hukum dasar kimia
HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA
HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA
- Hukum Kekekalan Massa (Antoine Lavoisier)
Reaksi kimia
tanpa kita sadari merupakan proses yang telah sangat biasa dalam kehidupan kita
sejak dulu, namun sangat sulit bagi kita maupun ilmuan untuk menjawab teka-teki
dibalik proses itu. Misalnya, kita membakar kayu, maka hasil pembakaran hanya
tersisa abu yang massaya lebih ringan dari kayu. Hal ini bukan berarti ada
massa yang hilang. Akan tetapi, pada proses ini kayu bereasi dengan gas oksigen
menghasilkan abu, gass karbon dioksida, dan uap air. Jika massaa gas karbon
dioksida dan uap air yang menguap diperhitungkan, maka hasilnya akan sama.
Antoine
Lavoisier (1743-1794)
seorang pelopor yang percaya pentingnya membuat pengamatan kuantitatif dalam
eksperimen, mencoba memanaskan 530 gram logam mercuri dalam wadah terhubung
udara dalam silinder ukur pada system tertutup. Ternyata volume udara dalam
selinder berkurang 1/5 baian. Logam merkuri berubah menjadi merkuri
oksida sebanyak 572,4 gram. Besarnya kenaikan massa merkuri sebesar 42,4 adalah
sama dengan 1/5 bagian udara yang hilang yaitu oksigen.
Logam
merkuri + gas oksigen à merkuri oksida
530
gram + 42,4
gram = 572,4 gram
Eksperimen-eksperimen
seperti ini membawa Lavoisier pada kesimpulan bahwa oksigen dari udara berperan
penting. Kemudian ia memformulasikan Hukum Kekekalan Massa yaitu : “
massa total suatu bahan sesudah reaksi kimia adalah sama dengan massa total
bahan sebelum reaksi”. Dengan ungkapan lain, hukum ini menyatakan
bahwa dalam reaksi kimia, suatu materi tidak dapat diciptakan ataupun
dimusnahkan.
Cotoh soal
dan penyelesaianya
- Sebanyak 0,455 g sampel magnesium, dibakar dalam 2.315 g gas oksigen untuk menghasilkan magnesium oksida. Setelah reaksi terjadi, diperoleh massa oksigen yang tidak bereaksi sebanyak 2,015 g. Berapakah massa magnesium oksida yang terbentuk?
Penyelesaian
Massa
sebelum bereaksi
0,455 g
magnesium + 2,315 5 oksigen = 2,770
Massa
sesudah bereaksi
X g
magnesium oksida + 2,315 g oksigen (sisa) = 2,770 g
X g
magnesium oksida = 2,770 g – 2,015 g = 0,755 g
Jadi massa
magnesium oksida yang terbentuk adalah 0,755 gram.
- Hukum Perbandingan Tetap (Joseph Proust)
Selain Hukum
Kekekalan Massa, dalam reaksi kimia juga dikenal adanya Hukum
Perbandingan Tetap. Hukum ini dikemukan oleh Joseph Proust. Pada
tahun 1799, (Joseph Louis Proust, 1754-1826) melaporkan bahwa “seratus kilogram
tembaga yang dilarutkan dalam asam sulfat atau asam nitrat dan diendapkan
dengan karbonat dari potas (karbonat alam), akan selalu menghasilkan 194,5
kilogram karbonat hijau”. Sebelumnya ia juga telah melakukan reaksi yang sama
di laboratorium denan menggunakan karbonat murni dan menemukan hasil yang sama.
Pengamatan-pengamatan seperti ini menjadi dasar munculnya Hukum
Komposisi Tetap atau Hukum Perbandingan Tetap yaitu :” semua
sampel suatu senyawa akan memiliki komposisi (proporsi) yang sama dari massa
unsure-unsur penyusunnya”. Misalnya, air tersusun dari dua atom Hidrogen
(H) untuk setiap atom Oksigen (O) yang kemudian setiap simbolik
dituliskan sebagai rumus molekul yang sangat umum dikenal, yaitu H2O.
Dalam 10 g air, terdapat 1.119 g H dan 8,881 g O sebagai peyusun
senyawanya. Demikian pula dalam 27 g air, maka terdapat 3,021 g H dan 23.979 g
O. Dengan demikian komposisi H dan O dalam kedua air yang massanya
berbeda tersebut adalah sama, yaitu H=11,19% dan O=88,81%.
Massa zat
yang dicari X massa zat yang diketahui
Contoh soal
dan penyelesaian
- Gas hydrogen da Oksigen akan bereaksi membentuk air dengan perbandingan m(H) : m(O) = 1 : 8. Jika diketahui massa hydrogen yang bereaksi 5 gram. Berapakah massa air yang dihasilkan?
Peyelesaian
m(H) : m(O)
= 1 : 8
m(H)
= 5 gram
sehingga :
5 gram : (O)
= 1 : 8
m(O)
= 8/1 x 5 g = 40 g
Jadi, massa
air yang dihasilkan = 5 + 40 = 45 g.
C. Hukum
Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)
Hukum Proust
dikembangkan lebih lanjut oleh para ilmuwan untuk unsure unsure yang dapat
membentuk lebih dari satu jenis senyawa. Salah seorang di antaranya adalah John
Dalton (1766 – 1844). Dalton mengamati adanya suatu keteraturan yang
terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa. Untuk
memahami hal ini, perhatikan tabel hasil percobaan reaksi antara nitrogen
dengan oksigen berikut.
Tabel 3.7
Reaksi Antara nitrogen dan Oksigoen
|
Jenis
Senyawa
|
Massa
Nitrogen Yang Direaksikan
|
Massa
Oksigen Yang Direaksikan
|
Massa
Senyawa
Yang
Terbentuk
|
|
Nitrogen
monoksida
|
0,875 gram
|
1,00 gram
|
1,875 gram
|
|
Nitrogen
dioksida
|
1,75 gram
|
1,00 gram
|
2,75 gram
|
Dengan massa
oksigen yang sama, ternyata perbandingan massa nitrogen dalam senyawa nitrogen
dioksida dan senyawa nitrogen monoksida merupakan bilangan bulat dan sederhana.
Massa
Nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida/Massa Nitrogen dalam senyawa nitrogen
monoksida
= 1,75 gram/
0,87 gram
=2/1
Berdasarkan
hasil percobaannya, Dalton merumuskan hukum kelipatan perbandingan (hukum
Dalton) yang berbunyi:”Jika dua jenis unsur bergabung membentuk lebih dari
satu senyawa, dan jika massa-massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa
tersebut sama, sedangkan massa-massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan
massa unsur lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan
sederhana. ”
D. Hukum
Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)
Pada awalnya
para ilmuwan menemukan bahwa gas hidrogen dapat bereaksi dengan gas oksigen
membentuk air. Perbandingan volume gas hydrogen dan oksigen dalam reaksi
tersebut adalah tetap, yaitu 2 : 1. Pada tahun 1808, Joseph Louis Gay Lussac
melakukan percobaan serupa dengan menggunakan berbagai macam gas. Ia
menemukan bahwa perbandingan volume gas-gas dalam reaksi selalu merupakan
bilangan bulat sederhana.
2 volume gas
hidrogen + 1 volume gas oksigen -> 2 volume uap air
1 volume gas
nitrogen + 3 volume gas hidrogen -> 2 volume gas Ammonia
1 volume gas
hidrogen + 1 volume gas klorin -> 2 volume gas hidrogen klorida
Percobaan-percobaan
Gay Lussac tersebut dapat kita nyatakan dalam persamaan
reaksi
sebagai berikut.
2 H2(g) +
O2(g) -> 2 H2O(l)
N2(g) +
3 H2(g) -> 2 NH3(g)
H2(g) +
Cl2(g) -> 2 HCl(g)
Dari
percobaan ini, Gay Lussac merumuskan hukum perbandingan volume (hukum
Gay Lussac):
“Pada suhu
dan tekanan yang sama, volume gas gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil
reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana.“ Hukum perbandingan volume
dari Gay
Lussac dapat
kita nyatakan sebagai berikut. “Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan
koefisien
masing-masing gas.” Untuk dua buah gas (misalnya gas A dan gas B)
yang tercantum dalam satu persamaan reaksi, berlaku hubungan:
Volume A
/ Volume B = koefisien A / koefisien B
Volume A=koefisien
A / koefisien B ×volume B
E. Hipotesis
Avogadro
Mengapa
perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana?
banyak ahli termasuk Dalton dan Gay Lussac gagal menjelaskan hokum
perbandingan volume yang ditemukan oleh Gay Lussac. Ketidakmampuan Dalton
karena ia menganggap partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik).
Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac.
Menurut Avogadro, partikel unsure tidak selalu berupa atom tunggal
(monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Avogadro
menyebutkan partikel tersebut sebagai molekul.
Gay Lussac:
2 volume gas
hidrogen + 1 volume gas oksigen -> 2 volume uap air
Avogadro:
2 molekul
gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen -> 2 molekul uap air
Dari sini
Avogadro mengajukan hipotesisnya yang dikenal hipotesis Avogadro yang
berbunyi:
“Pada suhu
dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah
molekul yang sama pula.” Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan
perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain
perbandingan volume
gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien
reaksinya (Martin S. Silberberg, 2000). Marilah kita lihat bagaimana hipotesis
Avogadro dapat menjelaskan hukum perbandingan volume dan sekaligus dapat
menentukan rumus molekul berbagai unsur dan senyawa
Post a Comment