Dalam al-Quran Surah al-Hadid ayat 25, Allah menjelaskan tentang manfaat dan penciptaan besi. Ilmuan berhasil mengungkap bahwa logam besi berasal dari ledakan bintang-bintang di luar angkasa dan akibat gaya gravitasi turun ke bumi. Manusia memanfaatkan logam besi setelah melalui proses pengolahan mineral besi megnetit ( Fe 3 ​ O 4 ​ ) , yaitu berdasarkan persamaan reaksi (belum setara): Fe 3 ​ O 4 ​ ( s ) + CO ( g ) → Fe ( s ) + CO 2 ​ ( g ) . Jika ingin diperoleh 5 kg besi dengan efisiensi 88%, fungsi CO dan kg massa magnetit yang diperlukan adalah ....

Pembahasan

Bilangan oksidasi tiap-tiap atom dalam suatu zat ditentukan berdasarkan aturan berikut. Bilangan oksidasi unsur dalam keadaan bebas sama dengan nol. Bilangan oksidasi ion dari suatu atom (monoatom) sama dengan muatan ionnya. Bilangan oksidasi unsur logam dalam senyawanya selalu bertanda positif yang besarnya tergantung dari elektron valensinya (letak golongan dalam sistem periodik unsur). Bilangan oksidasi atom H dalam senyawa sama dengan +1, kecuali pada senyawa hidrida, bilangan oksidasi H sama dengan -1. Bilangan oksidasi atom Odalam senyawa sama dengan -2. Jumlah total bilangan oksidasi (BO) atom-atom dalam senyawa sama dengan nol. Jumlah total bilangan oksidasi (BO) atom-atom dalam ion poliatom sama dengan inuatan ion tersebut. Bilangan oksidasi fluor dalam semua senyawa selalu -1 karena fluor merupakan unsur yang sangat elektronegatif. Berdasarkan aturan tersebut, maka diperoleh nilai biloks masing-masing zat sebagai berikut: Fe dalam Fe 3 ​ O 4 ​ mengalami penurunan biloks, artinya senyawa tersebut mengalami reaksi reduksi. C dalam CO mengalami kenaikan biloks, artinya senyawa tersebut mengalami reaksi oksidasi. Dalam hal ini, Fe 3 ​ O 4 ​ berperan sebagai oksidator dan CO sebagai reduktor. Jika ingin diperoleh 5 kg besi dengan efisiensi 88%,maka massa magnetit dapat dihitung melalui tahapan berikut: menghitung jumlah mol massa Fe mol Fe ​ = = = ​ Ar massa Fe ( gram ) ​ 56 5000 ​ 89 , 28 mol ​ menghitung massa magnetit sesuai reaksi sehingga massa magnetit dapat diperoleh Mr Fe 3 ​ O 4 ​ massa Fe 3 ​ O 4 ​ ​ = = = = = = = ​ ( Ar Fe × 3 ) + ( Ar O × 4 ) ( 56 × 3 ) + ( 16 × 4 ) 232 gram / mol mol × Mr 29 , 76 × 232 6904 , 32 gram 6 , 9 kg ​ menghitng massa untuk efisiensi 88% % efisiensi 88% massa awal ​ = = = = ​ massa awal massa hasil efisiensi ​ × 100% massa awal 6 , 9 ​ × 100% 88% 6 , 9 ​ × 100% 7 , 85 kg ​ Dengan demikian fungsi CO dan kg massa magnetit yang diperlukan adalah reduktor dan sebanyak 7,9 kg. Jadi jawabannya adalah D.