contoh soal dan jawaban dasar teknik kimia

1. STOKIOMETRI

2. LATIHAN-LATIHAN
1. Pabrik elektrolit gas klor dari larutan sodium klorida dijelaskan
dengan reaksi tsb:
2 NaCl + 2 H2O  2 NaOH + H2 + Cl2
Berapa kg Cl2 yang dpt diproduksi dari 20 m3 larutan yang
mengandung 15% (w/w) sodium klorida ?
sp gr larutan relatif thd air pada 4°C = 1.08
2. Dari persoalan 1 diatas, jika 30 kg NaCl bereaksi dgn 140 kg H20
a. Senyawa-senyawa apa yg menjadi reaktan pembatas
b. Senyawa-senyawa apa yg menjadi reaktan ekses
c. Komponen-komponen apa yang akan terkandung dalam larutan
produk jika tingkat kesempurnaan reaksinya 90%
3. Natrium hipoklorit (NaOCl) diproduksi melalui reaksi berikut :
Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl + H2O
Untuk menghasilkan 820 lbm NaOCl, 1550 lbm NaOH direaksikan
dengan 860 lbm gas Cl2. Dari persoalan diatas, tentukan :
a. Reaktan pembatas
b. Reaktan ekses
c. Konversi (berat NaOCl dari berat NaOH yang bereaksi)

3. 1. Dik : V larutan = 20 m3
w/w = 15%
Sp gr = 1.08
Dit : Massa Cl2 (Kg)…
Jawab : Sp gr = Densitas larutan/Densitas air
Sp gr = massa jenis larutan/massa jenis air
massa jenis larutan = Sp gr x massa jenis air
P = 1.08 1000 kg
m3
P = 1080 Kg/m3
P larutan = m/v
m = P x v
M = 1080 Kg 20 m3
m3
M = 21600 Kg
M NaCl = 15% x m larutan
M NaCl = 15% x 21600 Kg
M NaCl = 3240 Kg
n NaCl = Massa /Mr
n NaCl = 3240/58.5
n NaCl = 55.3846 Kg mol
n Cl2 = ½ n NaCl
n Cl2 = 55.3846/2
n Cl2 = 27.692 Kg mol
M Cl2 = n x Mr
M Cl2 = 27.692 x 71
M Cl2 = 1966.1533 Kg

4. 2. Dik :
massa NaCl = 30 Kg
massa H2O = 140 Kg
Dit : a. Reaktan Pembatas ; b. reaktan ekses; c. komponen yang terkandung jika
Tingkat kesempurnaan reaksinya 90%
Jawab :
mol NaCl = massa/ Mr
Mol NaCl = 30/58.5 = 0.513 Kg mol
Mol NaCl 90% = 0.513 x 0.9 = 0.4617 Kg mol
Mol H2O = massa/Mr
Mol H2O = 140/18 = 7.77 Kg mol
2 NaCl + 2 H2O  2 NaOH + H2 + Cl2
T : 0.513 7.77 0.513 0.2565 0.2565
R : 0.4617 0.4617 0.4617 0.2309 0.2309
S : 0.0513 7.3083 0.4617 0.2309 0.2309
B : 3.001 131.550 18.468 0.462 16.394
L : 0.0513 7.3083 0.4617 0.2309 0.2309
a. NaCl
b. H2O
c. ijo

5. 3. Dik : Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl + H2O
820 lbm NaOCl  Mr = 74.5
1550 lbm NaOH  Mr = 40
860 lbm gas Cl2  Mr =71
Dit : a. Reaktan Pembatas ; b. reaktan ekses;
c. konversi (W NaOCl dari W NaOH yang bereaksi)
Jawab :
- Mencari nilai mol
Mol NaOCl = Massa/Mr
Mol NaOCl = 820 lbm/74.5 = 11.006 lbmol
Mol NaOH = Massa NaOH/ Mr
Mol NaOH = 1550 lbm/40 = 38.75 lbmol
Mol Cl2 = Massa Cl2/ Mr
Mol Cl2 = 860 lbm/71 = 12.113 lbmol
Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl + H2O
T : 12.113 38.75 12.113 12.113 12.113
R : 11.006 22.012 11.006 11.006 11.006
S : 1.107 16.738 11.006 11.006 11.006
B : 820
Cl2 = 11.9859
NaOH = 23.9718
a. Reaktan pembatas = Cl2
b. Reaktan Ekses = NaOH
C. Konversi = 820/22.012 = 37.252

7. SOAL PAGI

8. 1. Jawab :
Sp gr = Densitas larutan/Densitas air
Sp gr = Massa jenis larutan/massa jenis air
1.08 = Massa jenis larutan / 1000
Massa jenis larutan = 1080 Kg/m3
Massa jenis larutan = M/V
1080 Kg/m3= m/30 m3
m = 32400 Kg
M NaCl = 12% x 32400
M NaCl = 3888 Kg
Mol NaCl = Massa/Mr
Mol NaCl = 3888/58.5
Mol NaCl = 66.461 Kg mol
Mol Cl2 = mol NaCl/2
Mol Cl2 = 66.461/2 =33.2305 Kg mol
Massa Cl2 = n x Mr
Massa Cl2 = 33.2305 x 71 =2359.3655 Kg

9. 2. Dik :
Massa NaCl = 20 Kg  Mr = 58.5
Massa H2O = 140 Kg  Mr = 18
Dit : a. Reaktan Pembatas ; b. reaktan ekses; c. komponen yang terkandung jika
Tingkat kesempurnaan reaksinya 80%
Jawab :
- Mencari nilai mol
Mol NaCl = Massa/Mr
Mol NaCl = 20 Kg/58.5 = 0.341 Kg mol
Mol H2O = Massa H2O/ Mr
Mol H2O = 140/18 = 7.77 Kg mol
2 NaCl + 2 H2O  2 NaOH + H2 + Cl2
m : 0.341 7.77 - - -
R : 0.341 0.341 0.341 0.1705 0.1705
S : 0 7.429 0.341 0.1705 0.1705
NaCl = 0.341/2 = 0.1705 H2O = 7.77/2 = 3.885
a. Reaktan pembatas = NaCl
b. Reaktan Ekses = H2O
c. Komponen = NaCl; H2O; NaOH; H2; Cl2
c. Mol Cl2 = (koef Cl2/Koef NaCl)x mol NaCl
mol Cl2 = 0.171
Cl2 = 0.171 x 71 = 12.141 Kg

10. 3. Dik : Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl + H2O
820 lbm NaOCl  Mr = 74.5
1145 lbm NaOH  Mr = 40
851 lbm gas Cl2  Mr =71
Dit : a. Reaktan Pembatas ; b. reaktan ekses;
c. Rendemen (NaOCl yang dihasilkan per NaOH yang digunakan)
Jawab :
- Mencari nilai mol
Mol NaOCl = Massa/Mr
Mol NaOCl = 820 lbm/74.5 = 11.0067 lbmol
Mol NaOH = Massa NaOH/ Mr
Mol NaOH = 1145 lbm/40 = 28.625 lbmol
Mol Cl2 = Massa Cl2/ Mr
Mol Cl2 = 851 lbm/71 = 11.9859 lbmol
Cl2 + 2 NaOH  NaCl + NaOCl + H2O
M : 11.9859 28.625 - - -
R : 11.9859 23.9718 11.9859 11.006 11.9859
S : 0 4.6532 11.9859 11.006 11.9859
Cl2 = 11.9859
NaOH = 23.9718
a. Reaktan pembatas = Cl2
b. Reaktan Ekses = NaOH
c. Rendemen = 28.625 / 11.006
Rendemen = 0.459 atau 50 %
Rendemen B : massa (mol) B yang dihasilkan
massa (mol) A yang dikonsumsi

11. Masa 30m3 larutan = 30 m3 * 1.08 x1000kg/m3 = 32.4
x 1000 kg
Berat NaCl = 10/100*32.4 x 1000 kg = 3240 kg
= 5.5385 kg mol NaCl
Cl2 = ½*5.5385 kgmol * 71 kg/kgmol = 196.62 kg Cl2