Penentuan kadar karbon ynag terdapat pada batu bara dilakukan dengan membakar batu bara tersebut dengan reaksi: C(s) + 02(g) --> CO2(g) Pada pembakaran 10 gram batu bara, dihasilkan 18,8 liter gas CO2 ketika diukur pada 0oC, 1 atm. Berapa kadar karbon pada batu bara tersebut? A. 50% B. 60% C. 70% D. 80% E. 90%

Untuk menentukan kadar karbon pada batu bara, kita perlu menggunakan hukum perbandingan mol dalam reaksi kimia. Dalam reaksi pembakaran batu bara, setiap mol karbon akan menghasilkan satu mol gas CO2. Langkah-langkah untuk menyelesaikan masalah ini adalah sebagai berikut: 1. Menghitung jumlah mol CO2 yang dihasilkan: - Kita tahu bahwa volume gas CO2 adalah 18,8 liter. - Karena kita mengukurnya pada 0°C dan 1 atm, kita dapat menggunakan persamaan gas ideal: PV = nRT. - Menggunakan konstanta gas R = 0,0821 L.atm/(mol.K), suhu dalam Kelvin (K) adalah 273 + 0 = 273 K. - Menggantikan nilai-nilai yang diketahui ke dalam persamaan gas ideal, kita dapat menghitung jumlah mol CO2. \[ PV = nRT \] \[ (1 \, \text{atm})(18,8 \, \text{L}) = n(0,0821 \, \text{L.atm/(mol.K)})(273 \, \text{K}) \] \[ n = \frac{{(1 \, \text{atm})(18,8 \, \text{L})}}{{(0,0821 \, \text{L.atm/(mol.K)})(273 \, \text{K})}} \] 2. Menghitung jumlah mol karbon: - Karena setiap mol karbon menghasilkan satu mol CO2, jumlah mol karbon akan sama dengan jumlah mol CO2 yang dihasilkan. 3. Menghitung massa karbon: - Kita tahu bahwa massa karbon adalah 10 gram. - Kita dapat menggunakan rumus massa = jumlah mol x massa molar untuk menghitung massa karbon. \[ \text{massa} = \text{jumlah mol} \times \text{massa molar} \] 4. Menghitung kadar karbon: - Kadar karbon adalah massa karbon dibagi dengan massa total batu bara, dikalikan dengan 100%. \[ \text{kadar karbon} = \frac{{\text{massa karbon}}}{{\text{massa total batu bara}}} \times 100\% \] Mari kita hitung: 1. Menghitung jumlah mol CO2: \[ n = \frac{{(1 \, \text{atm})(18,8 \, \text{L})}}{{(0,0821 \, \text{L.atm/(mol.K)})(273 \, \text{K})}} \] \[ n \approx 0,79 \, \text{mol} \] 2. Jumlah mol karbon: - Karena setiap mol karbon menghasilkan satu mol CO2, jumlah mol karbon juga adalah 0,79 mol. 3. Menghitung massa karbon: - Kita tahu bahwa massa karbon adalah 10 gram. - Kita dapat menggunakan rumus massa = jumlah mol x massa molar untuk menghitung massa karbon. - Massa molar karbon (C) adalah 12,01 g/mol. \[ \text{massa karbon} = 0,79 \, \text{mol} \times 12,01 \, \text{g/mol} \] \[ \text{massa karbon} \approx 9,49 \, \text{g} \] 4. Menghitung kadar karbon: \[ \text{kadar karbon} = \frac{{\text{massa karbon}}}{{\text{massa total batu bara}}} \times 100\% \] \[ \text{kadar karbon} = \frac{{9,49 \, \text{g}}}{{10 \, \text{g}}} \times 100\% \] \[ \text{kadar karbon} \approx 94,9\% \] Jadi, kadar karbon pada batu bara tersebut adalah sekitar 94,9%. Dalam pilihan jawaban yang diberikan, pilihan yang paling mendekati adalah E. \( 90 \% \).