Soal tersebut dapat diselesaikan dengan langkah pengerjaan sebagai berikut.
Langkah 1: menghitung mol karbon mula-mula
Mol karbon di awal reaksi dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.
n Cn Cn C===Ar Cm C1224 g2 mol
Langkah 2: menghitung mol gas CO2 yang terbentuk
Oleh karena pada soal diketahui gas oksigen bersisa di akhir reaksi, pereaksi pembatasnya adalah karbon sehingga mol gas karbon dioksida yang terbentuk dapat dihitung berdasarkan mol karbon yang bereaksi. Ingat! Pada soal diketahui bahwa karbon bereaksi sebanyak setengah dari jumlah karbon mula-mula. Mol karbon yang bereaksi dapat dihitung sebagai berikut.
n C bereaksin C bereaksin C bereaksi===21×n C awal21×2 mol1 mol
Persamaan reaksi setara antara karbon dan gas oksigen dapat ditulis sebagai berikut.
C(s)+O2(g)→CO2(g)
Berdasarkan persamaan reaksi di atas, mol gas karbon dioksida yang terbentuk sama dengan mol karbon yang bereaksi. Dengan demikian, mol gas karbon dioksida yang terbentuk adalah 1 mol.
Langkah 3: menghitung fraksi mol gas CO2 dalam campuran gas
Zat yang berfase gas di akhir reaksi adalah gas oksigen yang bersisa dan gas karbon dioksida yang terbentuk. Fraksi mol gas karbon dioksida dalam campuran gas dapat dihitung sebagai berikut.
XCO2XCO2XCO2XCO2====n total gasn CO2n O2 sisa+n CO2n CO20,5 mol+1 mol1 mol0,667
Dengan demikian, fraksi mol gas karbon dioksida dalam campuran gas adalah 0,667.
Jadi, jawaban yang tepat adalah E.