Stoikiometri part 3

HUKUM DASAR KIMIA 

1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

Antonie Laurent Lavoisier seorang kimiawan Perancis telah melakukan percobaan untuk menyelidiki massa zat sebelum dan sesudah reaksi. Percobaannya dilakukan dengan menimbang massa zat sebelum dan sesudah berlangsungnya reaksi kimia. Hasil percobaan yang diperoleh ternyata menunjukkan massa zat sebelum dan sesudah bereaksi selalu sama dalam ruang tertutup. Lavoisier menyimpulkan hasil percobaannya yang dikenal sebagai Hukum Kekekalan Massa, yaitu :

“Massa zat sebelum dan sesudah reaksi kimia adalah sama (dalam wadah tertutup)”

Contoh :
Berapakah massa amonia (NH₃) yang berasal dari reaksi antara 8 gram gas hidrogen (H₂) dengan 20 gram nitrogen (N₂) dalam wadah tertutup?
Jawab :
hidrogen + nitrogen → amonia
8 g 20 g 28 g

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Joseph Louis Proust seorang kimiawan Perancis melakukan penelitian yang menyatakan bahwa salah satu sifat penting dari senyawa yaitu memiliki susunan tetap. Senyawa yang sama, walaupun dibentuk dengan cara yang berbeda dan berasal dari daerah yang berbeda pula, ternyata memiliki perbandingan massa unsur atau komposisi yang sama. Proust kemudian menyimpulkan hasil penelitiannya yang dikenal sebagai Hukum Perbandingan Tetap, yaitu :

“Perbandingan massa unsur-unsur penyusun dalam suatu senyawa selalu tetap”

Contoh :
Data eksperimen reaksi tembaga (Cu) dengan belerang (S) menghasilkan tembaga (II) sulfida (CuS) sebagai berikut.

No.	Massa Cu (gram)	Massa S (gram)	Massa CuS (gram)	Keterangan
1	24	12	36	-
2	30	18	45	sisa S = 3 gram
3	45	20	60	sisa Cu = 5 gram
4	53	27	75	sisa Cu = 3 gram, sisa S = 2 gram

Berapakah perbandingan massa tembaga dengan massa belerang dalam senyawa CuS?
Jawab :

No.	Massa Cu yang bereaksi (gram)	Massa S yang bereaksi (gram)	Massa CuS yang terbentuk (gram)	Perbandingan massa Cu : S
1	24	12	36	24 : 12 = 2 : 1
2	30	18 – 3 = 15	45	30 : 15 = 2 : 1
3	45 – 5 = 40	20	60	40 : 20 = 2 : 1
4	53 – 3 = 50	27 – 2 = 25	75	50 : 25 = 2 : 1

Jadi, perbandingan massa tembaga dengan belerang dalam tembaga (II) sulfida sealalu tetap yaitu 2 : 1.

3. Hukum Perbandingan Berganda (Dalton)

John Dalton melakukan suatu penelitian terhadap unsur-unsur yang dapat membentuk lebih dari satu jenis senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan yang berbeda-beda. Contohnya yaitu antara unsur belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO₂ dan SO₃. Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur pada setiap senyawa dan diperoleh kesimpulan yang dikenal sebagai Hukum Perbandingan Berganda, yaitu:

“Jika dua unsur bereaksi membentuk lebih dari satu senyawa, maka massa unsur yang satu tetap, dan massa unsur yang lain merupakan bilangan bulat dan sederhana”

Contoh :
Unsur nitrogen dan oksigen membentuk tiga macam senyawa N₂O, NO, N₂O₄, dan N₂O₃. Jika massa nitrogen dalam keempat senyawa tersebut adalah sama. Berapakah perbandingan massa oksigen dalam keempat senyawa tersebut? (Ar N = 14, O = 16)
Jawab :

Senyawa	Perbandingan massa N : O
N2O	28 : 16 = 7 : 4
NO	14 : 16 = 7 : 8
N2O3	28 : 48 = 7 : 12
N2O4	28 : 64 = 7 : 16

Massa nitrogen dalam keempat senyawa tersebut sama yaitu 7, sedangkan perbandingan massa oksigen yaitu 4 : 8 : 12 : 16 = 1 : 2 : 3 : 4

4. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay Lussac)

Joseph Louis Gay Lussac seorang ilmuwan Perancis berhasil melakukan percobaan yang berhubungan dengan volum gas yang terlibat pada berbagai reaksi. Berdasarkan hasil percobaan diperoleh kesimpulan yang dikenal sebagai Hukum Perbandingan Volum, yaitu :

“Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volum gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi merupakan bilangan (koefisien) bulat dan sederhana”

”

Dengan kata lain, pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama, perbandingan volum gas sama dengan perbandingan koefisien reaksi, atau dirumuskan sebagai berikut.

Contoh :
Sebanyak 4 Liter gas etana C₂H₆ dibakar sempurna menurut reaksi :

2C₂H_6(g) + 7O_2(g) → 4CO_2(g) + 6H₂O_(l)

Berapakah volum (Liter) gas oksigen (O₂) yang diperlukan dan gas karbon dioksida (CO₂) yang dihasilkan?
Jawab :
§ Volum O₂ yang diperlukan:
Volum O₂ = 14 Liter
§ Volum CO₂ yang dihasilkan:
Volum CO₂ = 2 Liter

5. Hukum Avogadro

Amedeo Avogadro seorang fisikawan Italia mengajukan suatu hipotesis untuk menjelaskan hukum perbandingan volum (Hukum Gay Lussac). Hipotesis Avogadro tersebut dikenal sebagai Hukum Avogadro yang berbunyi :

“Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang memiliki volum sama mengandung jumlah molekul yang sama pula”

Ini artinya perbandingan volum gas-gas juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam suatu reaksi.

n = mol gas v = volum gas

Contoh :
Pada reaksi 3H₂ + N₂ → 2NH₃. Berapakah jumlah molekul N₂ yang bereaksi dengan 6.10²² molekul H ₂ pada P dan T yang sama!
Jawab :
Perbandingan mol = perbandingan koefisien
Jumlah molekul H₂ = 18.10²³ molekul