Contoh soal hipotesis Avogadro dan pembahasan

Hipotesis Avogadro berbunyi “Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula”. Ini artinya perbandingan volume juga menyatakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat. Jika ditulis secara matematis sebagai berikut:

Perbandingan volume = Perbandingan molekul

volume gas x

volume gas y

jumlah molekul x

jumlah molekul y

Jadi pada intinya hipotesis Avogadro dapat menjelaskan hukum perbandingan volume sekaligus dapat menentukan rumus molekul berbagai unsur dan senyawa. Untuk lebih jelasnya, dibawah ini diberikan beberapan contoh soal hipotesis Avogadro yang disertai pembahasannya.

Contoh soal 1

Satu liter (T, P) gas fosfor (P4) bereaksi dengan 5 liter (T, P) gas oksigen (O2) membentuk 2 liter gas P_aO_b. Tentukan rumus molekul P_aO_b.

Pembahasan

Perbandingan volume menunjukkan perbandingan koefisien reaksi, sehingga persamaan reaksi soal diatas sebagai berikut:
P₄ + 5 O₂ → 2 P_aO_b

Jumlah atom ruas kiri = jumlah atom ruas kanan sehingga didapat:

4 = 2a atau a = 4/2 = 2
5 x 2 = 2b atau b = 10/2 = 5

Jadi rumus molekul P_aO_b = P₂O₅.

Contoh soal 2

Dua liter (T, P) gas nitrogen bereaksi dengan 4 liter (T, P) gas Oksigen membentuk 4 liter gas X. Tentukan rumus molekul gas X.

Pembahasan

Misalkan gas X = N_aO_b maka persamaan reaksi sebagai berikut:
2 N₂ + 4 O₂ → 4 N_aO_b.
Jumlah atom ruas kiri = jumlah atom ruas kanan sehingga diperoleh:

2 x 2 = 4a atau a = 4/4 = 1
4 x 2 = 4b atau b = 8/4 = 2

Jadi rumus molekul gas X = NO2.

Contoh soal 3

Pada penguraian sempurna 10 liter (T, P) suatu oksida nitrogen (N_aO_b) yang berupa gas dihasilkan 20 liter (T, P) gas nitrogen dioksida dan 5 liter (T, P) gas oksigen. Tentukan rumus molekul N_aO_b.

Pembahasan

Persamaan reaksi soal diatas:
10 N_aO_b → 20 NO2 + 5 O2
Jumlah atom ruas kiri = jumlah atom ruas kanan, diperoleh:

10a = 20 atau a = 20/10 = 2
10b = (20 x 2) + (5 x 2) atau b = 50/10 = 5

Jadi rumus molekul N_aO_b = N₂O₅.

Contoh soal 4

Pada pembakaran sempurna 5 liter (T, P) gas C_xH_y diperlukan 15 liter (T, P) Oksigen dan dihasilkan 10 liter (T, P) gas karbon dioksida sesuai dengan persamaan reaksi berikut:
C_xH_y (g) + O₂ (g) → CO₂ (g) + H₂O(l).
Tentukan rumus molekul C_xH_y.

Pembahasan

Setarakan reaksi dengan memasukkan volume sebagai koefisien reaksi sehingga didapat persamaan reaksi berikut:
5 C_xH_y + 15 O₂ → 10 CO₂ + z H₂O

Selanjutnya tentukan terlebih dahulu koefisien z dengan cara dibawah ini:

Jumlah atom O ruas kiri = jumlah atom O ruas kanan
15 x 2 = 10 x 2 + z
30 = 20 + z
z = 30 – 20 = 10

Hitung x dengan cara dibawah ini:

Jumlah atom C ruas kiri = jumlah atom C ruas kanan
5x = 10
x = 10/5 = 2

Hitung z dengan cara dibawah ini:

Jumlah atom H ruas kiri = jumlah atom H ruas kanan
5y = 2z atau 5y = 2 . 10
y = 20/5 = 4

Jadi rumus molekul C_xH_y = C₂H₄.

Contoh soal 5

Satu liter (T, P) gas Fosfos (P4) direaksikan dengan 6 liter (T, P) gas klorin (Cl2) membentuk 4 liter gas P_xCl_y. tentukan rumus molekul P_xCl_y.

Pembahasan

Persamaan reaksi soal diatas sebagai berikut:
P4 + 6 Cl2 → 4 PxCly
Diperoleh:

4 = 4x atau x = 4/4 = 1
6 x 2 = 4y atau y = 12/4 = 3

Jadi rumus molekul PxCly = PCl3.

Daftar pustaka

Utami, Budi. Kimia Untuk SMA / MA Kelas X. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.