Pembahasan Soal 4. Pembakaran Senyawa Organik (Soal Esai OSP Kimia 2018)

Rabu, 06 Februari 2019 edit

Berikut ini adalah soal dan pembahasan soal bentuk esai olimpiade sains tingkat provinsi (OSP) kimia tahun 2018. Soal akan dibagi menjadi beberapa bagian mengingat panjangnya soal dan pembahasannya. Soal keempat yang dibahas bertema Pembakaran Senyawa Organik. Bila pembaca menjumpai pembahasan yang kurang tepat mohon memberikan koreksi pada kotak komentar. Terima kasih.



Soal 4. Pembakaran Senyawa Organik
Pembakaran 10,7 g suatu sampel senyawa organik yang hanya mengandung atom C, H, dan N menghasilkan 30,8 g gas CO2; 8,1 g gas H2O; dan 1,4 g gas N2.

Hidrogenasi sempurna terhadap sejumlah sampel yang sama memerlukan 9,0 L hidrogen pada suhu 227 oC dan tekanan 138,5 kPa. Gas yang diperoleh dari penguapan sempurna sebanyak 3,21 g zat tersebut menempati volume 1,25 L pada suhu 227 oC dan tekanan 99,7 kPa.
  1. Tentukan rumus empiris sampel senyawa organik tersebut.

    Penyelesaian/jawaban: urip.info
    Persamaan reaksi:
    CxHyNz + (x+ ¼y)O2 → xCO2 + y/2 H2O + z/2 N2
    Perbandingan jumlah unsur dalam sampel C : H : N dapat diperoleh dari perbandingan jumlah zat CO2, H2O dan N2. Ini dapat mewakili oleh koefisien masing-masing unsurnya yang akan di tentukan jumlahnya.

    CO2 : H2O : N2
    ⇒ x : (y/2) : (z/2)
    ⇒ (30,8/44) mol : (8,1/18) mol : (1,4/28) mol
    ⇒ 0,7 mol : 0,45 mol : 0,05 mol

    Perbandingan C : H : N = x : y : z
    ⇒ 0,7 mol : 2×0,45 mol : 2×0,05 mol
    ⇒ 0,7 mol : 0,9 mol : 0,1 mol
    ⇒ 0,7/0,1 : 0,9/0,1 : 0,1/0,1
    ⇒ 7 : 9 : 1

    Jadi rumus empiris
    C7H9N.


  2. Tentukan massa molar (massa molekul, dalam g/mol) sampel senyawa organik tersebut.

    Penyelesaian/jawaban: urip.info

    Perhitungan massa molar (M) dapat dihitung dari persamaan:
    $\mathsf{PV = \dfrac{m}{M}\cdot R \cdot T}$

    M = $\mathsf{\dfrac{m\cdot R \cdot T}{P \cdot V}}$

    M = $\mathsf{\dfrac{3{,}21~g\cdot 8{,}3145~\dfrac{L{.}kPa}{(mol{.}K)} \cdot (227+273)K)}{99{,}7~kPa \cdot 1{,}25~L}}$

    = $\mathsf{107{,}079~g/mol}$ ≈ 107 g/mol
  3. Tentukan rumus molekul sampel senyawa organik tersebut.

    Penyelesaian/jawaban: urip.info
    Perhitungan rumus molekul:
    Massa molekul rumus empiris C7H9N = 12.7 + 1.9 + 14 = 107 g/mol
    Rumus molekul = (C7H9N)n
    n = $\mathsf{\dfrac{massa~molekul~rumus~molekul}{massa~molekul~rumus~empiris}}$

    n = $\mathsf{\dfrac{107~g/mol}{107~g/mol}}$

    n = $\mathsf{1}$

    Karena n = 1 maka rumus molekul = rumus empiris yaitu C7H9N

  4. Tentukan jumlah mol gas hidrogen yang digunakan untuk melakukan reaksi hidrogenasi sempurna terhadap senyawa organik tersebut.

    Penyelesaian/jawaban:
    urip.info
    Jumlah C7H9N yang dibakar = 10,7 g ÷ 107 g/mol = 0,1 mol.
    Jumlah gas yang digunakan untuk melakukan reaksi hidrogenasi sempurna adalah

    n = $\mathsf{\dfrac{P \cdot V} {R \cdot T}}$

    n
    = $\mathsf{\dfrac{138{,}5~kPa\cdot 9~L} {8{,}3145~\dfrac{L{.}kPa}{(mol{.}K)} \cdot (227+273)K}}$

    n
    = $\mathsf{\dfrac{1{.}246{,}5} {4{.}157{,}25}mol}$

    n
    = $\mathsf{0{,}30~mol}$

  5. Berdasarkan informasi pada soal mengenai proses hidrogenasi sampel senyawa organik tersebut, gambarkan empat kemungkinan struktur senyawa organik tersebut.

    Penyelesaian/jawaban:
    urip.info
    C7H9N ini diperkirakan merupakan senyawaan aromatik benzena dengan cabang 1 gugus metil (–CH3) dan 1 gugus amina (–NH2) atau piridina dengan cabang dua metil (2 –CH3).
    urip.info
    Empat struktur yang mungkin:


Berikut ini tautan pembahasan nomor berikutnya.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2019 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info