Contoh Soal Hukum Dalton Dan Pembahasannya

by Jhon Lennon 43 views

Hey guys! Kalian pernah denger tentang Hukum Dalton? Buat yang lagi belajar kimia, pasti gak asing lagi sama hukum yang satu ini. Hukum Dalton ini penting banget buat memahami perilaku gas dalam campuran. Nah, biar makin paham, yuk kita bahas contoh soal Hukum Dalton dan pembahasannya secara lengkap!

Apa Itu Hukum Dalton?

Sebelum kita masuk ke contoh soal, kita pahami dulu yuk apa itu Hukum Dalton. Hukum Dalton, yang juga dikenal sebagai Hukum Tekanan Parsial Dalton, menyatakan bahwa tekanan total dari campuran gas adalah sama dengan jumlah tekanan parsial dari masing-masing gas dalam campuran tersebut. Simpelnya, setiap gas memberikan kontribusi terhadap tekanan total, dan kontribusi ini tidak dipengaruhi oleh kehadiran gas lain.

Secara matematis, Hukum Dalton dirumuskan sebagai berikut:

Ptotal = P1 + P2 + P3 + ... + Pn

Dimana:

  • Ptotal adalah tekanan total campuran gas
  • P1, P2, P3, ..., Pn adalah tekanan parsial masing-masing gas dalam campuran

Tekanan parsial sendiri adalah tekanan yang akan diberikan oleh suatu gas jika gas tersebut sendirian menempati volume yang sama dengan campuran pada suhu yang sama. Tekanan parsial suatu gas dapat dihitung menggunakan persamaan gas ideal:

Pi = (ni/V) * RT

Dimana:

  • Pi adalah tekanan parsial gas ke-i
  • ni adalah jumlah mol gas ke-i
  • V adalah volume total campuran gas
  • R adalah konstanta gas ideal (0.0821 L atm / (mol K))
  • T adalah suhu dalam Kelvin

Kenapa Hukum Dalton Penting?

Hukum Dalton sangat berguna dalam berbagai aplikasi, terutama yang melibatkan campuran gas. Beberapa contohnya:

  • Menentukan Komposisi Gas: Dengan mengetahui tekanan total dan tekanan parsial masing-masing gas, kita bisa menentukan komposisi campuran gas.
  • Reaksi Kimia: Dalam reaksi kimia yang melibatkan gas, Hukum Dalton membantu kita menghitung tekanan gas yang dihasilkan atau dikonsumsi.
  • Fisiologi Pernapasan: Dalam bidang kedokteran, Hukum Dalton digunakan untuk memahami pertukaran gas dalam paru-paru.

Contoh Soal Hukum Dalton dan Pembahasannya

Oke, sekarang kita masuk ke contoh soal biar makin jelas. Kita mulai dari soal yang sederhana dulu ya!

Contoh Soal 1

Sebuah wadah dengan volume 10 L berisi campuran gas nitrogen (N₂) dan oksigen (O₂) pada suhu 27°C. Jika tekanan parsial gas nitrogen adalah 0.5 atm dan tekanan parsial gas oksigen adalah 1.5 atm, hitunglah:

a. Tekanan total campuran gas b. Jumlah mol masing-masing gas

Pembahasan:

a. Tekanan total campuran gas dapat dihitung langsung menggunakan Hukum Dalton:

Ptotal = PNâ‚‚ + POâ‚‚ = 0.5 atm + 1.5 atm = 2 atm

Jadi, tekanan total campuran gas adalah 2 atm.

b. Jumlah mol masing-masing gas dapat dihitung menggunakan persamaan gas ideal:

Untuk gas nitrogen (Nâ‚‚):

PNâ‚‚V = nNâ‚‚RT

nNâ‚‚ = (PNâ‚‚V) / (RT) = (0.5 atm * 10 L) / (0.0821 L atm / (mol K) * (27 + 273) K) = 0.203 mol

Untuk gas oksigen (Oâ‚‚):

POâ‚‚V = nOâ‚‚RT

nOâ‚‚ = (POâ‚‚V) / (RT) = (1.5 atm * 10 L) / (0.0821 L atm / (mol K) * (27 + 273) K) = 0.609 mol

Jadi, jumlah mol gas nitrogen adalah 0.203 mol dan jumlah mol gas oksigen adalah 0.609 mol.

Contoh Soal 2

Dalam sebuah wadah tertutup dengan volume 5 L terdapat 0.1 mol gas hidrogen (Hâ‚‚) dan 0.2 mol gas helium (He) pada suhu 300 K. Hitunglah:

a. Tekanan parsial masing-masing gas b. Tekanan total campuran gas

Pembahasan:

a. Tekanan parsial masing-masing gas dapat dihitung menggunakan persamaan gas ideal:

Untuk gas hidrogen (Hâ‚‚):

PHâ‚‚ = (nHâ‚‚/V) * RT = (0.1 mol / 5 L) * (0.0821 L atm / (mol K)) * 300 K = 0.493 atm

Untuk gas helium (He):

PHe = (nHe/V) * RT = (0.2 mol / 5 L) * (0.0821 L atm / (mol K)) * 300 K = 0.985 atm

Jadi, tekanan parsial gas hidrogen adalah 0.493 atm dan tekanan parsial gas helium adalah 0.985 atm.

b. Tekanan total campuran gas dapat dihitung menggunakan Hukum Dalton:

Ptotal = PHâ‚‚ + PHe = 0.493 atm + 0.985 atm = 1.478 atm

Jadi, tekanan total campuran gas adalah 1.478 atm.

Contoh Soal 3

Suatu campuran gas terdiri dari 40% volume gas metana (CH₄), 30% volume gas etana (C₂H₆), dan sisanya gas propana (C₃H₈) pada suhu 25°C dan tekanan total 2 atm. Hitunglah tekanan parsial masing-masing gas.

Pembahasan:

Karena yang diketahui adalah persentase volume, kita bisa menganggap bahwa persentase volume sama dengan persentase mol (karena pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas berbanding lurus dengan jumlah molnya).

  • % mol CHâ‚„ = 40%
  • % mol Câ‚‚H₆ = 30%
  • % mol C₃H₈ = 100% - 40% - 30% = 30%

Tekanan parsial masing-masing gas dapat dihitung dengan mengalikan fraksi mol gas tersebut dengan tekanan total:

PCHâ‚„ = (% mol CHâ‚„ / 100%) * Ptotal = (40% / 100%) * 2 atm = 0.8 atm

PC₂H₆ = (% mol C₂H₆ / 100%) * Ptotal = (30% / 100%) * 2 atm = 0.6 atm

PC₃H₈ = (% mol C₃H₈ / 100%) * Ptotal = (30% / 100%) * 2 atm = 0.6 atm

Jadi, tekanan parsial gas metana adalah 0.8 atm, tekanan parsial gas etana adalah 0.6 atm, dan tekanan parsial gas propana adalah 0.6 atm.

Contoh Soal 4

Sebuah wadah berisi 2 gram gas hidrogen (H₂) dan 16 gram gas metana (CH₄) pada suhu 27°C dan tekanan total 3 atm. Hitunglah tekanan parsial masing-masing gas.

Pembahasan:

Langkah pertama adalah menghitung jumlah mol masing-masing gas:

  • Jumlah mol Hâ‚‚ = massa Hâ‚‚ / massa molar Hâ‚‚ = 2 g / 2 g/mol = 1 mol
  • Jumlah mol CHâ‚„ = massa CHâ‚„ / massa molar CHâ‚„ = 16 g / 16 g/mol = 1 mol

Selanjutnya, hitung fraksi mol masing-masing gas:

  • Fraksi mol Hâ‚‚ = mol Hâ‚‚ / (mol Hâ‚‚ + mol CHâ‚„) = 1 mol / (1 mol + 1 mol) = 0.5
  • Fraksi mol CHâ‚„ = mol CHâ‚„ / (mol Hâ‚‚ + mol CHâ‚„) = 1 mol / (1 mol + 1 mol) = 0.5

Tekanan parsial masing-masing gas dapat dihitung dengan mengalikan fraksi mol gas tersebut dengan tekanan total:

PHâ‚‚ = fraksi mol Hâ‚‚ * Ptotal = 0.5 * 3 atm = 1.5 atm

PCHâ‚„ = fraksi mol CHâ‚„ * Ptotal = 0.5 * 3 atm = 1.5 atm

Jadi, tekanan parsial gas hidrogen adalah 1.5 atm dan tekanan parsial gas metana adalah 1.5 atm.

Contoh Soal 5

Gas nitrogen dengan volume 2.0 L pada tekanan 2.0 atm dicampur dengan gas oksigen dengan volume 3.0 L pada tekanan 1.0 atm. Kedua gas berada pada suhu yang sama. Berapakah tekanan total campuran jika volume totalnya adalah 5.0 L?

Pembahasan:

Karena suhu konstan, kita dapat menggunakan Hukum Boyle untuk menghitung tekanan masing-masing gas setelah dicampur:

Untuk gas nitrogen (Nâ‚‚):

P1V1 = P2V2

  1. 0 atm * 2.0 L = PNâ‚‚ * 5.0 L

PNâ‚‚ = (2.0 atm * 2.0 L) / 5.0 L = 0.8 atm

Untuk gas oksigen (Oâ‚‚):

P1V1 = P2V2

  1. 0 atm * 3.0 L = POâ‚‚ * 5.0 L

POâ‚‚ = (1.0 atm * 3.0 L) / 5.0 L = 0.6 atm

Tekanan total campuran gas dapat dihitung menggunakan Hukum Dalton:

Ptotal = PNâ‚‚ + POâ‚‚ = 0.8 atm + 0.6 atm = 1.4 atm

Jadi, tekanan total campuran gas adalah 1.4 atm.

Tips dan Trik Mengerjakan Soal Hukum Dalton

  • Pahami Konsep Dasar: Pastikan kamu benar-benar paham apa itu tekanan parsial dan bagaimana Hukum Dalton bekerja.
  • Perhatikan Satuan: Pastikan semua satuan sudah sesuai (misalnya, volume dalam liter, tekanan dalam atm, suhu dalam Kelvin) sebelum memasukkan angka ke dalam rumus.
  • Gunakan Persamaan Gas Ideal: Jangan ragu menggunakan persamaan gas ideal (PV = nRT) untuk mencari hubungan antara tekanan, volume, jumlah mol, dan suhu.
  • Latihan Soal: Semakin banyak latihan soal, semakin terbiasa kamu dengan berbagai tipe soal Hukum Dalton.

Kesimpulan

Nah, itu dia pembahasan tentang contoh soal Hukum Dalton dan pembahasannya. Semoga dengan penjelasan ini, kalian jadi lebih paham dan gak bingung lagi ya kalau ketemu soal tentang Hukum Dalton. Ingat, kunci utama dalam belajar adalah pemahaman konsep dan latihan soal yang konsisten. Selamat belajar dan semoga sukses!