BAB IV HUKUM DASAR KIMIA
KOMPETENSI DASAR : 2.1
Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan
Indikator : 1. Membuktikan berdasarkan percobaan bahwa massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama (hukum Lavoisier) 2. Membuktikan berdasarkan percobaan dan manafsirkan data tentang perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa (Hukum Proust) 3. Membuktikan berlakunya hukum kelipatan perbandingan (hukum Dalton) pada beberapa senyawa. 4. Menggunakan data percobaan untuk membuktikan hukum perbandingan volum (hukum Guy Lussac)
MATERI POKOK DAN URAIAN MATERI :
A. HUKUM - HUKUM DASAR KIMIA 1. Hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) Dari hasil eksperimen yang dilakukan Lavoisier (1785), Lavoisier menyimpulkan bahwa massa zat-zat sebelum reaksi sama dengan massa zat-zat sesudah reaksi, artinya massa zat bersifat kekal. Hukum Lavoisier menyatakan : dalam setiap reaksi sama dengan jumlah massa zat-zat sesudah reaksi.
2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) Pada tahun 1807 Proust menemukan bahwa massa unsur-unsur yang membentuk suatu senyawa mempunyai perbandingan yang tetap. Contoh : Dalam senyawa H2O (air), perbandingan massa H dan O selalu tetap yaitu 2 : 16 atau 1 : 8. Dari manapun air diperoleh maka perbandingan massa H dan O dalam air tersebut tetap 1 : 8. 50
Karena perbandingan massa unsur dalam tiap senyawa selalu tetap, maka kadar unsur dalam tiap senyawa juga selalu tetap. Contoh soal : 2 gram Hidrogen (H2) tepat bereaksi dengan 16 gram Oksigen (O2) membentuk H2O tentukan massa H2O yang terbentuk dan massa pereaksi sisa (jika ada) apabila direaksikan : a. 3 gram hidrogen dan 24 gram oksigen b. 4 gram hidrogen dan 24 gram oksigen c. 4 gram hidrogen dan 35 gram oksigen
Penyelesaian : Perbandingan massa H dan O dalam H2O
= 2 : 16 =1:8
a. 3 gram hidrogen bereaksi dengan 24 gram oksigen, berarti massa H : massa O = 3 : 24 = 1 : 8. keduanya habis bereaksi, maka H2O yang terbentuk = 27 gram b. 4 gram hidrogen direaksikan dengan 24 gram oksigen, menghasilkan 27 gram H2O, dan pereaksi sisa adalah 1 gram hidrogen. c. 4 gram hidrogen direaksikan dengan 35 gram oksigen, menghasilkan 36 gram H2O, dan pereaksi sisa adalah 3 gram oksigen.
3. Hukum Perbandingan Berganda / Hukum Kelipatan Perbandingan/ Hukum Dalton Bunyi Hukum Dalton : Jika 2 unsur membentuk 2 senyawa atau lebih, maka massa salah astu unsur yang sama banyaknya, massa unsur yang kedua dalam senyawasenyawa itu merupakan bilangan yang mudah dan bulat. Misalnya, unsur S dan unsur O membentuk 2 macam senyawa yaitu SO2 dan SO3. Perbandingan massa S : O dalam senyawa SO2 adalah 16 : 32, 51
sedangkan perbandingan massa S : O dalam SO3 adalah 16 : 48. Untuk massa S yang sama yaitu 16, perbandingan massa O pada SO2 dan SO3 adalah 32 : 48 atau 2 : 3. jadi SO2 dan SO3 memenuhi hukum Dalton.
Contoh soal : Unsur A dan B membentuk 2 senyawa. Massa A pada senyawa I = 40% dan massa B pada senyawa II = 50%. Apakah kedua senyawa memenuhi hukum Dalton ? Jawab : Massa A pada senyawa I = 40% Maka massa B pada senyawa I = 60% Massa B pada senyawa II = 50% Maka massa A pada senyawa II = 50% Perbandingan massa A dan massa B pada senyawa I
= 40 : 60 = 2:3
Perbandingan massa A dan massa B pada senyawa II
= 50 : 50 = 2:2
Untuk massa A yang sama (yaitu 2), massa B pada senyawa I dan II berbanding sebagai 3 : 2. Jadi kedua senyawa memenuhi hukum Dalton.
4. Hukum Perbandingan Volum (Gay Lussac) Gay Lussac mengadakan eksperimen pada reaksi antara gas-gas ternyata perbandingan volumen gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi sesuai dengan perbandingan jumlah molekulnya yang merupakan perbandingan sederhana. Berdasarkan hasil ekrperimennya, Gay Lussac mengemukakan hukum perbandingan volum yang menyatakan : volume gas-gas yang bereaksi
52
dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana, apabila diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Contoh : Pada reaksi gas N2 dan gas H2 menjadi gas NH3 menurut reaksi : N2(g) + 3H2(g) Æ 2NH3(g), berdasarkan koefisien reaksinya dapat dijelaskan : 1 molekul gas N2 bereaksi dengan 3 molekul gas H2 menghasilkan 2 molekul gas NH3, secara singkat dituliskan : 1 molekul N2 ~ 3 molekul H2 ~ 2 molekul NH3 pada suhu dan tekanan yang sama (p, t), berlaku : 1 volumen N2 ~ 3 volume H2 ~ 2 volume NH3. Contoh soal : Berapa ml gas N2 yang harus direaksikan dengan 12 ml gas H2 untuk menghasilkan gas NH3? Hitung pula berapa ml gas NH3 yang terjadi jika semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Diket : H2 yang bereaksi = 12 ml Ditanya : a. Volume N2 yang diperlukan (p, t) b. Volume NH3 yang dihasilkan (p, t) Jawab : N2(g) + 3 H2(g) Æ 2NH3(g) Berdasarkan koefisien reaksinya, maka perbandingan volume N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2 H2 yang direaksikan = 12 ml, maka : a. Volume gas N2 yang direaksikan
b. Volume gas NH3 yang dihasilkan
53
1 x 12 ml 3 = 4 ml
:
2 x 12 ml 3 = 8 ml
=
5. Hukum Avogadro Sejalan dengan eksperimen yang dilakukan oleh Guy Lussac, Avogadro mengemukakan hipotesanya yang menyatakan : Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang mempunyai volume sama mengandung jumlah molekul yang sama pula. Contoh : Dalam bejana bervolume 5 liter diisi dengan gas N2O. Pada p dan t tertentu terdapat 1,2 x 1023 molekul gas N2O. Jika pada p dan t yang sama, tabung lain yang volumenya 5 lt diisi dengan gas CH4, ternyata jumlah molekul gas CH4 pada tabung itu adalah 1,2 x 1023.
Contoh soal : Jika pada suhu dan tekanan tertentu dalam tabung gas yang volumenya 15 lt mengandung 3 x 1020 molekul gas SO3, tentukan berapa molekul gas N2 terdapat dalam tabung lain yang volumenya 3 liter (diukur pada suhu dan tekanan yang sama). Diketahui : Volume gas SO3 = 15 liter Jumlah partikel gas SO3 = 3 x 1020 molekul Volume gas N2 = 3 liter. Ditanya : Jumlah partikel gas N2 = ……… Penyelesaian : Jumlah partikel gas N2 =
3 x 3 x 1020 15
=
1 x 3 x 1020 15
= 0,6 x 1020 = 6 x 1019 molekul Jadi jumlah molekul gas N2 = 6 x 1019 molekul.
54
LEMBAR KERJA SISWA A. JUDUL PERCOBAAN
: Hukum Lavoisier
B. TUJUAN PERCOBAAN : Siswa dapat mengetahui hubungan antara massa zat sebelum reaksi dan massa zat sesudah reaksi. C. ALAT DAN BAHAN : Alat : - Neraca - Kaca arloji - Beker glass Bahan : - Serbuk Pualam - Larutan HCl 2 M
- tabung reaksi - pipet tetes - gelas ukur
- balon
D. LANGKAH KERJA 1. Timbang 0,5 gr serbuk pualam (CaCO3) 2. Timbang satu buah tabung reaksi kosong, 1 buah balon dan satu buah beker glass. 3. Ambil 5 ml larutan HCl 2 M dan masukan ke dalam tabung reaksi 4. Timbanglah tabung reaksi yang telah diisi 5 ml larutan HCl 2 M beserta balon dan beker glass 5. Masukan 0,5 gr serbuk pualam ke dalam tabung reaksi yang telah diisi HCl tadi dan segera tutup mulut tabung dengan balon 6. Timbanglah beserta beker glass kosong 7. Catatlah data pengamatanmu 8. Ulangi percobaan sampai 3 x DATA PENGAMATAN Massa serbuk pualam : ….gr Massa tabung reaksi kosong + massa beker glass + massa balon : ….gr Massa tabung reaksi berisi HCl+massa beker +massa balon : …..gr Massa tabung reaksi berisi HCl + massa beker glass + massa balon + pualam : …..gr PERTANYAAN 1. Reaksi antara serbuk pualam + larutan HCl termasuk perubahan fisika atau kimia ? Kemukakan alasanmu ! 2. Gas apa yang dihasilkan pada eksperimen itu ? 3. Berapa massa zat-zar sebelum eksperimen itu ? 4. Berapa massa zat-zat sesudah reaksi ? 5. Apakah kesimpulan dari percobaan yang sudah anda lakukan ? 55
Latihan soal :
1. Ditimbang 12,7 gr tembaga (Cu) dan 6,4 gram belerang (S) dipanaskan sempurna sehingga terbentuk tembaga sulfida (CuS). Berapa gram tembaga sulfida yang terjadi ? 2. Analisis cuplikan garam dapur dari dua tempat yang berbeda menghasilkan data sebagai berikut : Cuplikan I : -
Massa garan dapur (NaCl) = 0,2925 gr
-
Massa natrium
= 0,1150 gr
-
Massa klor
= 0, 1775 gr
Cuplikan II : - Massa garam dapur (NaCl)
= 1,775 gr
- Massa natrium
= 0,690 gr
- Massa klor
= 1,065 gr
Apakah hukum Proust berlaku pada data percobaan tersebut ? 3. Senyawa-senyawa oksida nitrogen mengandung nitrogen dengan komposisi sebagai berikut : -
- Senyawa I
: 63,66 % N
-
- Senyawa II
: 46, 67 % N
-
Senyawa III
: 38,85 % N
-
Senyawa IV
: 30,44 % N
Apakah data ini sesuai dengan hukum Dalton ? 4. Pada suhu dan tekanan tertentu, 5 liter gas N2 direaksikan dengan gas H2 sesuai reaksi : N2(g) + 3 H2(g) Æ 2 NH3(g) Hitunglah : a. Volume gas H2 yang bereaksi b. Volume gas NH3 yang terjadi 5. Jumlah partikel yang terdapat dalam 11,2 liter gas nitrogen (N2) adalah 3,01 x 1023 partikel. Pada suhu dan tekanan yang sama, berapa jumlah partikel yang terdapat dalam 33,6 liter gas amoniak (NH3) ? 56
