8 Soal Kimia Industri Tugas Membuat

Tugas Kimia Industri

Membuat Soal

Disusun Oleh :

Aisyah Rahmayanti (145060701111027)

Nabilla Devi Shakila (145060701111021)

Nadia Ratna Afifah (145060700111021)

Zakiyyah Ulfah (145060701111040)

  1. STOKIOMETRI

1.1 Pereaksi Pembatas

Perak bromide, AgBr, adalah senyawa kimia yang sangat sensitive bila kena cahaya yang digunakan dalam film fotografi. Senyawa yang tidak larut ini terbentuk bila larutan perak nitrat, AgNO3, dalam air dicampur dengan larutan kalsium bromide, CaBr2, dalam air.

2AgNO3(aq) + CaBr2 (aq) 2AgBr2 (s) + Ca (NO3) 2 (aq)

Berapa gram endapan AgBr yang terbentuk jika 50,0 mL AgNO3 0,180 M dicampur dengan 60,0 mL CaBr2 0,0850 M?

Penyelesaian :

Sekarang kita mengetahui strategi apa yang harus kita kerjakan untuk memecahkan soal ini. Mula-mula dihitung jumlah mol setiap pereaksi yang ada dalam larutan.

Untuk AgNO3

50,0 mL Larutan x () 9,00 x 10-3 mol AgNO3

Untuk CaBr2

60,0 mL Larutan x () 5,10 x 10-3 mol CaBr2

Selanjutnya, kita cari pereaksi pembatas (limiting reactant). Dihitung berapa mol CaBr2 dibutuhkan untuk dapat bereaksi dengan semua AgNO3.

9,00 x 10-3 mol AgNO3 x () 4,50 x 10-3 mol CaBr2 yang dibutuhkan

Perhatikan, bahwa jumlah CaBr2 yang tersedia (5,10 x 10-3 mol) lebih besar dari jumlah yang dibutuhkan. Ini berarti CaBr2 akan tersisa, dengan demikian AgNO3 adalah pereaksi pembatas.

Akhirnya, dihitung jumlah AgBr yang terbentuk dari AgNO3 yang tersedia.

9,00 x 10-3 mol AgNO3 x () 9,00 x 10-3 mol AgBr

Massa formula AgBr adalah 187,8 g/mol, jadi:

9,00 x 10-3 mol AgBr x () = 1,69 g AgBr

Berat AgBr yang terbentuk dari hasil mencampur kedua larutan ini adalah 1,69 g.

Referensi: Brady, James E . 2000. Kimia Universitas Asas dan Struktur.

Jakarta : Binarupa Aksara.

1.2 Rumus Empiris

Suatu sampel senyawa yang terdiri dari nitrogen (N) dan oksigen (O) mengandung 1,52 g N dan 3,47 g O. Massa molar dari senyawa ini diketahui antara 90 g dan 95 g. Tentukan rumus molekul dan massa molar dari senyawa ini!

Penyelesaian:

Pertama kita perlu menentukan rumus empiris senyawa tersebut dan membandingkan massa molarnya dengan massa molar sebenarnya dari senyawa tersebut, yatu massa molar yang ditentukan berdasarkan percobaan. Perbandingan ini akan mengungkapkan hubungan antar rumus empiris dan rumus molekul.

Misalkan nN dan nO adalah mol nitrogen dan mol oksigen. Jadi:

nN = 1,52 g x = 0,108 mol N

nO = 3,47 x = 0,217 mol O

Jadi rumus senyawa ini adalah N0,108 dan O0,217. Kita bagi subskripnya dengan subskrip terkecil, 0,108. Setelah pembulatan, kita dapatkan NO2 sebagai rumus empiris. Rumus molekul akan seama dengan rumus empiris atau dengan kelipatan bilangan bulat dari rumus empiris terebut (contohnya, dua, tiga, empat kali atau lenih dari rumus empirisnya). Massa molar dari rumus empiris NO2 adalah

Massa molar empiris = 1,401 g + 2 (16,00 g) = 46,02 g

Kemudian kita tentuka jumlah satuan NO2 yang ada dalam rumus molekul. Angka ini didapatkan dari perbandingan

= = 2,1 = 2

Dengan demikian massa molar senyawa ini adalah dua kali massa molar rumus empirisnya. Konsekuensinya, ada dua satuan NO2 dalam tiap molekul senyawa, sehingga rumus molekulnya adalah (NO2)2 atau N2O4. Massa molar dari senyawa tersebut adalah 2(46,02 g) atau 92,04 g, yaitu antara 90 g dan 95 g.

Referensi : Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

1.3 Persamaan Kimia

Tahap pertama dalam sintesis asam nitrat (HNO3), bahan kimia penting yang digunakan untuk membuat pupul, obat-obatan, dan bahan peledak, adalah reaksi antara ammonia (NH3) dan oksigen yang menghasilkan nitrogen oksida (NO) dan air. Tuliskan persamaan kimia yang setara untuk reaksi ini!

Penyelesaian:

Reaksi awal: NH3 + O2 -> NO + H2O

Kita lihat bahwa N hanya muncul sekali pada kedua sisi persamaan dan dalam jumlah yang sama. Karena itu, NH3 dan NO pasti mempunyai koefisien yang sama. Untuk menyetarakan H, kita tempatkan angka 2 di depan NH3 dan angka 3 di depan H2O:

2NH3 + O2 -> NO + 3H20

Untuk menyetarakan N, kita tempatkan angka 2 di depan NO:

2 NH3 + O2 -> 2NO + 3H2O

Terdapat dua atom O pada sisi kiri dan lima atom O pada sisi kanan tanda panah. Perbedaan jumlah atom O ini dapat dihilangkan dengan menuliskan di depan O2.

2NH3 + O2 -> 2 NO + 3H2O

Sepetri pada soal etena di atas, kita kalikan seluruh persamaan dengan 2 untuk mengubah menjadi 5:

4NH3 + 5O2 +> 4NO + 6H2O

Perhitungan akhirnya adalah :

Reaktan Produk

N(4)N(4)

H(12)H(12)

O(10)O(10)

Referensi : Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

2. Aqueous Solution

2.1 Reaksi Asam Basa

Kelompokkan setiap spesi berikut sebagai asam atau basa Bronsted:

  1. HBr

  2. NO2-

  3. HCO3-

Penyelesaian:

Asam Bronsted harus menandung sedikitnya satu proton yang dapat terionisasi. Jika suatu senyawa atau ion tidak mengandung atom H, maka senyawa itu bukan asam Bronsted.

  1. HBr, suatu asam kuat, larut dalam air menghasilkan ion H+ dan Br-:

HBr (aq) -> H+ (aq) + Br- (aq)

Dengan demikian HBr merupakan asam Bronsted

  1. Dalam larutan ion nitrit dapat menerima satu proton untuk membentuk asam nitrit:

NO2- (aq) + H+ (aq) -> HNO2 (aq)

Sifat ini membuat NO2- termasuk basa Bronsted

  1. Ion bikarbonat merupakan asam Bronsted karena dapat menerima satu proton membentuk asam karbonat:

HCO3- (aq) + H+ (aq) -> H2CO3 (aq)

Referensi : Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

2.2 Titrasi Asam-Basa

Suatu sampel dari obat penghilang rasa sakit (analgesik) dianalisis sebagai aspirin, suatu asam monoprotik HC9H7O4 dengan cara titrasi memakai suatu basa. Pada titrasi ini 0,500 g dari sampel tersebut memerlukan 21,50 mL NaOH 0,100 M sampai netralisasi sempurna. Berapa persentase berat aspirin tersebut?

Penyelesaian:

Buatlah reaksinya terlebih dahulu

HC9H7O4 + NaOH NaC9H7O4 + H2O

Dari volume basa yang digunakan serta konsentrasinya, dapat dihitung jumlah mol basa yang dipakai

21,50 mL larutan x 0,00215 mol NaOH

Koefisien dari HC9H7O4 sama dengan NaOH, maka jumlah mol yang bereaksi juga sama. Sehingga jumlah mol HC9H7O4 sampel = 0,00215 mol HC9H7O4. Massa formula (Berat molekul) dari aspirin = 180,2 maka jumlah gram aspirin dalam sampel

0,00215 mol HC9H7O4 x = 0,387 g HC9H7O4

Persentase dari aspirin didapat

Persentase aspirin = x 100%

Dengan memasukkan harga

Persentase aspirin = x 100%

= 77,4 %

Referensi: Brady, James E . 2000. Kimia Universitas Asas dan Struktur.

Jakarta : Binarupa Aksara.

3. Gas

3.1 Stoikiometri Gas

Natrium azida (NaN3) digunakan sebagai bahan pengisi kantong udara dibeberapa mobil. Benturan yang disebabkan oleh suatu tumbukan memicu penguraian NaN3 sebagai berikut :

2NaN3 (s) 2Na (s) + 3N2 (g)

Gas nitrogen yang dihasilkan segera mengisi kantong yang terletak antara pengemudi dan kaca depan. Hitunglah volume N2 yang dihasilkan pada suhu 80C dan tekanan 823 mmHg dari hasil penguraian 60,0g NaN3.

Penyelesaian:

Soal ini memerlukan dua tahap penyelesaian. Pertama-tama, menghitung jumlah mol N2 yang dihasilkan dari penguraian 60,0g NaN3. Selanjutnya menghitung volume gas N2 pada suhu dan tekanan yang diketahui.

Mol N2 = 60,0 g NaN3 x x

= 1,38 mol N2

Volume sejumlah 1,38 mol N2 diperoleh dengan menggunakan persamaan gas ideal :

V = =

= 36,9 L

Referensi : Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

3.2 Tekanan Parsial

Suatu campuran gas mengandung 4,46 mol neon (Ne); 0,74 mol argon (Ar); dan 2,15 mol xenon (Xe). Hitunglah tekanan parsial setiap gas apabila tekanan totalnya adalah 2 atm pada suhu tertentu.

Penyelesaian:

Untuk menghitung tekanan parsial, kita menerapkan hukum Dalton. Pertama-tama, kita tentukan fraksi mol Ne dengan cara berikut

XNe = = = 0,607

Dari Persamaan PNe= XNePT

= 0,0607 x 2,00 atm

= 1,21 atm

Dengan cara yang sama PAr= 0,10 x 2,00 atm

= 0,20 atm

Dan PXe= 0,293 x 2,00 atm

= 0,586 atm

Untuk memeriksa kebenaran jawaban, pastikan bahwa jumlah tekanan parsial sama dengan tekanan totalnya, yaitu, (1,21 + 0,20 + 0,586) atm = 2,00 atm

Referensi : Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

3.3 Persamaan Gas Ideal

Sebuah gelembung kecil naik dari dasar suatu danau, dengan suhu dan tekanannya adalah 8C dan 6,4 atm, dan mencapai permukaan air yang suhunya 25C dan tekanannya 1 atm. g Hitunglah volume akhir (dalam mL) gelembung itu, jika volume awalnya adalah 2,1 mL.

Penyelesaian:

Perhatikan bahwa soal ini melibatkan perubahan suhu, tekanan, dan volume, tetapi tidak jumlah mol gas. Maka, dapat digunakan Persamaan untuk menghitung volume akhir. Dimulai dengan menuliskan :

Kondisi AwalKondisi Akhir

P1= 6,4 atmP2= 1,0 atm

V1= 2,1 mLV2= ?

T1= (8 + 273)K = 281 KT2= (25 + 273)K = 298 K

Jumlah gas dalam gelembung tetap tidak berubah, sehingga n1 = n2. Untuk menghitung volume akhir, V2, Persamaan menjadi :

V2 = V1 x x

= 2,1 mL x x

= 14 mL

Sehingga, volume gelembung meningkat dari 2,1 mL menjadi 14 mL yang disebabkan oleh penurunan tekanan air dan peningkatan suhu.

Referensi : Chang, Raymond. 2003. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti. Jakarta: Erlangga

LAMPIRAN

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>