Rumus Molekul Gas Nxy: Contoh Soal Kimia

by TextBrain Team 41 views

Alright guys, kali ini kita bakal bahas soal kimia seru tentang rumus molekul gas. Soalnya begini:

Pada suhu dan tekanan tertentu, 200 molekul gas NₓOᵧ terurai menjadi 200 molekul N₂O₃ dan 200 molekul O₂. Rumus molekul gas NₓOᵧ yang tepat adalah...

ঙ্গA. NO₃

ঙ্গB. NO₂

ঙ্গC. N₂O₅

ঙ্গD. N₂O

ঙ্গE. NO

Wah, gimana nih cara ngerjainnya? Jangan khawatir, kita bedah satu per satu biar makin paham!

Memahami Soal dan Konsep Dasar

Sebelum kita masuk ke penyelesaian, penting banget buat kita pahami dulu soalnya dengan baik. Di sini, kita dikasih tahu bahwa ada sejumlah molekul gas NₓOᵧ yang terurai jadi dua senyawa lain, yaitu N₂O₃ dan O₂. Tugas kita adalah mencari tahu rumus molekul gas NₓOᵧ itu sendiri. Nah, konsep dasar yang perlu kita kuasai di sini adalah hukum kekekalan massa. Hukum ini bilang bahwa dalam reaksi kimia, massa zat sebelum dan sesudah reaksi itu sama. Dengan kata lain, jumlah atom setiap unsur sebelum dan sesudah reaksi juga harus sama.

Hukum kekekalan massa ini penting banget dalam stoikiometri, yaitu ilmu yang mempelajari tentang kuantitas zat dalam reaksi kimia. Stoikiometri membantu kita untuk menghitung jumlah reaktan dan produk dalam suatu reaksi. Dalam soal ini, kita akan menggunakan prinsip stoikiometri untuk menentukan rumus molekul gas NₓOᵧ. Selain itu, kita juga perlu memahami tentang persamaan reaksi. Persamaan reaksi adalah representasi simbolik dari suatu reaksi kimia. Persamaan reaksi harus setara, artinya jumlah atom setiap unsur di sisi reaktan (sebelum reaksi) harus sama dengan jumlah atom setiap unsur di sisi produk (sesudah reaksi). Untuk menyetarakan persamaan reaksi, kita bisa menggunakan koefisien di depan setiap senyawa. Koefisien ini menunjukkan jumlah relatif molekul atau mol senyawa yang terlibat dalam reaksi.

Dalam soal ini, kita akan menggunakan persamaan reaksi untuk menggambarkan penguraian gas NₓOᵧ menjadi N₂O₃ dan O₂. Setelah itu, kita akan menyetarakan persamaan reaksi tersebut untuk memastikan bahwa jumlah atom setiap unsur sama di kedua sisi. Dengan persamaan reaksi yang setara, kita bisa menentukan nilai x dan y dalam rumus molekul NₓOᵧ. Jadi, dengan memahami konsep dasar hukum kekekalan massa, stoikiometri, dan persamaan reaksi, kita akan lebih mudah untuk menyelesaikan soal ini. Jangan lupa untuk selalu teliti dalam menghitung jumlah atom setiap unsur dan memastikan bahwa persamaan reaksi sudah setara sebelum kita menarik kesimpulan.

Menyusun Persamaan Reaksi

Langkah pertama yang harus kita lakukan adalah menyusun persamaan reaksi dari informasi yang diberikan. Kita tahu bahwa gas NₓOᵧ terurai menjadi N₂O₃ dan O₂. Jadi, persamaan reaksinya adalah:

NₓOᵧ → N₂O₃ + O₂

Persamaan ini masih belum setara, karena jumlah atom N dan O di sisi kiri dan kanan belum sama. Tugas kita selanjutnya adalah menyetarakan persamaan reaksi ini. Untuk menyetarakan persamaan reaksi, kita perlu mencari koefisien yang tepat untuk setiap senyawa. Koefisien ini akan memastikan bahwa jumlah atom setiap unsur sama di kedua sisi persamaan.

Menyetarakan persamaan reaksi adalah langkah penting dalam menyelesaikan soal stoikiometri. Persamaan reaksi yang setara akan memberikan informasi yang akurat tentang perbandingan jumlah mol antara reaktan dan produk. Dalam soal ini, kita akan menggunakan metode coba-coba untuk menyetarakan persamaan reaksi. Metode ini melibatkan penyesuaian koefisien di depan setiap senyawa hingga jumlah atom setiap unsur sama di kedua sisi. Mari kita mulai dengan menyetarakan atom nitrogen (N). Di sisi kanan, ada 2 atom N dalam N₂O₃. Jadi, kita perlu menambahkan koefisien 2 di depan NₓOᵧ:

2NₓOᵧ → N₂O₃ + O₂

Sekarang, jumlah atom N sudah sama di kedua sisi. Selanjutnya, kita akan menyetarakan atom oksigen (O). Di sisi kanan, ada 3 atom O dalam N₂O₃ dan 2 atom O dalam O₂, sehingga total ada 5 atom O. Di sisi kiri, ada y atom O dalam NₓOᵧ. Karena ada koefisien 2 di depan NₓOᵧ, maka total ada 2y atom O di sisi kiri. Agar jumlah atom O sama di kedua sisi, kita perlu mencari nilai y yang memenuhi persamaan:

2y = 5

Sayangnya, tidak ada bilangan bulat yang memenuhi persamaan ini. Ini berarti kita perlu mengubah koefisien di depan N₂O₃ dan O₂. Mari kita coba kalikan koefisien di depan N₂O₃ dengan 2:

2NₓOᵧ → 2N₂O₃ + O₂

Sekarang, di sisi kanan ada 2 * 2 = 4 atom N. Jadi, kita perlu mengubah koefisien di depan NₓOᵧ menjadi 4:

4NₓOᵧ → 2N₂O₃ + O₂

Jumlah atom N sudah setara. Sekarang kita hitung jumlah atom O di sisi kanan: 2 * 3 = 6 atom O dalam N₂O₃ dan 2 atom O dalam O₂, sehingga total ada 8 atom O. Di sisi kiri, ada 4y atom O. Agar jumlah atom O sama di kedua sisi, kita perlu mencari nilai y yang memenuhi persamaan:

4y = 8

Dari persamaan ini, kita dapatkan y = 2. Jadi, rumus molekul gas NₓOᵧ adalah N₂O₂. Namun, kita masih perlu menyetarakan jumlah atom O dengan menambahkan koefisien di depan O₂:

4NₓOᵧ → 2N₂O₃ + yO₂

Total atom O di sisi kanan adalah 6 + 2y. Total atom O di sisi kiri adalah 4y. Agar setara:

4y = 6 + 2y

2y = 6

y = 3

Karena koefisien N₂O₃ sudah dikali 2, maka koefisien NₓOᵧ juga harus dikali 2. Sehingga, kita dapatkan persamaan reaksi setara:

2NₓOᵧ → 2N₂O₃ + O₂

Menentukan Rumus Molekul NₓOᵧ

Setelah kita mendapatkan persamaan reaksi yang setara, langkah selanjutnya adalah menentukan rumus molekul NₓOᵧ. Dari persamaan reaksi yang setara, kita tahu bahwa 2 molekul NₓOᵧ terurai menjadi 2 molekul N₂O₃ dan 1 molekul O₂. Sekarang, kita bisa menggunakan informasi ini untuk mencari nilai x dan y dalam rumus molekul NₓOᵧ.

Analisis Atom Nitrogen (N)

Di sisi kanan persamaan reaksi, terdapat 2 molekul N₂O₃, yang berarti ada 2 * 2 = 4 atom nitrogen. Karena jumlah atom nitrogen harus sama di kedua sisi, maka di sisi kiri juga harus ada 4 atom nitrogen. Dengan kata lain, 2 molekul NₓOᵧ harus mengandung 4 atom nitrogen. Jadi, setiap molekul NₓOᵧ harus mengandung 4 / 2 = 2 atom nitrogen. Ini berarti nilai x = 2.

Analisis Atom Oksigen (O)

Di sisi kanan persamaan reaksi, terdapat 2 molekul N₂O₃ dan 1 molekul O₂. Jumlah atom oksigen dalam 2 molekul N₂O₃ adalah 2 * 3 = 6 atom oksigen. Jumlah atom oksigen dalam 1 molekul O₂ adalah 2 atom oksigen. Jadi, total ada 6 + 2 = 8 atom oksigen di sisi kanan persamaan reaksi. Karena jumlah atom oksigen harus sama di kedua sisi, maka di sisi kiri juga harus ada 8 atom oksigen. Dengan kata lain, 2 molekul NₓOᵧ harus mengandung 8 atom oksigen. Jadi, setiap molekul NₓOᵧ harus mengandung 8 / 2 = 4 atom oksigen. Ini berarti nilai y = 4.

Dengan demikian, kita telah menemukan nilai x dan y dalam rumus molekul NₓOᵧ. Nilai x = 2 dan nilai y = 5. Jadi, rumus molekul gas NₓOᵧ adalah N₂O₅.

Jawaban dan Pembahasan Tambahan

Jadi, jawaban yang tepat untuk soal ini adalah C. N₂O₅. Sekarang, mari kita bahas sedikit lebih dalam tentang senyawa N₂O₅ ini. Dinitrogen pentaoksida (N₂O₅) adalah senyawa yang sangat reaktif dan mudah terurai menjadi nitrogen dioksida (NO₂) dan oksigen (O₂). Senyawa ini merupakan oksidator kuat dan dapat bereaksi dengan berbagai senyawa organik dan anorganik. N₂O₅ juga merupakan senyawa yang sangat higroskopis, artinya mudah menyerap air dari udara. Ketika bereaksi dengan air, N₂O₅ akan membentuk asam nitrat (HNO₃).

Tips Tambahan:

  • Selalu periksa kembali persamaan reaksi yang telah disetarakan untuk memastikan bahwa jumlah atom setiap unsur sama di kedua sisi.
  • Jika kesulitan menyetarakan persamaan reaksi, coba gunakan metode aljabar atau metode bilangan oksidasi.
  • Pahami sifat-sifat senyawa yang terlibat dalam reaksi, karena hal ini dapat membantu Anda dalam menyelesaikan soal.

Semoga penjelasan ini bermanfaat dan membantu kalian memahami konsep stoikiometri dengan lebih baik ya! Semangat terus belajarnya!