Pemahaman tentang komposisi suatu senyawa organik merupakan fondasi penting dalam kimia organik. Salah satu cara paling fundamental untuk menentukan rumus molekul suatu senyawa adalah melalui analisis pembakaran, teknik yang telah digunakan para kimiawan sejak abad ke-19 untuk mengidentifikasi senyawa tak dikenal hanya dari produk pembakarannya.
Kumpulan latihan soal ini dirancang untuk melatih kemampuan berpikir analitis secara sistematis: mulai dari mengekstrak massa tiap unsur dari data produk pembakaran, mengonversi massa ke jumlah zat (n), mencari rasio mol, hingga menentukan rumus empiris dan rumus molekul akhir. Setiap soal disusun dengan data yang presisi dan pembahasan langkah demi langkah agar proses berpikir dapat diikuti dengan jelas dan penuh keyakinan.
Soal-soal di sini bervariasi dalam tingkat kompleksitas, dari senyawa sederhana yang hanya mengandung C, H, dan O, hingga senyawa dengan unsur N dan S, serta kasus ketika data tambahan seperti persentase nitrogen atau massa molar dari spektrometri massa diperlukan untuk menentukan jawaban akhir. Variasi ini mencerminkan situasi nyata yang dijumpai di laboratorium kimia analitik.
Sebaiknya kerjakan setiap soal secara mandiri sebelum membuka pembahasan. Perhatikan bagaimana setiap angka dalam pembahasan saling terkait dan dapat diverifikasi satu sama lain, kekonsistenan itulah yang menjadi tanda bahwa penalaran kita benar. Selamat berlatih.
Pembakaran sempurna 0,900 g sampel padatan kristalin yang hanya mengandung C, H, dan O
menghasilkan 1,319 g CO2 dan 0,540 g H2O. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 0,900 g | Hanya mengandung C, H, O |
| Massa CO2 | 1,319 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 0,540 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
Pilih jawaban:
A C3H6O2 B C2H4O2 C C4H8O2 D C2H6O E CH2O
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Hitung massa C dari CO2
Seluruh karbon dalam sampel teroksidasi menjadi CO2. Fraksi massa C dalam CO2:
\[ m_C = \frac{mM_C}{mM_{CO_2}} \times m_{CO_2} = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 1{,}319\ \text{g} = 0{,}3600\ \text{g} \]
Langkah 2 — Hitung massa H dari H2O
Satu mol H2O mengandung 2 mol H. Fraksi massa H dalam H2O:
\[ m_H = \frac{2\,mM_H}{mM_{H_2O}} \times m_{H_2O} = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 0{,}540\ \text{g} = 0{,}0604\ \text{g} \]
Langkah 3 — Hitung massa O (selisih)
\[ m_O = m_\text{sampel} - m_C - m_H = 0{,}900 - 0{,}3600 - 0{,}0604 = 0{,}4796\ \text{g} \]
Langkah 4 — Hitung \(n\) tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}3600}{12{,}01} = 0{,}02998\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}0604}{1{,}008} = 0{,}05992\ \text{mol}, \quad n_O = \frac{0{,}4796}{16{,}00} = 0{,}02998\ \text{mol} \]
Langkah 5 — Rasio mol dan rumus empiris
Bagi dengan nilai terkecil \((n_C = n_O = 0{,}02998)\):
\[ C : H : O = 1 : \frac{0{,}05992}{0{,}02998} : 1 = 1 : 2{,}000 : 1 \]
Rumus empiris: \(\text{CH}_2\text{O}, \quad mM_\text{emp} = 12{,}01 + 2(1{,}008) + 16{,}00 = 30{,}03\ \text{g/mol}\).
Langkah 6 — Tentukan rumus molekul
Dari \(n_O\), ada 1 atom O per unit empiris, sehingga \(n_\text{senyawa} = n_O = 0{,}02998\ \text{mol}\).
\[ mM_\text{eksp} = \frac{m_\text{sampel}}{n_\text{senyawa}} = \frac{0{,}900}{0{,}02998} = 30{,}02\ \text{g/mol} \]Ini sama dengan \(mM_\text{emp}\), sehingga \(k = 1\) menghasilkan \(\text{CH}_2\text{O}\ (mM = 30\ \text{g/mol})\), terlalu ringan untuk padatan kristal bermakna. Dari pilihan yang tersedia, cari yang memiliki rasio C:H:O = 1:2:1:
Pilihan B: \(\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2\) — sederhanakan: \(2:4:2 \div 2 = 1:2:1\) ✓ → \(k = 2,\ mM = 60{,}05\ \text{g/mol}\).
Pilihan A: \(\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2\) — \(3:6:2\) tidak dapat disederhanakan ke 1:2:1 ✗
Verifikasi Pilihan B: \(n = 0{,}900/60{,}05 = 0{,}01499\ \text{mol}\)
\[ m_{CO_2} = 0{,}01499 \times 2 \times 44{,}01 = 1{,}319\ \text{g}\ \checkmark \] \[ m_{H_2O} = 0{,}01499 \times 2 \times 18{,}02 = 0{,}540\ \text{g}\ \checkmark \]Jawaban Benar
B. C₂H₄O₂
Asam asetat/metil format · \(mM = 60{,}05\ \text{g/mol}\) · rumus empiris CH₂O, \(k = 2\)
Pembakaran sempurna 0,600 g sampel cairan yang hanya mengandung C, H, dan N menghasilkan
1,340 g CO2 dan 0,823 g H2O. Sisa massa merupakan N.
Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 0,600 g | Hanya mengandung C, H, N |
| Massa CO2 | 1,340 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 0,823 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
Pilih jawaban:
A CH5N B C2H7N C C3H9N D C4H11N E C2H5N
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C dan H
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 1{,}340\ \text{g} = 0{,}3657\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 0{,}823\ \text{g} = 0{,}0921\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa N (selisih)
\[ m_N = 0{,}600 - 0{,}3657 - 0{,}0921 = 0{,}1422\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}3657}{12{,}01} = 0{,}03045\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}0921}{1{,}008} = 0{,}09137\ \text{mol}, \quad n_N = \frac{0{,}1422}{14{,}01} = 0{,}01015\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol dan rumus empiris
Nilai terkecil: \(n_N = 0{,}01015\ \text{mol}\)
\[ C:H:N = \frac{0{,}03045}{0{,}01015} : \frac{0{,}09137}{0{,}01015} : 1 = 2{,}999 : 9{,}001 : 1 \approx 3:9:1 \]
Rumus empiris: \(\text{C}_3\text{H}_9\text{N}, \quad mM_\text{emp} = 3(12{,}01)+9(1{,}008)+14{,}01 = 59{,}11\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Verifikasi \(mM\) dan cek silang
\[ n_\text{senyawa} = n_N = 0{,}01015\ \text{mol} \]
\[ mM_\text{eksp} = \frac{0{,}600}{0{,}01015} = 59{,}11\ \text{g/mol} \quad \Rightarrow \quad k = \frac{59{,}11}{59{,}11} = 1 \]
Cek: \(m_{CO_2} = 0{,}01015 \times 3 \times 44{,}01 = 1{,}340\ \text{g}\ \checkmark\) \(m_{H_2O} = 0{,}01015 \times 4{,}5 \times 18{,}02 = 0{,}823\ \text{g}\ \checkmark\)
Jawaban Benar
C. C₃H₉N
Trimetilamina · \(mM = 59{,}11\ \text{g/mol}\) · \(k = 1\)
Pembakaran sempurna 1,150 g sampel asam organik yang hanya mengandung C, H, dan O
menghasilkan 2,478 g CO2 dan 1,014 g H2O. Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 1,150 g | Hanya mengandung C, H, O |
| Massa CO2 | 2,478 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 1,014 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
Pilih jawaban:
A C3H6O2 B C4H8O2 C C5H10O2 D C6H12O2 E C5H12O
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C dan H
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 2{,}478\ \text{g} = 0{,}6763\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 1{,}014\ \text{g} = 0{,}1135\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa O (selisih)
\[ m_O = 1{,}150 - 0{,}6763 - 0{,}1135 = 0{,}3602\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}6763}{12{,}01} = 0{,}05631\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}1135}{1{,}008} = 0{,}1126\ \text{mol}, \quad n_O = \frac{0{,}3602}{16{,}00} = 0{,}02251\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol (perlu dikali 2)
Nilai terkecil: \(n_O = 0{,}02251\ \text{mol}\)
\[ C:H:O = \frac{0{,}05631}{0{,}02251} : \frac{0{,}1126}{0{,}02251} : 1 = 2{,}501 : 5{,}002 : 1{,}000 \]
Rasio 2,5 bukan bilangan bulat. Kalikan seluruhnya dengan 2:
\[ C:H:O = 5{,}002 : 10{,}004 : 2{,}000 \approx 5:10:2 \]
Rumus empiris: \(\text{C}_5\text{H}_{10}\text{O}_2, \quad mM_\text{emp} = 5(12{,}01)+10(1{,}008)+2(16{,}00) = 102{,}13\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Verifikasi \(mM\) dan cek silang
Ada 2 atom O per rumus empiris, maka:
\[ n_\text{senyawa} = \frac{n_O}{2} = \frac{0{,}02251}{2} = 0{,}01126\ \text{mol} \]
\[ mM_\text{eksp} = \frac{1{,}150}{0{,}01126} = 102{,}1\ \text{g/mol} \approx mM_\text{emp} \quad \Rightarrow \quad k = 1 \]
Cek: \(m_{CO_2} = 0{,}01126 \times 5 \times 44{,}01 = 2{,}478\ \text{g}\ \checkmark\) \(m_{H_2O} = 0{,}01126 \times 5 \times 18{,}02 = 1{,}014\ \text{g}\ \checkmark\)
Jawaban Benar
C. C₅H₁₀O₂
Asam pentanoat (asam valerianat) · \(mM = 102{,}13\ \text{g/mol}\) · \(k = 1\)
Pembakaran sempurna 0,750 g sampel yang mengandung C, H, N, dan O menghasilkan 1,319 g CO2
dan 0,540 g H2O. Analisis Kjeldahl terpisah menunjukkan kandungan N sebesar 28,00% massa.
Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 0,750 g | Mengandung C, H, N, O |
| Massa CO2 | 1,319 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 0,540 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
| % N | 28,00% | Analisis Kjeldahl |
Pilih jawaban:
A C2H4N2O B C3H6N2O C C4H8N2O D C4H6N2O2 E C5H10N2O
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C, H, dan N
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 1{,}319\ \text{g} = 0{,}3600\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 0{,}540\ \text{g} = 0{,}0604\ \text{g} \]
\[ m_N = 0{,}2800 \times 0{,}750\ \text{g} = 0{,}2100\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa O (selisih)
\[ m_O = 0{,}750 - 0{,}3600 - 0{,}0604 - 0{,}2100 = 0{,}1196\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}3600}{12{,}01} = 0{,}02997\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}0604}{1{,}008} = 0{,}05992\ \text{mol} \]
\[ n_N = \frac{0{,}2100}{14{,}01} = 0{,}01499\ \text{mol}, \quad n_O = \frac{0{,}1196}{16{,}00} = 0{,}007475\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol dan rumus empiris
Nilai terkecil: \(n_O = 0{,}007475\ \text{mol}\)
\[ C:H:N:O = \frac{0{,}02997}{0{,}007475} : \frac{0{,}05992}{0{,}007475} : \frac{0{,}01499}{0{,}007475} : 1 = 4{,}009 : 8{,}017 : 2{,}005 : 1 \approx 4:8:2:1 \]
Rumus empiris: \(\text{C}_4\text{H}_8\text{N}_2\text{O}, \quad mM_\text{emp} = 4(12{,}01)+8(1{,}008)+2(14{,}01)+16{,}00 = 100{,}12\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Verifikasi \(mM\) dan % N
\[ n_\text{senyawa} = n_O = 0{,}007475\ \text{mol} \quad \Rightarrow \quad mM_\text{eksp} = \frac{0{,}750}{0{,}007475} = 100{,}3\ \text{g/mol} \approx 100{,}12 \quad k = 1 \]
Verifikasi % N: \(\dfrac{2 \times 14{,}01}{100{,}12} \times 100\% = 27{,}98\% \approx 28{,}00\%\ \checkmark\)
Jawaban Benar
C. C₄H₈N₂O
4-aminomorfolin/semikarbasida · \(mM = 100{,}12\ \text{g/mol}\) · % N = 27,98% · \(k = 1\)
Pembakaran sempurna 0,460 g sampel cairan yang hanya mengandung C, H, dan O
menghasilkan 0,879 g CO2 dan 0,540 g H2O. Massa molar senyawa
dari literatur adalah 46 g/mol. Tentukan rumus molekulnya!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 0,460 g | Hanya mengandung C, H, O |
| Massa CO2 | 0,879 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 0,540 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
| \(mM\) senyawa | 46 g/mol | Data literatur |
Pilih jawaban:
A CH4O B C2H4O C C2H6O D C3H8O E C4H10O
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C dan H
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 0{,}879\ \text{g} = 0{,}2399\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 0{,}540\ \text{g} = 0{,}0604\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa O (selisih)
\[ m_O = 0{,}460 - 0{,}2399 - 0{,}0604 = 0{,}1597\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}2399}{12{,}01} = 0{,}01998\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}0604}{1{,}008} = 0{,}05992\ \text{mol}, \quad n_O = \frac{0{,}1597}{16{,}00} = 0{,}009981\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol dan rumus empiris
Nilai terkecil: \(n_O = 0{,}009981\ \text{mol}\)
\[ C:H:O = \frac{0{,}01998}{0{,}009981} : \frac{0{,}05992}{0{,}009981} : 1 = 2{,}002 : 6{,}003 : 1 \approx 2:6:1 \]
Rumus empiris: \(\text{C}_2\text{H}_6\text{O}, \quad mM_\text{emp} = 2(12{,}01)+6(1{,}008)+16{,}00 = 46{,}07\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Faktor pengali menggunakan \(mM\) literatur
\[ k = \frac{mM_\text{literatur}}{mM_\text{emp}} = \frac{46}{46{,}07} \approx 1 \]
Rumus molekul = rumus empiris = \(\text{C}_2\text{H}_6\text{O}\).
Cek silang: \(n = 0{,}460/46{,}07 = 0{,}009985\ \text{mol}\), \(m_{CO_2} = 0{,}009985 \times 2 \times 44{,}01 = 0{,}879\ \text{g}\ \checkmark\), \(m_{H_2O} = 0{,}009985 \times 3 \times 18{,}02 = 0{,}540\ \text{g}\ \checkmark\)
Cek silang: \(n = 0{,}460/46{,}07 = 0{,}009985\ \text{mol}\), \(m_{CO_2} = 0{,}009985 \times 2 \times 44{,}01 = 0{,}879\ \text{g}\ \checkmark\), \(m_{H_2O} = 0{,}009985 \times 3 \times 18{,}02 = 0{,}540\ \text{g}\ \checkmark\)
Jawaban Benar
C. C₂H₆O
Etanol/dimetil eter · \(mM = 46{,}07\ \text{g/mol}\) · \(k = 1\)
Suatu senyawa organosulfur hanya mengandung C, H, dan S. Pembakaran sempurna 0,962 g sampelnya
menghasilkan 0,880 g CO2 dan 0,721 g H2O. Sisa massa adalah S.
Tentukan rumus molekul senyawa tersebut!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 0,962 g | Hanya mengandung C, H, S |
| Massa CO2 | 0,880 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 0,721 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
Pilih jawaban:
A C2H6S B C2H4S C CH4S D C3H8S E C4H10S
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C dan H
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 0{,}880\ \text{g} = 0{,}2402\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 0{,}721\ \text{g} = 0{,}0807\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa S (selisih)
\[ m_S = 0{,}962 - 0{,}2402 - 0{,}0807 = 0{,}6411\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}2402}{12{,}01} = 0{,}02000\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}0807}{1{,}008} = 0{,}08004\ \text{mol}, \quad n_S = \frac{0{,}6411}{32{,}06} = 0{,}01999\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol dan rumus empiris
Nilai terkecil: \(n_C \approx n_S \approx 0{,}02000\ \text{mol}\)
\[ C:H:S = \frac{0{,}02000}{0{,}02000} : \frac{0{,}08004}{0{,}02000} : \frac{0{,}01999}{0{,}02000} = 1{,}000 : 4{,}002 : 1{,}000 \approx 1:4:1 \]
Rumus empiris: \(\text{CH}_4\text{S}, \quad mM_\text{emp} = 12{,}01+4(1{,}008)+32{,}06 = 48{,}10\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Verifikasi \(mM\) dan cek silang
\[ n_\text{senyawa} = n_S = 0{,}01999\ \text{mol} \quad \Rightarrow \quad mM_\text{eksp} = \frac{0{,}962}{0{,}01999} = 48{,}12\ \text{g/mol} \approx 48{,}10 \quad k = 1 \]
Cek: \(m_{CO_2} = 0{,}01999 \times 1 \times 44{,}01 = 0{,}880\ \text{g}\ \checkmark\) \(m_{H_2O} = 0{,}01999 \times 2 \times 18{,}02 = 0{,}720\ \text{g} \approx 0{,}721\ \text{g}\ \checkmark\)
Jawaban Benar
C. CH₄S
Metanetiol (metil merkaptan) · \(mM = 48{,}10\ \text{g/mol}\) · \(k = 1\)
Pembakaran sempurna 1,800 g senyawa gula sederhana yang hanya mengandung C, H, dan O
menghasilkan 2,638 g CO2 dan 1,080 g H2O.
Spektrometri massa memberikan \(mM = 180\ \text{g/mol}\). Tentukan rumus molekulnya!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 1,800 g | Hanya mengandung C, H, O |
| Massa CO2 | 2,638 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 1,080 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
| \(mM\) senyawa | 180 g/mol | Spektrometri massa |
Pilih jawaban:
A CH2O B C2H4O2 C C3H6O3 D C4H8O4 E C6H12O6
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C dan H
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 2{,}638\ \text{g} = 0{,}7200\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 1{,}080\ \text{g} = 0{,}1209\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa O (selisih)
\[ m_O = 1{,}800 - 0{,}7200 - 0{,}1209 = 0{,}9591\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}7200}{12{,}01} = 0{,}05995\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}1209}{1{,}008} = 0{,}1199\ \text{mol}, \quad n_O = \frac{0{,}9591}{16{,}00} = 0{,}05994\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol dan rumus empiris
Nilai terkecil: \(n_C \approx n_O = 0{,}05994\ \text{mol}\)
\[ C:H:O = 1 : \frac{0{,}1199}{0{,}05994} : 1 = 1 : 2{,}001 : 1 \approx 1:2:1 \]
Rumus empiris: \(\text{CH}_2\text{O} , \quad mM_\text{emp} = 12{,}01+2(1{,}008)+16{,}00 = 30{,}03\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Faktor pengali \(k\) menggunakan \(mM\) spektrometri
\[ k = \frac{mM_\text{literatur}}{mM_\text{emp}} = \frac{180}{30{,}03} = 5{,}994 \approx 6 \]
\[ \text{Rumus molekul} = k \times \text{CH}_2\text{O} = \text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 \]
Verifikasi \(mM\): \(6(12{,}01)+12(1{,}008)+6(16{,}00) = 72{,}06+12{,}10+96{,}00 = 180{,}16\ \text{g/mol} \approx 180\ \text{g/mol}\ \checkmark\)
Catatan: Semua pilihan A–D juga punya rumus empiris CH₂O; data \(mM\) dari spektrometri massa yang membedakan jawabannya.
Jawaban Benar
E. C₆H₁₂O₆
Glukosa/fruktosa · \(mM = 180{,}16\ \text{g/mol}\) · rumus empiris CH₂O, \(k = 6\)
Pembakaran sempurna 0,500 g senyawa yang mengandung C, H, N, dan O menghasilkan 0,749 g CO2
dan 0,409 g H2O. Analisis Kjeldahl menunjukkan kandungan N sebesar 31,80% massa.
Spektrometri massa memberikan \(mM = 88\ \text{g/mol}\). Tentukan rumus molekulnya!
| Data | Nilai | Keterangan |
|---|---|---|
| Massa sampel | 0,500 g | Mengandung C, H, N, O |
| Massa CO2 | 0,749 g | \(mM = 44{,}01\ \text{g/mol}\) |
| Massa H2O | 0,409 g | \(mM = 18{,}02\ \text{g/mol}\) |
| % N | 31,80% | Analisis Kjeldahl |
| \(mM\) senyawa | 88 g/mol | Spektrometri massa |
Pilih jawaban:
A C2H5NO B C2H8N2O C C4H10N2O D C3H8N2O E C2H6N2O2
Lihat Pembahasan Lengkap
Langkah 1 — Massa C, H, dan N
\[ m_C = \frac{12{,}01}{44{,}01} \times 0{,}749\ \text{g} = 0{,}2044\ \text{g} \]
\[ m_H = \frac{2 \times 1{,}008}{18{,}02} \times 0{,}409\ \text{g} = 0{,}04578\ \text{g} \]
\[ m_N = 0{,}3180 \times 0{,}500\ \text{g} = 0{,}1590\ \text{g} \]
Langkah 2 — Massa O (selisih)
\[ m_O = 0{,}500 - 0{,}2044 - 0{,}04578 - 0{,}1590 = 0{,}09082\ \text{g} \]
Langkah 3 — n tiap unsur
\[ n_C = \frac{0{,}2044}{12{,}01} = 0{,}01702\ \text{mol}, \quad n_H = \frac{0{,}04578}{1{,}008} = 0{,}04542\ \text{mol} \]
\[ n_N = \frac{0{,}1590}{14{,}01} = 0{,}01135\ \text{mol}, \quad n_O = \frac{0{,}09082}{16{,}00} = 0{,}005676\ \text{mol} \]
Langkah 4 — Rasio mol dan rumus empiris
Nilai terkecil: \(n_O = 0{,}005676\ \text{mol}\)
\[ C:H:N:O = \frac{0{,}01702}{0{,}005676} : \frac{0{,}04542}{0{,}005676} : \frac{0{,}01135}{0{,}005676} : 1 = 2{,}998 : 7{,}999 : 1{,}999 : 1 \approx 3:8:2:1 \]
Rumus empiris: \(\text{C}_3\text{H}_8\text{N}_2\text{O} , \quad mM_\text{emp} = 3(12{,}01)+8(1{,}008)+2(14{,}01)+16{,}00 = 88{,}11\ \text{g/mol}\).
Langkah 5 — Verifikasi penuh
\[ k = \frac{mM_\text{literatur}}{mM_\text{emp}} = \frac{88}{88{,}11} \approx 1 \]
Rumus molekul = \(\text{C}_3\text{H}_8\text{N}_2\text{O}\).
Verifikasi % N: \(\dfrac{2 \times 14{,}01}{88{,}11} \times 100\% = 31{,}81\% \approx 31{,}80\%\ \checkmark\)
Cek silang: \(n = 0{,}500/88{,}11 = 0{,}005675\ \text{mol}\),
\(m_{CO_2} = 0{,}005675 \times 3 \times 44{,}01 = 0{,}749\ \text{g}\ \checkmark\), \(m_{H_2O} = 0{,}005675 \times 4 \times 18{,}02 = 0{,}409\ \text{g}\ \checkmark\)
Verifikasi % N: \(\dfrac{2 \times 14{,}01}{88{,}11} \times 100\% = 31{,}81\% \approx 31{,}80\%\ \checkmark\)
Cek silang: \(n = 0{,}500/88{,}11 = 0{,}005675\ \text{mol}\),
\(m_{CO_2} = 0{,}005675 \times 3 \times 44{,}01 = 0{,}749\ \text{g}\ \checkmark\), \(m_{H_2O} = 0{,}005675 \times 4 \times 18{,}02 = 0{,}409\ \text{g}\ \checkmark\)
Jawaban Benar
D. C₃H₈N₂O
1,3-dimetil urea · \(mM = 88{,}11\ \text{g/mol}\) · % N = 31,81% · \(k = 1\)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar