Penentuan Rumus Molekul dari Pembakaran Suatu Zat

Materi: kimia
Senyawa Q dengan massa molar Q 122 g/mol terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Sampel Q padat massanya 0,6000 g dibakar dengan oksigen berlebih dalam kalorimeter bom, massa air mula-mula adalah 710 g pada temperatur 25 ^oC. Setelah reaksi selesai temperatur yang teramati menjadi 27,35 ^oC, dan dihasilkan 1,5144 g gas CO₂ , 0,2656 g H₂O cair.

Tentukan rumus molekul Q.

---

Pembahasan Soal
Reaksi yang mungkin untuk Q atau C_xH_yO_z dapat dibuat persamaan sebagai berikut:
(2a)C_xH_yO_z + (4ax+ay-2az)/2 O₂ ⟶ (2ax)CO₂ + (ay)H₂O

Bagaimana mendapatkan persamaan koefisien tersebut?
Koefisien tersebut mula-mula didapat dengan menggunakan prinsip jumlah atom ruas kiri sama dengan jumlah atom ruas kanan.
Beri permisalkan koefisien pada H di ruas kanan
C_xH_yO_z + O₂ ⟶ CO₂ + ayH₂O

Karena jumlah H di kiri harus sama di kanan maka
2aC_xH_yO_z + O₂ ⟶ CO₂ + ayH₂O

Karena jumlah C di kanan harus sama di kiri maka
2aC_xH_yO_z + O₂ ⟶ 2axCO₂ + ayH₂O

Periksa jumlah O, jumlah O di kiri harus sama dengan jumlah O di kanan
2aC_xH_yO_z + bO₂ ⟶ 2axCO₂ + ayH₂O

Berikutnya dicari pengganti b dengan prinsip:
Jumlah O di ruas kiri = Jumlah O di ruas kanan
⇒2a.z + 2b = 2ax.2 + ay.1
⇒2az + 2b = 4ax + ay
⇒2b = 4ax + ay – 2az
⇒b = (4ax + ay – 2az)/2

2aC_xH_yO_z + (4ax + ay – 2az)/2 O₂ ⟶ 2axCO₂ + ayH₂O

Selengkapnya bagaimana menyusun persamaan tadi dapat dibaca lebih lanjut pada pranala ini.

0,6000 g C_xH_yO_z = 0,6/122 mol
0,6000 g C_xH_yO_z = 0,004918 mol

1,5144 g CO₂ = 1,5144/44 mol
1,5144 g CO₂ = 0,034418 mol

0,2656 g H₂O = 0,2656/18 mol
0,2656 g H₂O = 0,014756 mol

2a = 0,004918 mol ⟶ a = 0,002459
2ax = 0,034418 mol ⟶ x = 6,998364 ≈ 7
ay = 0,014756 mol ⟶ y = 6,000593 ≈ 6

C_xH_yO_z = C₇H₆O_z
C₇H₆O_z = 122
(7 × 12) + (6 × 1) + (z × 16) = 122
84 + 6 + 16 z = 122
16 z = 122 – (84+6)
16 z = 32
z = 32/16 = 2

Jadi Q = C₇H₆O₂

---

Cara lain:
Pembahasan Soal
Q = C_xH_yO_z
C_xH_yO_z + O₂ ⟶ CO₂ + H₂O

0,6000 g C_xH_yO_z = 0,6/122 mol
0,6000 g C_xH_yO_z = 0,004918 mol

1,5144 g CO₂ = 1,5144/44 mol
1,5144 g CO₂ = 0,034418 mol

0,2656 g H₂O = 0,2656/18 mol
0,2656 g H₂O = 0,014756 mol

Berdasarkan hukum kekekalan massa maka massa O₂ dapat dihitung sebagaimana berikut ini:
Massa O₂ = (massa CO₂ + Massa H₂O) – massa CxHyOz
Massa O₂ = (1,5144 + 0,2656) g – 0,6000 g

Massa O₂ = 1,180 g
1,180 g O₂ = 1,180/32 mol
1,180 g O₂ = 0,0369 mol

Reaksi:

0,004918 C_xH_yO_z + 0,0369 O₂ ⟶ 0,034418 CO₂ + 0,014756 H₂O

Perbandingan mol zat dalam reaksi = C_xH_yO_z : O₂ : CO₂ : H₂O
Perbandingan mol zat dalam reaksi = 0,004918 : 0,0369 : 0,034418 : 0,014756
Perbandingan mol zat dalam reaksi = 1 : 7,5 : 7 : 3
Perbandingan mol zat dalam reaksi = 2 : 15 : 14 : 6
2 C_xH_yO_z + 15 O₂ ⟶ 14 CO₂ + 6 H₂O

Perhatikan jumlah C ⟶ 2x = 14 ⟶ x = 7
Perhatikan jumlah H ⟶ 2y = 12 ⟶ x = 6
Perhatikan jumlah O ⟶ 2z + 30 = 28 + 6 ⟶2z = 4 ⟶ z = 2
C_xH_yO_z = C₇H₆O₂
Jadi Q = C₇H₆O₂