HUKUM DASAR PERHITUNGAN KIMIA (Bagian 2) KIMIA KELAS X SEMESTER GENAP
HUKUM DASAR
PERHITUNGAN KIMIA (Bagian 2)
HUKUM –
HUKUM DASAR KIMIA
Hukum dasar kimia adalah teori yang merumuskan fakta-fakta empiris dari berbagai observasi dan eksperimen kimia berulang-ulang menggunakan metode ilmiah. Hukum-hukum dasar kimia penting untuk dipahami sebelum mempelajari aspek kuantitatif dan kualitatif ilmu kimia. Aspek kuantitatif meliputi keterkaitan jumlah zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia. Aspek kualitatif meliputi penentuan zat.
1.
Hukum Kekekalan Massa (Hukum
Lavoisier)
Berdasarkan
pengamatan kuantitatif terhadap eksperimen-eksperimen kimia yang dilakukannya,
Antoine Laurent Lavoisier menemukan bahwa: “Dalam sistem tertutup, massa zat
sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. Dengan kata lain, dalam reaksi kimia
atom-atom tidak dimusnahkan, tidak diciptakan, ataupun diubah menjadi atom
lain, namun hanya mengalami perubahan susunan menjadi partikel zat yang
berbeda.
Dari
eksperimen-eksperimen tersebut, Lavoisier juga menemukan peranan gas oksigen
dalam reaksi-reaksi pembakaran. Massa gas oksigen yang bereaksi dalam reaksi
pembakaran juga perlu diperhitungkan. Gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi
kimia sebagai pereaksi ataupun hasil reaksi juga memiliki massa yang harus ikut
diperhitungkan dalam pengamatan kuantitatif setiap reaksi dalam eksperimen
kimia.
Pada
eksperimen reaksi pemanasan 572,4 g calx merkuri (HgO) menghasilkan 530 g logam
merkuri (Hg) dan 42,4 g gas oksigen (O2), terlihat bahwa total massa zat
sebelum reaksi (572,4 g) sama dengan total massa zat setelah reaksi (530 g +
42,4 g). Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan massa, di mana pada reaksi kimia
tidak terjadi perubahan massa.
2.
Hukum Perbandingan Tetap (Hukum
Proust)
Pada
tahun 1799, Joseph Louis Proust menemukan bahwa: “Perbandingan massa
unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap”. Suatu senyawa yang
sama meskipun dihasilkan dari reaksi kimia yang berbeda juga akan memiliki
komposisi unsur yang sama.
Pada
eksperimen reaksi unsur hidrogen (H2)
dengan unsur oksigen (O2) membentuk senyawa air (H2O), diperoleh bahwa
perbandingan massa hidrogen dengan massa oksigen yang bereaksi selalu tetap,
yakni 1 : 8.
massa
hidrogen yang direaksikan |
massa
oksigen yang
direaksikan |
massa
air yang
terbentuk |
massa
pereaksi yang
tersisa |
massa
H2 : massa O2 yang
bereaksi |
1
g |
8
g |
9
g |
− |
1
: 8 |
1
g |
9
g |
9
g |
1
g oksigen |
1
: (9 – 1) = 1 : 8 |
2
g |
8
g |
9
g |
1
g hidrogen |
(2
− 1) : 8 = 1 : 8 |
2
g |
16
g |
18
g |
− |
2
: 16 = 1 : 8 |
5
g |
24
g |
27
g |
2
g hidrogen |
(5
– 2) : 24 = 1 : 8 |
3.
Hukum Kelipatan Perbandingan
(Hukum Dalton)
Senyawa
merupakan zat yang terbentuk dari gabungan dua atau lebih unsur berbeda dengan
komposisi tertentu dan tetap. Gabungan dari dua unsur berbeda memungkinkan
dibentuknya beberapa senyawa yang berbeda komposisi masing-masing unsurnya.
Misalnya, unsur karbon (C) dan unsur oksigen (O) dapat bergabung membentuk
senyawa CO dan CO2.
John
Dalton mengamati adanya suatu pola keteraturan terkait dengan perbandingan
unsur dalam senyawa-senyawa tersebut. Pola keteraturan tersebut kemudian
dirumuskan sebagai Hukum Kelipatan Perbandingan yang berbunyi: “Bila dua unsur
dapat membentuk lebih dari satu senyawa dan jika massa salah satu unsur
tersebut dalam senyawa-senyawa tersebut adalah sama, maka perbandingan massa
unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan
sederhana”.
Sebagai
contoh, unsur belerang dan unsur oksigen dapat membentuk dua jenis senyawa.
Komposisi senyawa I adalah 50% belerang dan 50% oksigen. Komposisi senyawa II
adalah 40% belerang dan 60% oksigen.
massa
senyawa |
massa
belerang |
massa
oksigen |
perbandingan
massa belerang
: oksigen |
|
senyawa
I |
100
g |
50
g |
50
g |
50
: 50 = 1 : 1 |
senyawa
II |
100
g |
40
g |
60
g |
40
: 60 = 1 : 1,5 |
Jika
dimisalkan masing-masing terdapat 100 g senyawa I dan senyawa II, terlihat
bahwa perbandingan massa belerang dengan massa oksigen pada senyawa I dan
senyawa II berturut-turut adalah 1 : 1 dan 1 : 1,5. Bila massa belerang dalam
senyawa I dan senyawa II adalah sama, misalnya sama-sama sebanyak 1 g, maka
perbandingan massa oksigen dalam senyawa I dengan senyawa II adalah 1 g : 1,5 g
atau sama dengan 2 : 3. Nilai perbandingan massa unsur oksigen dalam senyawa I
dengan senyawa II ketika massa unsur belerang dalam senyawa I dan senyawa II
sama tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana. Hal ini menunjukkan bahwa
kedua senyawa tersebut memenuhi Hukum Kelipatan Perbandingan.
4.
Hukum Perbandingan Volum (Hukum
Gay-Lussac)
Berdasarkan
hasil eksperimen terhadap berbagai reaksi kimia dari gas-gas, Joseph Louis
Gay-Lussac menyimpulkan bahwa: “Pada suhu dan tekanan yang sama, volum gas-gas
yang bereaksi dan volum gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat
dan sederhana”. Ia menemukan bahwa jika diukur pada suhu dan
tekanan yang sama, untuk setiap dua satuan volum gas hidrogen (H2) yang
bereaksi dengan satu satuan volum gas oksigen (O2) akan menghasilkan dua satuan
volum uap air (H2O). Hasil ini menunjukkan bahwa perbandingan volum gas
hidrogen : oksigen : uap air adalah 2 : 1 : 2 yang merupakan bilangan bulat dan
sederhana. Namun, hukum perbandingan volum tersebut hanya berlaku untuk
reaksi-reaksi dalam wujud gas saja.
5.
Hipotesis Avogadro (Hukum
Avogadro)
Hasil
eksperimen Gay-Lussac tentang perbandingan volum gas sebagai bilangan bulat
sederhana tidak dapat dijelaskan dengan teori
atom Dalton. Dalton gagal menjelaskan perbandingan volum gas
hidrogen dan gas oksigen yang menghasilkan uap air adalah 2 : 1 : 2. Menurut
teori atom Dalton, perbandingan volum gas hidrogen : oksigen : uap air
seharusnya 1 : 1 : 1. Hal ini dikarenakan asumsi Dalton bahwa partikel unsur
selalu berupa atom tunggal (monoatomik).
Pada
tahun 1811, Amedeo Avogadro menyatakan bahwa partikel unsur tidak harus selalu
berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi dapat berupa dua atom (diatomik) atau
lebih (poliatomik). Partikel unsur yang terdiri dari dua atom atau lebih
tersebut disebutnya sebagai molekul unsur. Berdasarkan hal tersebut, Avogadro
mengajukan suatu hipotesis yang dikenal dengan Hipotesis Avogadro (kadang
disebut juga Hukum Avogadro), yang berbunyi: “Pada suhu dan tekanan yang sama,
semua gas yang volumnya sama akan mengandung
jumlah molekul yang sama pula”. Jadi, perbandingan volum gas-gas akan sama
dengan perbandingan jumlah molekul gas-gas tersebut. Dengan kata lain, nilai
perbandingan volum gas-gas yang terlibat dalam reaksi sama dengan koefisien
reaksi masing-masing gas dalam persamaan
reaksi. Untuk lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi berikut.
Komentar
Posting Komentar