023 partikel ion
17. Jika pada STP volum dari 4,25 gram gas sebesar 2,8 Liter, maka berapakah massa molekul relatif gas tersebut ? A. 14 B. 16 C. 17 D. 30
E. 34
Pembahasan : Rumus volume gas pada STP V
= mol (n) x 22,4 L
Sehingga, Mol (n)
= Vstp / 22,4 L = 2,8 L / 22,4 = 0,125 mol
Mol (n)
= gram / Mr
Mr
= gram / mol = 4,25 / 0,125 = 34
(Jawaban E)
18. Sebanyak 8 liter gas propana dibakar dengan gas oksigen seseuai dengan persamaan reaksi : C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (l) Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas CO2 yang dihasilkan adalah.... A. 24 liter B. 12 liter C. 8 liter D. 6 liter E. 3 liter Pembahasan: C3H8 (g) +
5O2 (g) → 3CO2 (g)
1
5
+
3
4H2O (g) 4
3
V CO2 = V C3H8 1
3
V CO2 = 8L = 24 L 1
(Jawaban A)
19. [C4] Diberikan reaksi sebagai berikut H2S + O2 → S + H2O Jika reaksi di atas menghasilkan sebanyak 320 gram belerang, tentukan volume H2S yang diperlukan pada STP. (Ar S = 32; H = 1) A. 200 liter
B. 214 liter C. 220 liter D. 224 liter
E. 234 liter Pembahasan:
Mol belerang yang terbentuk adalah mol
= gram/Ar = 320 / 32 = 10 mol
Mol H2S yang diperlukan = 10 mol juga (Karena koefisien H2S sama dengan koefisien S) Sehingga volume H2S pada STP adalah V
= mol x 22,4 liter = 10 x 22,4 = 224 liter
(Jawaban D)
20. Diketahui persamaan reaksi: C(s) + 2H2(g) → CH4(g) Jika volum H2 yang direaksikan 2,24 Liter pada keadaan STP, maka jumlah partikel gas CH4 yang dihasilakan adalah ........... (NA= 6,02 X 1023 ) A. 3,01. 1023 B. 6,02. 1023 C. 6,01. 1022 D. 3,01. 1022
E. 3,01. 1024 Pembahasan: Volume H2 Pada Keadaan STP = 2,24 sehingga jumlah mol H2 adalah Mol (n) =
stp ,4
C(s) + 2H2(g)
=
,4 ,4
→ CH4(g)
Perbandingan Koefisien 2H2
: CH4
2
:
1
= 0,1 mol
Sehingga Perbandingan Molnya
0,1
=
1
Mol CH4
mol 4
= 0,1 / 2 = 0,05 mol
Jumlah partikel gas
= jumlah mol x 6,02 .1023 = 0,05 mol x 6,02 .1023 = 3,01. 1022 Jawaban D
21. [C4] Suatu senyawa oksida dari nitrogen mengandung 63,16% nitrogen (Ar = 14 ) dan 36,84 % Oksigen (Ar= 16). Senyawa tersebut adalah… A. NO B. NO2 C. NO3 D. N2O2 E. N2O
Pembahasan Rumus senyawa merupakan perbandingan mol = % berat / Mr Sehingga mol N
:
mol O
(63,16 / 14)
:
(36,84 / 16 )
4,51
:
2,30
2
:
1
atau kita sederhanakan menjadi kira-kira
Sehingga rumus senyawanya adalah N2O (Jawaban E)
22. [C4] Dalam wadah tertutup 4 gram logam Natrium dibakar dengan oksigen menghasilkan natrium oksida, jika massa natrium oksida yang dihasilkan adalah 5,6 gram, berapakah massa oksigen yang dibutuhkan ? A. 0,8 gram B. 1,6 gram C. 3,2 gram D. 4,0 gram E. 4,6 gram
Pembahasan : M Na
= 4 gram
M NaO = 5,6 gram berdasarkan hukum kekekalan massa maka Massa sebelum reaksi = Massa sesudah reaksi M Na +m O2
= m NaO
m O2
= m NaO – m Na = (5,6 – 4) gram
= 1,6 gram
(Jawaban B)
23. [C4] 2 liter gas propana C3H8 dibakar sempurna menurut reaksi: C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas oksigen yang diperlukan sebanyak.... A. 4 L B. 6 L C. 8 L D. 10 L
E. 12 L Pembahasan
Reaksi gas propana dengan oksigen: C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) Dari perbandingan koefisien-koefisien gas: C3H8 (g) +
5O2 (g) → 3CO2 (g)
1
5
+
3
4H2O (g) 4
V O2 = V C3H8 1
V O2 = 2 = 10 L 1
(Jawaban D)
24. [C4] 5 liter gas propana C3H8 dibakar sempurna menurut reaksi: C3H8 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (g)
(reaksi belum setara)
Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas oksigen yang diperlukan sebanyak.... A. 5 L B. 10 L C. 15 L
D. 20 L E. 25 L Pembahasan Reaksi gas propana dengan oksigen yang sudah setara: C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) Dari perbandingan koefisien-koefisien gas: C3H8 (g) +
5O2 (g) → 3CO2 (g)
1
5
+
3
4H2O (g) 4
V O2 = V C3H8 1
V O2 = 5 = 25 L (Jawaban E) 1
25. [C5] Jika 4,4 gram propana dibakar sempurna menurut reaksi: C3H8 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l) (belum setara) maka volum gas karbondioksida yang dihasilkan pada keadaan STP adalah....(Ar C = 12; H = 1) A. 1,12 liter B. 2,24 liter C. 2,75 liter D. 6,72 liter
E. 7,46 liter Pembahasan: Reaksi setaranya sbb: C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (l) Propana C3H8
Mr
= (3.12) + (1.8) = 44
mol
= gram/Mr = 4,4 / 44 = 0,1 mol
Karbondioksida ( CO2) yang dihasilkan: = (koef CO2 / koef C3H8 ) × mol C3H8 × 22,4 liter
= (3/1) × 0,1 × 22,4 liter = 6,72 liter (Jawaban D) 26. Pembakaran sempurna gas asetilen dapat ditulis seperti berikut: C2H2 ( g ) + O2 ( g ) → CO2 ( g ) + H2O ( g )
(belum setara)
Jika reaksi dilakukan pada tekanan yang sama maka perbandingan volume C2H2 : O2 adalah … A. 1 : 2 B. 1 : 4 C. 1 : 5 D. 2 : 2 E. 2 : 5 Hukum Gay-Lussac menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat sederhana. Hukum ini dikenal juga dengan hukum Perbandingan Volume. Perbandingan volume tersebut ternyata mempunyai kesetaraan dengan perbandingan koefisien pereaksi dan hasil reaksi. Nah, berarti kita tinggal men yetarakan reaksi tersebut. 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O Berdasarkan persamaan reaksi yang sudah setara tersebut diperoleh volume C2H2 : volume O2 = koefisien C2H2 : =
2
:
koefisien O2 5
Jadi, perbandingan volume asetilen (etena) dan oksigen adalah 2 : 5 (E) 27. Jika 50 mL gas CxHy dibakar dengan 250 mL oksigen, dihasilkan 150 mL karbon dioksida dan sejumlah uap air. Semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus CxHy. A. CH4 B. C2H6 C. C3H8
D. C4H10 E. C5H12 Pembahasan:
Perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan koefisiennya.Perbandingan volume yang ada disederhanakan, kemudian dijadikan sebagai koefisien. Perhatikan reaksi berikut ini. CxHy 50 mL
+ O2
250 mL
1
CO2 + H2O 150 mL
2
3
Karena koefisien H2O belum diketahui , dimisalkan koefisien H2O adalah z maka didapatkan persamaan reaksi CxHy + 5 O2
∑ atom ruas kiri
=
3 CO2 + z H2O ∑ atom ruas kanan
Berdasarakan jumlah atom O, 10 = 6 + z z
= 10 – 6 = 4
Sehingga persamaan reaksinya menjadi : CxHy + 5 O2
3 CO2 + 4 H2O
Untuk menentukan x dan y dilakukan penyetaraan jumlah atom C dan H ∑ atom ruas kiri
=
∑ atom ruas kanan
Jumlah atom C = x =3 Jumlah atom H = y = 8 Jadi didapati rumus CxHy adalah C3H8 28. Sebanyak 2,92 gram hidrat dari Magnesium Sulfat (MgSO4.xH2O) dipanaskan sampai semua air kristalnya menguap. Jika massa padatan yang tersisa adalah 2,4 gram, apa rumus kimia senyawa hidrat tersebut? (Ar Mg = 24, S = 32, H = 1, dan O = 16) A. MgSO4.7H2O
B. MgSO4.8H2O C. MgSO4.9H2O D. MgSO4.10H2O E. MgSO4.14H2O Pembahasan: Reaksi kimia yang terjadi adalah MgSO4.xH2O → MgSO4 + xH2O
Pertama, cari massa air kristal. m H2O = m MgSO4.xH2O – m MgSO4 m H2O = 2,92 – 2,4 = 2,52 gram Tuliskan perbandingan massanya. m MgSO4 : m H2O = 2,4 : 2,52 Bagi dengan Mr masing-masing untuk mendapatkan perbandingan mol. Mr MgSO4 = 120 Mr H2O = 18
Bagi keduanya dengan nilai terkecil, yaitu 0,02 untuk mendapatkan perbandingan yang paling sederhana.
Perbandingan mol = perbandingan koefisien, sehingga koefisien dari H2O pada reaksi di atas adalah 7. Jadi, rumus kimia senyawa hidrat itu adalah MgSO4.7H2O 29. Suatu senyawa hidrokarbon mengandung 24 gram C dan 8 gram H. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut jika diketahui massa molekul relatifnya 32. A. CH4 B. C2H8
C. C3H10 D. C2H6 E. C3H8 Pembahasan: Perbandingan massa C : H = 24 : 8 Perbandingan mol
Jadi rumus empiris senyawa tersebut adalah CH4. Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus (RE)n = Mr. (CH4)n = 32 16n = 32 n=2 Jadi rumus molekul senyawa tersebut adalah (CH4)2 = C2H8.
30. Senyawa karbon mengandung 40% karbon, 53,33% oksigen, dan sisanya hidrogen. Jika Mr-nya = 180, tentukan rumus molekul senyawa tersebut. A. CHO B. CH2O C. CH2O2 D. C6H12O6
E. C12H22O11 Pembahasan: Perbandingan massa C : H : O = 40 : 6,67 : 53,33 Perbandingan mol
Jadi rumus empiris dari senyawa tersebut adalah CH2O. Rumus molekul dapat ditentukan dengan rumus (RE)n = Mr. (CH2O)n = 180 30n = 180 n=6 Jadi rumus molekul dari senyawa tersebut adalah (CH2O)6 = C6H12O6.
