Hukum-Hukum Dasar Kimia dan Contoh Soalnya | Kimia Kelas 10
Hai, Teman KOCO! Dalam ilmu kimia, ada banyak hukum-hukum dasar yang menjelaskan berbagai hal. Salah satunya yang mungkin kamu sering dengar yaitu hukum Avogadro. Nah, pada materi kali ini, Minco akan ajak kamu untuk mempelajari beberapa hukum dasar kimia. Penasaran apa aja itu? Yuk, langsung aja simak penjelasannya dengan seksama di sini!
Apa Itu Hukum Dasar Kimia?
Seperti halnya ilmu pengetahuan yang lain, dalam ilmu kimia ada beberapa ilmuwan yang terkenal karena penemuannya. Contohnya seperti Avogadro, Proust, Lavoisier, dan masih banyak lagi. Nah, setiap ilmuwan ini menciptakan hukum-hukum dasar kimia yang berbeda-beda. Apa aja tuh, Minco?
Tunggu, tunggu… Sebelum masuk ke pembahasan utama kita, kamu harus mengetahui terlebih dahulu apa itu hukum dasar kimia. Jadi, hukum dasar kimia adalah teori yang mendasari perhitungan kimia dan hubungan kuntitatif dari reaksi serta produk dalam persamaan kimia. Aspek kuantitatif ini dapat diperoleh dari pengukuran massa, volume, atau konsentrasi yang terkait dengan jumlah partikel atom, ion, molekul, hingga rumus kimia dalam persamaan reaksi.
Pada perhitungan kimia secara stoikiometri membutuhkan beberapa hukum dasar yang relevan. Hukum-hukum dasar tersebut di antaranya adalah:
Hukum kekekalan massa (Hukum Lavoisier)
Hukum kekekalan massa dikemukakan oleh Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), ilmuwan asal Prancis, berdasarkan hasil penelitiannya terhadap proses pembakaran beberapa zat. Dalam hal ini, Lavoisier mengamati proses reaksi kimia antara raksa/merkuri (logam cair berwarna putih keperakan) dengan oksigen untuk membentuk merkuri oksida yang berwarna merah.
Pada awalnya, Lavoisier membakar merkuri cair putih dengan oksigen hingga berubah menjadi merkuri oksida berwarna merah. Kemudian, Lavoisier juga memanaskan merkuri oksida merah itu sampai kembali terbentuk merkuri cari putih dan oksigen. Dari hasil penelitian, Lavoisier menemukan bahwa gas oksigen mempunyai peran dalam reaksi pembakaran. Massa oksigen pada saat proses pembakaran ternyata sama dengan massa oksigen yang terbentuk setelah merkuri oksida dipanaskan.
2HgO(l)+O2(g)→2Hg(s)+2O2(g)
Nah, berdasarkan percobaan tersebutlah Antoine Laurent Lavoisier mengemukakan Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier yang berbunyi,
‘’Massa total zat-zat sebelum reaksi akan selalu sama dengan massa total zat-zat hasil reaksi.’’
Hukum perbandingan tetap (Hukum Proust)
Pada tahun 1799, seorang ilmuwan kimia bernama Joseph Louis Proust mengemukakan bahwa setiap senyawa disusun oleh unsur dengan komposisi tertentu dan tetap. Hal ini ia buktikan dengan meneliti senyawa berbagai jenis air seperti air minum, air keran, air hujan, hingga air laut dengan massa yang berbeda. Dari hasil penelitiannya, tiap satuan senyawanya selalu terdiri dari hidrogen dan oksigen yang mempunyai perbandingan massa 1:8.
Sehingga, dapat disimpulkan bahwa suatu senyawa kimia terdiri dari beberapa unsur yang selalu mempunyai perbandingan massa yang sama. Oleh karena itu, hukum Proust dikenal sebagai hukum perbandingan tetap dan berbunyi:
‘’Perbandingan massa unsur-unsur dalam satu senyawa adalah tertentu dan tetap.’’
Hukum perbandingan berganda (Hukum Dalton)
Berikutnya yaitu datang dari ilmuwan asal Inggris, John Dalton yang juga mengemukakan hukum dasar kimia. Dalam penelitiannya, Dalon membandingkan unsur-unsur yang terkandung dalam beberapa senyawa. Misalnya, perbandingan massa unsur yang satu, dan bersenyawa dengan unsur lain yang memiliki massa tertentu, ialah bilangan bulat dan sederhana.
Dari penelitian tersebut, ditemukanlah hukum perbandingan ganda yang berbunyi:
“Jika ada dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa dengan salah satu massa unsurnya dibuat tetap, maka perbandingan massa yang lain dalam senyawa itu merupakan bilangan bulat sederhana”.
Dalton meyakini bahwa terdapat suatu keteraturan yang berkaitan dengan massa unsur dalam suatu senyawa. Tabel berikut ini adalah hasil dari eksperimen Dalton:
| Jenis senyawa | Massa karbon yang direaksikan | Massa oksigen yang direaksikan | Massa senyawa yang terbentuk |
| CO | 1,33 gram | 1,00 gram | 2,33 gram |
| CO2 | 2,66 gram | 1,00 gram | 3,66 gram |
Dari tabel di atas, dapat dipahami bahwa jumlah massa senyawa yang terbentuk mempunyai kelipatan 2, yang artinya perbandingan massanya berganda. Dengan massa oksigen yang tetap yaitu 1,00 gram dan massa karbon yang berkelipatan 2.
Hukum perbandingan volume (Hukum Gay Lussac)
Sesuai namanya, pencetus hukum ini, Joseph Louis Gay Lussac, dalam penelitiannya ia ingin membuktikan tentang volume gas pada suatu reaksi kimia. Gay Lussac mencoba menghasilkan perbandingan volume hidrogen : oksigen : uap air adalah 2 : 1 : 2. Perbandingan volume ini disesuaikan dengan perbandingan koefisien unsur atau senyawa pada persamaan reaksi setara, yaitu persamaan reaksi dengan jumlah atom di sebelah kiri sama dengan di sebelah kanan.
Reaksi pembentukan air: 2H2 + O2 → 2H2O
Perbandingan volume: 2 : 1 : 2
Dari hasil penelitiannya, Gay Lussac mendapatkan kesimpulan bahwa suhu dan tekanan mempengaruhi perubahan gas. Hal ini ia tetapkan sebagai hukum perbandingan volume yang berbunyi:
“Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka volume gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.”
Berdasarkan hukum tersebut, dapat dirumuskan:
Hukum perbandingan jumlah molekul (Hukum hipotesis Avogadro)
Seorang ilmuwan asal Italia yakni Lorenzo Romano Amedo Caro Avogadro pada tahun 1811 menyatakan bahwa adanya hubungan empiris dalam teori gas yang berlaku untuk seluruh gas nyata pada tekanan dan suhu rendah tertentu. Avogadro juga menjelaskan bahwa partikel unsur tidak selalu berupa atom yang berdiri sendiri, melainkan bisa berbentuk molekul unsur, contohnya H2, O2, N2, dan P4.
Berdasarkan pemikiran tersebut, Avogadro berhasil menjelaskan hukum Gay Lussac dan membuat hipotesis sebagai berikut:
“Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan gas yang bervolume sama memiliki jumlah molekul yang sama juga”
Melalui hukum hipotesis Avogadro, diperoleh rumus perhitungan:
Amadeo Avogadro berpendapat bahwa satuan terkecil suatu zat tidak harus atom, tetapi dapat berupa gabungan atom-atom yang sejenis maupun berbeda jenis yang disebut molekul. Sehingga, bila bagian terkecil dari gas hidrogen dan oksigen adalah molekul yang merupakan gabungan dari 2 atom, maka didapatkan:
1 molekul hidrogen + 1⁄2 molekul oksigen → 1 molekul air
(2 atom hidrogen) + (1 atom oksigen) → (2 atom hidrogen + 1 atom oksigen).
Berdasarkan konsep inilah, hingga sekarang gas-gas (kecuali gas mulia) dianggap sebagai molekul diatomic (gabungan dari 2 atom). Sehingga, penulisan rumus kimia gas hidrogen adalah H2, oksigen O2, nitrogen N2, dan lain-lain.
Contoh Soal Hukum Dasar Kimia
1. Hukum Lavoisier
Berdasarkan persamaan reaksi: A + B → C + D
Diketahui massa A = 3 gr, massa B = 5 gr. Sedangkan massa C yang terbentuk = 4 gr. Tentukan massa D yang dihasilkan!
Jawaban:
A dan B merupakan pereaksi, sedangkan C dan D adalah hasil reaksi atau produk. Menurut hukum kekekalan massa,
Massa total pereaksi = massa total produk
Massa A + massa B = massa C + massa D
3 gr + 5 gr = 4 gr + massa D
8 gr = 4 gr + massa D
Massa D = 8 gr – 4 gr
Massa D = 4 gr
2. Hukum Proust
Dari persamaan reaksi: H2 + ½O2 → H2O
Jika diketahui (Ar H = 1, Ar O = 16), tentukan massa zat yang tersisa jika 2 gram H2 bereaksi dengan 17 gram O2!
Jawaban:
Menentukan perbandingan melalui hasil kali jumlah Ar dan jumlah atom.
H2 : O2
(2 x Ar H) : (1 x Ar O)
(2 x 1) : (1 x 16)
2 : 16
1 : 8
Jadi, perbandingan H2 dan O2 adalah 1 : 8.
3. Hukum Dalton
Unsur A dan B dapat membentuk 2 senyawa. Dalam 100 gr senyawa I terdapat 40 gr unsur A dan dalam 90 gr senyawa II terdapat 50 gr unsur B. tentukan apakah memenuhi hukum perbandingan berganda?
Jawaban:
100 gr senyawa I = unsur A 40 gr
= unsur B 60 gr
90 gr senyawa II = unsur A 40 gr
= unsur B 50 gr
Massa unsur A pada kedua senyawa sama, maka jika memenuhi hukum perbandingan berganda, perbandingan unsur B harus bulat dan sederhana. Perbandingan unsur B yaitu 60 gr : 50 gr atau disederhanakan 6 : 5 (bulat dan sederhana), berarti memenuhi hukum perbandingan berganda.
4. Hukum Gay Lussac
Pada tekanan (P) dan suhu (T) yang sama terjadi reaksi berikut:
2SO2 + O2 → 2SO3
Jika diketahui volume gas SO3 yang dihasilkan adalah 10 L, tentukan volume gas O2 yang bereaksi!
Jawaban:
5. Hukum hipotesis Avogadro
Pada tekanan (P) dan suhu (T) yang sama terjadi reaksi berikut:
2SO2 + O2 → 2SO3
Jika diketahui volume gas SO3 yang dihasilkan adalah 100 molekul, tentukan volume gas O2 yang bereaksi!
Jawaban:
Bagaimana, Teman KOCO? Sudah mulai paham kan dengan materi kali ini?
Kalau kamu ada pertanyaan, langsung tulis di kolom komentar, ya.
Kamu pun dapat mendownload rangkuman materi gratis atau bertanya langsung dengan guru menggunakan KOCO Star.
Yuk, dapatkan semua aksesnya dengan klik banner di bawah ini!
