Contoh Soal Dan Pembahasan Hukum Dalton
Hukum Dalton adalah sebuah prinsip dasar dalam kimia yang menjelaskan bagaimana gas-gas di dalam campuran gas berperilaku. Hukum ini menyatakan bahwa tekanan total dari campuran gas-gas adalah sama dengan jumlah tekanan yang dihasilkan oleh masing-masing gas jika gas-gas tersebut dikeluarkan dari campuran dan ditempatkan dalam sebuah wadah terpisah. Dalam artikel ini, kita akan membahas contoh soal dan pembahasan yang berkaitan dengan hukum Dalton.
Contoh Soal:
Sebuah campuran gas terdiri dari 4,0 gram gas nitrogen (N2) dan 6,0 gram gas oksigen (O2). Jika tekanan total campuran gas tersebut adalah 2,0 atm, hitunglah tekanan parsial nitrogen dan tekanan parsial oksigen.
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menggunakan hukum Dalton yang menyatakan bahwa tekanan total campuran gas sama dengan jumlah tekanan yang dihasilkan oleh masing-masing gas jika gas-gas tersebut dikeluarkan dari campuran dan ditempatkan dalam sebuah wadah terpisah.
Secara matematis, dapat dituliskan sebagai:
Ptotal = P1 + P2 + … + Pn
Di mana:
Ptotal adalah tekanan total campuran gas
P1, P2, …, Pn adalah tekanan parsial masing-masing gas dalam campuran.
Untuk menentukan tekanan parsial masing-masing gas dalam campuran, kita perlu menghitung jumlah mol masing-masing gas dan kemudian menghitung tekanan parsial menggunakan rumus:
P1 = (n1/N) x Ptotal
Di mana:
n1 adalah jumlah mol gas yang bersangkutan
N adalah jumlah mol total gas dalam campuran
Ptotal adalah tekanan total campuran gas
Langkah 1: Hitung jumlah mol masing-masing gas dalam campuran.
Untuk gas nitrogen (N2), massa molarnya adalah 28 g/mol. Oleh karena itu, jumlah mol gas nitrogen dalam campuran adalah:
n1 = m1/M1 = 4.0 g/28 g/mol = 0.143 mol
Untuk gas oksigen (O2), massa molarnya adalah 32 g/mol. Oleh karena itu, jumlah mol gas oksigen dalam campuran adalah:
n2 = m2/M2 = 6.0 g/32 g/mol = 0.188 mol
Jumlah mol total gas dalam campuran adalah:
N = n1 + n2 = 0.143 mol + 0.188 mol = 0.331 mol
Langkah 2: Hitung tekanan parsial masing-masing gas dalam campuran.
Untuk gas nitrogen (N2), tekanan parsialnya dapat dihitung menggunakan rumus:
P1 = (n1/N) x Ptotal = (0.143 mol/0.331 mol) x 2.0 atm = 0.865 atm
Untuk gas oksigen (O2), tekanan parsialnya dapat dihitung menggunakan rumus:
P2 = (n2/N) x Ptotal = (0.188 mol/0.331 mol) x 2.0 atm = 1.135 atm
Jadi, tekanan parsial nitrogen adalah 0.865 atm dan tekanan parsial oksigen adalah 1.135 atm.
Contoh Soal:
Sebuah campuran gas terdiri dari 5,0 gram gas hidrogen (H2), 10,0 gram gas nitrogen (N2), dan 15,0 gram gas helium (He). Jika tekanan total campuran gas adalah 3,0 atm, hitunglah tekanan parsial masing-masing gas dalam campuran.
Pembahasan:
Langkah 1: Hitung jumlah mol masing-masing gas dalam campuran.
Untuk gas hidrogen (H2), massa molarnya adalah 2 g/mol. Oleh karena itu, jumlah mol gas hidrogen dalam campuran adalah:
n1 = m1/M1 = 5.0 g/2 g/mol = 2.5 mol
Untuk gas nitrogen (N2), massa molarnya adalah 28 g/mol. Oleh karena itu, jumlah mol gas nitrogen dalam campuran adalah:
n2 = m2/M2 = 10.0 g/28 g/mol = 0.357 mol
Untuk gas helium (He), massa molarnya adalah 4 g/mol. Oleh karena itu, jumlah mol gas helium dalam campuran adalah:
n3 = m3/M3 = 15.0 g/4 g/mol = 3.75 mol
Jumlah mol total gas dalam campuran adalah:
N = n1 + n2 + n3 = 2.5 mol + 0.357 mol + 3.75 mol = 6.607 mol
Langkah 2: Hitung tekanan parsial masing-masing gas dalam campuran.
Untuk gas hidrogen (H2), tekanan parsialnya dapat dihitung menggunakan rumus:
P1 = (n1/N) x Ptotal = (2.5 mol/6.607 mol) x 3.0 atm = 1.138 atm
Untuk gas nitrogen (N2), tekanan parsialnya dapat dihitung menggunakan rumus:
P2 = (n2/N) x Ptotal = (0.357 mol/6.607 mol) x 3.0 atm = 0.162 atm
Untuk gas helium (He), tekanan parsialnya dapat dihitung menggunakan rumus:
P3 = (n3/N) x Ptotal = (3.75 mol/6.607 mol) x 3.0 atm = 1.700 atm
Jadi, tekanan parsial gas hidrogen adalah 1.138 atm, tekanan parsial gas nitrogen adalah 0.162 atm, dan tekanan parsial gas helium adalah 1.700 atm.
Hukum Dalton sangat berguna dalam menghitung tekanan parsial gas-gas dalam campuran gas. Dalam praktikum kimia, hukum ini sering digunakan untuk memprediksi perilaku gas-gas dalam reaksi kimia, serta untuk memahami sifat-sifat gas-gas dalam kehidupan sehari-hari seperti pada mesin-mesin pembakaran. Penting untuk memahami prinsip dasar ini dan menguasai teknik perhitungannya agar dapat mengaplikasikannya dengan benar dalam berbagai situasi.