SUB BAB Hukum Kekekalan Massa ( Lavoiser ) Hukum Perbandingan Tetap (Proust) Hukum Perbandingan Berganda (Dalton) Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac ) Hipotesis Avogadro
Hukum Kekekalan Massa ( Hukum Lavoiser ) Menyatakan bahwa massa zat dalam suatu sistem tertutup akan tetap konstan , meskipun terjadi perubahan kimia di dalamnya . Artinya , massa total zat sebelum reaksi akan sama dengan massa total zat setelah reaksi . Massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi ( dalam ruang tertutup ). Tidak ada hasil reaksi yang keluar dari tempat tersebut . H 2 (g) + O 2 (g) -> H 2 O (l) 4 gram 32 gram 36 gram (Antoine Lavoiser , 1743-1794) Hukum ini berbunyi : “ Dalam sistem tertutup , massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah tetap / sama ”
Contoh dalam Kehidupan Sehari-hari : Saat kayu dibakar , meskipun berubah menjadi abu dan asap , massanya secara keseluruhan tetap sama . Lilin yang menyala , meskipun tampak berkurang , massanya tetap sama karena lilin tersebut berubah menjadi uap air dan karbon dioksida . Dalam reaksi kimia di laboratorium , massa zat-zat sebelum reaksi akan sama dengan massa zat-zat hasil reaksi
Contoh Soal : 1 gram Na + 1,54 gram Cl = 2,54 NaCl ( Natrium Klorida ) *Massa sebelum jika dijumlahkan = massa sesudah ( Hukum Kekekalan Massa dalam Ruang Tertutup ) Terdapat 12 gram Mg yang bereaksi dengan 16 gram S, maka berapa jumlah MgS (Magnesium Sulfida ) yang dihasilkan … Jawab : Mg + S -> MgS 12 g 16 g ? Total massa zat sebelum reaksi = 12 g + 16 g = 28 g Karena massa sebelum reaksi = setelah reaksi , maka massa MgS = 28 gram
Latihan Soal Dalam sebuah eksperimen , 12 g karbon dibakar sempurna dengan oksigen membentuk karbon dioksida (CO 2 ). Jika massa CO 2 yang dihasilkan adalah 44 g, berapa massa oksigen yang bereaksi ? Jawab : Hukum Kekekalan Massa menyatakan bahwa massa total reaktan sama dengan massa total produk . Persamaan reaksi : C + O 2 -> CO 2 Dik : Massa karbon (C) = 12 g Massa CO 2 = 44 g Dit : Massa oksigen (O 2 ) = ? Massa reaktan = massa produk , sehingga : = Massa C + Massa O 2 = Massa CO 2 = 12 g + Massa O 2 = 44 g = Massa O 2 = 44 g – 12 g = 32 g Jadi , massa oksigen yang bereaksi adalah 32 g . Hukum ini diterapkan dengan memastikan tidak ada massa yang hilang atau tercipta dalam reaksi .
Latihan Soal Seorang siswa membakar 5 g magnesium (Mg) dalam wadah tertutup berisi oksigen . Setelah reaksi , massa wadah dan isinya tidak berubah . Mengapa massa tetap sama meskipun terjadi perubahan wujud zat ? Jawab : Hukum Kekekalan Massa menyatakan bahwa massa total sebelum dan sesudah reaksi kimia tetap . Dalam reaksi Mg + O 2 → MgO : Magnesium (Mg) bereaksi dengan oksigen (O 2 ) membentuk magnesium oksida ( MgO ). Karena wadah tertutup , tidak ada zat yang keluar atau masuk . Massa awal (Mg + O 2 ) sama dengan massa akhir ( MgO ) karena atom-atom hanya tersusun ulang , tidak hilang atau bertambah . Jadi , massa tetap sama karena Massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi ( dalam ruang tertutup ).
Latihan Soal Berapakah massa kalsium karbonat yang dihasilkan dari reaksi 14 gram kalsium oksida dengan 22 gram gas karbon dioksida sesuai dengan persamaan reaksi : CaO + CO 2 -> CaCO 3 Jawab : Sesuai dengan bunyi hukum kekekalan massa , Massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi ( dalam ruang tertutup ). Maka : Massa CaCO 3 = Massa CaO + Massa CO 2 Atau CaO + CO 2 -> CaCO 3 = 14 gram + 22 gram 14 g 22 g 36 g = 36 gram
Hukum Perbandingan Tetap ( Hukum Proust) Menyatakan bahwa perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa kimia adalah tetap , tidak peduli dari mana senyawa itu berasal atau bagaimana cara pembuatannya . Dengan kata lain, setiap senyawa memiliki komposisi unsur-unsur yang tetap dan spesifik . Hukum Proust menekankan bahwa jika dua atau lebih unsur bergabung membentuk senyawa , mereka akan selalu bergabung dalam perbandingan massa yang sama , tidak peduli seberapa besar atau kecil sampel senyawa tersebut (Joseph Louis Proust, 1754-1826) Hukum ini berbunyi : “ Perbandingan massa unsur-unsur pembentukan suatu senyawa selalu tetap ”
Contoh dalam Kehidupan Sehari-hari : Air (H₂O) adalah contoh klasik . Perbandingan massa hidrogen dan oksigen dalam air selalu tetap , yaitu sekitar 1:8 dan akan menghasilkan 9 gram H 2 O, terlepas dari apakah air itu berasal dari air hujan , air sungai , atau hasil reaksi kimia . Jika diketahui bahwa perbandingan massa karbon dan oksigen dalam karbon dioksida (CO₂) adalah 3:8, maka : Jika 3 gram karbon bereaksi , maka akan bereaksi dengan 8 gram oksigen , dan akan menghasilkan 11 gram karbon dioksida . Jika 6 gram karbon bereaksi , maka akan bereaksi dengan 16 gram oksigen , dan akan menghasilkan 22 gram karbon dioksida . PERBANDINGAN MASSA UNSUR A : MASSA UNSUR B DALAM SENYAWA = TETAP Misal Massa Na Massa Cl Massa NaCl 1 gram 1,5 gram 2,5 gram 2 gram 3 gram 5 gram 3 gram 4,5 gram 7,5 gram
Selain dari hasil percobaan ; Hukum Proust bisa ditentukan dari Massa Atom Relatif ( Ar ) unsur tersebut . Contoh : Perbandingan H : O dalam senyawa H 2 O … ( Ar H = 1, Ar O = 16) Jawab : H : O -> 2 : 16 -> 1 : 8 Perbandingan C : O dalam senyawa CO 2 … ( Ar C = 12, Ar O = 16) Jawab : C : O -> 12 : 32 -> 2 : 16 Penerapan HK. Proust, menghitung kadar unsur dalam % atau massa A X B Y %A = x 100% massa A = x massa A X B Y ( Ket : x = jumlah atom/ unsur yang Dit )
Contoh Soal Jika diketahui Ar C = 12, H= 1, O =16, N = 14. Hitung massa dari H, C, O, dan N yang terdapat dalam 30 gram urea (CO(NH 2 ) 2 ). Jawab Dik : Massa (CO(NH 2 ) 2 ) = 30 gram Mr (CO(NH 2 ) 2 ) = (1x12)+(1x16)+(2x14)+(4x1) = 60 g/ mol Penye : Rumus massa A = = x massa A X B Y M assa H = x 30 g = 2 gram Massa C = x 30 g = 6 gram Massa O = x 30 g = 8 gram Massa N = x 30 g = 14 gram
Latihan Soal Diketahui Ar F = 56, S = 32, O = 16. Hitung massa S yang terdapat dalam 40 gram (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) … Jawab Dik: Massa (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) = 40 gram Mr (Fe 2 (SO 4 ) 3 ) = (2x56)+(3x32)+(12x16) = 400 g/ mol Penye : Rumus massa A = x massa A X B Y Massa S = x 40 = x 40 = 0,24 x 40 = 9,6 gram
Latihan Soal Besi (II) sulfida ( FeS ) terbentuk dari reaksi antara besi (Fe) dan sulfur (S) dengan perbandingan massa antara Fe dengan S sebesar 7 : 4. Tentukan massa Fe dan S yang yang terdapat dalam 55 gram senyawa FeS … Jawab Dik: Perbandingan Massa Fe dan S = 7 : 4 Massa FeS = 55 gram Mr FeS = (1 x Ar Fe) + (1 x Ar S) = 7 + 4 = 11 Penye : Rumus massa A = x massa FeS - Massa Fe = x 55 - Massa S = x 55 = x 55 = x 55 = 35 gram = 20 gram
Hukum Perbandingan Berganda ( Hukum Dalton) M enyatakan bahwa jika dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa , maka perbandingan massa dari salah satu unsur yang bergabung dengan massa tetap unsur lainnya akan selalu berupa bilangan bulat sederhana . Jika 2 macam unsur dapat membentuk beberapa senyawa maka perbandingan massa salah satu unsur ( unsur lain tetap ) . Menunjukkan bahwa perbandingan bilangan bulat dan sederhana . ( John Dalton, 1766-1844) Hukum ini berbunyi : “ Bila dua unsur dapat membentuk dua senyawa atau lebih dan massa salah satu unsur dibuat tetap , maka massa unsur yang lain akan memiliki perbandingan yang bulat dan sederhana ” Hukum Dalton = Hukum Kelipatan Perbandingan
Contoh Soal Nitrogen dapat membentuk senyawa-senyawa N 2 O, NO 2 , N 2 O 3 , dan N 2 O 4 dengan komposisi sebagai berikut . Bila massa N dibuat tetap , maka perbandingan massa O dalam senyawa adalah … Jawab N 2 O : NO 2 : N 2 O 3 : N 2 O 4 4 : 8 : 12 : 16 ( Bulat ) 1 : 2 : 3 : 4 ( Sederhana ) Senyawa Massa N Massa O Perbandingan N 2 O 28 gram 16 gram … NO 2 14 gram 16 gram … N 2 O 3 28 gram 48 gram … N 2 O 4 28 gram 64 gram … Senyawa Massa N Massa O Perbandingan N 2 O 28 gram : 4 16 gram : 4 7 : 4 NO 2 14 gram : 2 16 gram : 2 7 : 8 N 2 O 3 28 gram : 4 48 gram : 4 7 : 12 N 2 O 4 28 gram : 4 64 gram : 4 7 : 16
Latihan Soal Unsur P dan Q dapat membentuk 2 macam senyawa berikut Jika massa P dibuat tetap , tentukan perbandingan massa unsur Q dalam senyawa I dan II ? Jawab P dibuat tetap Maka perbandingan Q -> pada Senyawa I : Senyawa II 150 : 50 ( Bulat ) 3 : 1 ( Sederhana ) Senyawa Unsur P (%) Unsur Q (%) I 25% 75% II 50% 50% Senyawa Unsur P (%) Unsur Q (%) P Q I 25 x 2 75 x 2 50 150 II 50 x 1 50 x 1 50 50
Latihan Soal Unsur Senyawa A dan B membentuk 2 senyawa . Senyawa I mengandung 20% unsur A sedangkan senyawa II mengandung 25% unsur A. Perbandingan massa unsur B pada senyawa I dan II jika massa A tetap adalah … Jawab A dibuat tetap Maka perbandingan B -> Pada Senyawa I : Senyawa II 80 : 75 ( Bulat ) 4 : 3 ( Sederhana ) Senyawa Unsur A (%) Unsur B (%) A B I 20 100-20 = 80 20 ? II 25 100-25 = 75 25 ? Senyawa Unsur A (%) Unsur B (%) A B I 20 80 : 20 20 4 II 25 75 : 25 25 3
Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac ) Menyatakan bahwa pada S uhu (T) dan T ekanan (P) yang sama , volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi ternyata berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana . PERBANDINGAN VOLUME = PERBANDINGAN KOEFISIEN OR Volume gas ditanyakan = x Volume gas diketahui ( Joseph Louis Gay Lussac , 1778-1850 ) Hukum ini berbunyi : “ Pada Suhu (T) dan Tekanan (P) yang sama , volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana ”
Contoh Soal H 2 (g ) + Cl 2 (g) -> 2HCl(g) 2L 2L 4L masing masing jumlah L dibagi 2 Perbandingan Volume -> H 2 : Cl 2 : HCl = 1 : 1 : 2 2H 2 (g) + O 2 (g) -> 2H 2 O(g) Perbandingan Volume -> H 2 : O 2 : H 2 O = 2 : 1 : 2 Gas SO 3 dibuat dari reaksi gas O 2 dengan gas SO 2 Menurut persamaan reaksi : 2SO 2 (g) + O 2 (g) -> 2SO 3 (g). Jika volume gas O 2 yang direaksikan adalah 10 mL hitung volume SO 2 yang bereaksi dan volume SO 3 yang terbentuk jika di ukur pada kondisi Tekanan (P) dan Suhu (T) yang sama … Jawab : Dik : V O 2 = 10 mL, Dit : V SO 2 dan V SO 3 ? 2SO 2 (g ) + O 2 (g) -> 2SO 3 (g ) 20 mL 10 mL 20 mL Perbandingan -> 2 : 1 : 2 ( O 2 memiliki volume 10 mL, maka volume SO 2 dan SO 3 dikalikan sesuai dengan kooefisiennya )
Contoh Soal Jika volume Nitrogen yang bereaksi 2 L, berapakah volume Hidrogen yang dibutuhkan dan volume Amonia yang terbentuk pada kondisi suhu dan tekanan yang sama . Persamaan reaksi N 2 (g) + 3H 2 -> 2NH 3 (g) adalah … Jawab Rumus : Volume gas Dit = x Volume gas Dik Dik : V N 2 = 2L ; Koef N 2 = 1 ; Koef H 2 = 3 ; Koef NH 3 = 2 Dit : V H 2 dan V NH 3 …? Penye : V H 2 = x Volume N 2 V H 2 = x 2 L = 6 L V NH 3 = x Volume N 2 V NH 3 = x 2 L = 4 L
Latihan Soal Mengapa dalam reaksi N 2 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g), volume total gas sebelum dan sesudah reaksi berbeda meskipun hukum kekekalan massa tetap berlaku ? Jawab : N 2 (g ) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g ) 1 : 3 -> 2 Volume reaktan : 1 L N 2 + 3 L H 2 = 4 L (Total gas sebelum bereaksi ) Volume produk : 2 L NH 3 (Total gas sesudah bereaksi ) Volume berkurang karena jumlah molekul gas menurun (4 molekul reaktan → 2 molekul produk ), sesuai Hukum Avogadro. Namun , massa tetap karena atom tersusun ulang , sesuai Hukum Kekekalan Massa. Jadi , perbedaan volume disebabkan oleh perubahan jumlah molekul gas, bukan massa .
Latihan Soal Sebanyak 4 L CH4 dibakar habis dengan gas oksigen sesuai persamaan reaksi CH 4 (g) + 2O 2 (g ) -> CO 2 (g) + 2H 2 O(l ) pada suhu dan tekanan yang sama . Volume gas O 2, CO 2 , dan H 2 O yang dihasilkan adalah ... Jawaban Rumus : Volume gas Dit = x Volume gas Dik Dik : V CH 4 = 4 L ; Koef CH 4 = 1 ; Koef O 2 = 2 ; Koef CO 2 = 1 ; Koef H 2 O = 2 Dit : V CO 2 ? Penye : V O 2 = x Volume CH 4 V O 2 = x 4 L = 8 L V CO 2 = x Volume CH 4 V CO 2 = x 4 L = 4 L V H 2 O= x Volume CH 4 V H 2 O= x 4 L = 8 L
Hipotesis Avogadro Hipotesis Avogadro, atau juga disebut Hukum Avogadro, menyatakan pada S uhu (T) dan Tekanan (P) yang sama , gas-gas yang mempunyai volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama juga . Kesimpulan : Or (Lorenzo Romano Amedeo Avogadro, 1776-1856) Hukum ini berbunyi : “Gas-gas yang memiliki volume yang sama , pada Suhu (T) dan Tekanan (P) yang sama , memiliki jumlah molekul yang sama juga ”
Contoh Soal Sejumlah Y molekul gas metana (CH 4 ) mempunyai volume 2L pada P dan T yang sama , volume 1,5 Y gas CO 2 adalah … Jawaban : Dik : V CH 4 = 2L Jumlah molekul CH 4 = Y Jumlah molekul CO 2 = 1,5 Y Dit : V CO 2 ? Penye : V CO 2 = 2 x 1,5 V CO 2 = 3 L
Contoh Soal Sebuah gas memiliki volume 10 L dengan jumlah mol 2 mol , jika jumlah mol gas ditambah menjadi 4 mol , berapa volume gasnya ? ( Suhu dan Tekanan tetap ) Jawab Rumus : Dik : V 1 = 10 L n 1 = 2 mol n 2 = 4 mol Dit : V 2 ? Penye : V 2 = x n 2 V 2 = x 4 20 L
Latihan Soal Gas a monia (NH 3 ) bereaksi dengan oksigen (O 2 ) pada P dan T tertentu , menurut reaksi sebagai berikut , dengan persamaan reaksi sebagai berikut : 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) -> 4NO(g) + 6H 2 O(g). Jumlah gas O 2 yang diperlukan untuk bereaksi dengan 16L gas amonia adalah … Jawaban : Dik : Karena pada P dan T yang sama volume gas ∝ jumlah mol ( Hukum Avogadro), rasio volume sama dengan koefisien reaksi : 4NH 3 : 5O 2 V NH 3 = 16L Jumlah molekul NH 3 = 4 Jumlah molekul O 2 = 5 Dit : V O 2 ? Penye : ( Mencari O₂ dari NH ₃ , maka koefisien O 2 dibagi dengan koefisien NH 3 ) V O 2 x 16 V O 2 1,25 X 16 V O 2 20 L
Latihan Soal Sebuah tabung memiliki volume 5 L terdapat 2 x 10²² molekul gas karbon dioksida di suhu dan tekanan yang sama . Hitung berapa jumlah molekul gas nitrogen pada tabung dengan volume 4 L adalah … Jawab Rumus : Dik : V 1 = 5 L n 1 = 2 x 10 22 mol V 2 = 4 L Dit : n 2 ? Penye : n 2 = x V 2 n 2 = x 4 n 2 = 10 x 10 22