Contoh Soal dan Pembahasan Hukum Perbandingan Volume atau Hukum Gay Lussac

Soal 1. Reaksi $ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \, $. Jika volume nitrogen yang bereaksi 2 liter, berapakah volume hidrogen yang dibutuhkan dan volume amonia yang terbentuk pada kondisi suhu dan tekanan yang sama?

Penyelesaian :
Perbandingan volume $ N_2 : H_2 : NH_3 = 1 : 3 : 2 $ . Jika volume $ N_2 = 2 \, $ liter, maka :
$ \begin{align} \text{Volume } H_2 & = \frac{\text{koefisien } H_2}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{3}{1} \times 2 = 6 \text{ liter} \\ \text{Volume } NH_3 & = \frac{\text{koefisien } NH_3}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{2}{1} \times 2 = 4 \text{ liter} \\ \end{align} $
Volume hidrogen yang dibutuhkan adalah 6 L dan volume amonia yang terbentuk adalah 4 L.

Soal 2  Perhatikan persamaan reaksi berikut:
$ H_2(g) + O_2(g) \rightarrow H_2O(g) $
12 liter gas hidrogen direaksikan dengan gas oksigen menghasilkan uap air. Berapa volume gas oksigen yang diperlukan dalam reaksi, bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama?

Penyelesaian :
Untuk mencari volume gas oksigen, kita harus menyamakan koefisien reaksi tiap-tiap gas yang terlibat dalam reaksi tersebut.

$ 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g) $

koefisien reaksi tersebut digunakan untuk mencari perbandingan volume gas iksigen.
Perbandingan volume $ H_2 : O_2:H_2O = 2 : 1 : 2 $ .
Volume oksigen $ = \frac{1}{2} \times 12 \text{ liter } = 6 \, $ liter.
Jadi, volume oksigen adalah 6 liter.

Soal 3.  Sebanyak 2,3 liter gas A bereaksi dengan 1,15 liter gas B menghasilkan 3,45 liter gas C. jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, apakah reaksi ini sesuai dengan Hukum Perbandingan Volume?

Penyelesaian :
Perbandingan volume gas :
$ A : B : C = 2,3 : 1,15 : 3,45 = 2 : 1 : 3 $
Hasil perbandingan volume gas A : B : C merupakan bilangan sederhana, sehingga reaksi di atas sesuai hukum perbandingan volume.

Soal 4. Pada suhu tertentu 6 liter gas nitrogen direaksikan dengan gas hidrogen menghasilkan gas ammonia. Jika pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, maka tentukan:
a. Pesamaan reaksi setaranya
b. Volume gas hidrogen yang bereaksi
c. Volume gas ammonia yang terbentuk.

Penyelesaian :
a). Persamaan reaksinya :
$ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) $.
b). volume $ H_2 $ :
$ \begin{align} \text{Volume } H_2 & = \frac{\text{koefisien } H_2}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{3}{1} \times 6 = 18 \text{ liter} \end{align} $
c). volume $ NH_3 $ :
$ \begin{align} \text{Volume } NH_3 & = \frac{\text{koefisien } NH_3}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{2}{1} \times 6 = 12 \text{ liter} \end{align} $
Perbandingan gas $ N_2 : H_2 : NH_3 = 6 : 18 : 12 = 1:3:2 $.
Hasil perbandingan volume gas $ N_2 : H_2 : NH_3 \, $ merupakan bilangan bulat dan sederhana, sehingga sesuai hukum perbandingan volume.