Hukum-Hukum Dasar Kimia: Lavoisier, Proust, Dalton, Avogadro & Gay lussac

Hukum-Hukum Dasar Kimia : Lavoisier, Proust, Dalton, Avogadro & Gay Lussac – Ilmuwan zaman dahulu banyak melakukan eksperimen untuk menghitung massa unsur dalam suatu senyawa. Berdasarkan perhitungan secara kuantitatif maupun kualitatif, maka terciptalah hukum-hukum dasar kimia yang menekankan pada 2 hal yaitu massa zat dan volume zat. Hukum yang berkaitan dengan massa zat terdiri dari hukum Lavoisier, Proust dan Dalton. Hukum yang berkaitan dengan volume zat terdiri dari hukum Avogadro dan Gay Lussac.

Hukum-Hukum Dasar Kimia

Hukum-hukum dasar kimia adalah hukum-hukum yang mendasari semua perhitungan zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia/stoikiometri. Dengan hukum-hukum dasar kimia ini, kita dapat menentukan massa atau perbandingan unsur dalam suatu senyawa, hukum ini meliputi :

Hukum Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa)

Hukum Lavoisier (hukum kekekalan massa) ditemukan oleh Antoine Laurent Lavoisier seorang ilmuwan Perancis (1743 – 1794) sekitar tahun 1785.

Bunyi hukum kekekalan massa adalah : Dalam sistem tertutup massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

Lavoisier melakukan eksperimen dengan memanaskan raksa dalam tabung tertutup, ternyata setelah selesai reaksi massa raksanya bertambah berat. Pertambahan berat itu oleh Lavoiser dikarenakan karena Hg mengikat oksigen yang ada dalam tabung reaksi.

Reaksinya : 

2Hg (s) + O2 (g) → 2HgO (s)
401,2 gram  32 gram    433,2 gram 

Contoh Hukum Lavoisier

Ketika akan membuat api unggun, kita memerlukan kayu lalu membakarnya. Setelah selesai terbakar kayu tersebut berubah menjadi abu yang memiliki massa yang lebih kecil dari massa kayu sebelumnya. Menurut Lavoisier tidak ada pengurangan massa kayu sebelum dan sesudah terbakar, lalu kenapa massanya jadi lebih kecil? 
Karena ketika kayu terbakar, kayu bereaksi dengan oksigen di udara untuk berubah menjadi tidak hanya abu tetapi juga gas CO2 dan H2O.

Jika kita ukur :
massa total kayu + massa oksigen = massa abu + massa karbon dioksida + massa uap air yang dihasilkan.

Contoh Soal Hukum Lavoisier

Sebuah paku yang terbuat dari besi memiliki massa mula-mula 56 gram, kemudian paku tersebut di biarkan di udara luar sehingga mengalami perkaratan.

Fe (s) + O2 (g) → Fe2O3 (s)

Apabila massa paku berkarat tadi sebesar 80 gram, maka massa oksigen yang bereaksi dengan paku adalah?

Penyelesaian :
Massa zat sebelum reaksi = massa zat setelah reaksi
Massa Fe + massa O = massa (ce{Fe2O3})
56 gram + massa O = 80 gram
Massa O = 80 – 56 = 24 gram
Jadi massa oksigen yang bereaksi adalah 24 gram.

Baca juga materi : Tata Tertib Laboratorium : Peraturan, Alat, Simbol

Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)

Hukum Proust (hukum perbandingan tetap) ditemukan oleh Joseph Louis Proust seorang ilmuwan Perancis (1754 – 1826) sekitar tahun 1797.

Bunyi hukum proust adalah : Perbandingan massa unsur-unsur penyusun senyawa adalah tertentu dan tetap.

Proust melakukan berbagai eksperimen untuk mengetahui perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya, contohnya H2Oyang selalu memiliki perbandingan massa H : massa O adalah 1 : 8. Senyawa-senyawa yang lain akan memiliki perbandingan massa tertentu juga. Berikut adalah contoh tabel percobaan hukum Proust

Contoh Hukum Proust

Tabel hukum Proust
Hukum Proust

Perbandingan massa H dan massa O yang bereaksi

  • Percobaan 1 = 2 gram : 16 gram = 1 : 8
  • Percobaan 2 = 4 gram : (34 – 2) gram = 4 gram : 32 gram = 1 : 8
  • Percobaan 3 = (8 – 2) gram : 48 gram = 6 gram : 48 gram = 1 : 8

Perbandingan massa H : massa O dalam senyawa H2O selalu 1 : 8 (sesuai hukum Proust).

Contoh Soal Hukum Proust

Dalam senyawa magnesium oksida, perbandingan massa magnesium dengan massa oksigen = 3 : 2. Jika 27 gram magnesium direaksikan dengan 20 gram oksigen.
a. Berapa gram magnesium oksida dihasilkan?
b. Zat apakah yang terdapat sebagai sisa dan berapakah sisanya?
c. Jika sisanya direaksikan dengan oksigen atau magnesium, berapa gram oksigen atau magnesium diperlukan?

Penyelesaian :
Perbandingan massa Mg : massa O = 3 : 2
Jadi ketika ada 27 gram Mg dan 20 gram O bereaksi maka kita harus menentukan mana unsur yang akan habis bereaksi terlebih dahulu, caranya massa Mg dan O tersebut kita bagi dengan perbandingan massanya masing-masing.

  • Untuk Mg → 27/3 = 9
  • Untuk O → 20/2 = 10

Karena nilai Mg lebih kecil maka Mg akan habis bereaksi terlebih dahulu, sedangkan O akan menghasilkan sisa hasil reaksi.

a. Massa MgO yang dihasilkan

Magnesium + Oksigen → Magnesium oksida

Untuk menentukan massa MgO yang dihasilkan maka kita lihat perbandingan massanya :

Magnesium : Oksigen : Magnesium oksida = 3 : 2 : 5

Perbandingan MgO = 5 didapat dari (perbandingan Mg + O = 3 + 2 = 5).
Karena unsur yang habis tadi magnesium maka itu buat acuan untuk menentukan massa MgO.

  • Perbandingan massa Mg = 3, maka Mg yang bereaksi = 27 gram
  • Perbandingan massa MgO = 5, maka MgO yang dihasilkan = … gram

Massa MgO yang dihasilkan = 5/3 x 27 = 45 gram

b. Zat sisa

Penjelasan di atas sudah diketahui kalau zat sisanya adalah O, untuk menentukan massa O sisa caranya :

Massa O total = massa O yang bereaksi + massa O sisa reaksi

Massa O yang bereaksi dapat kita cari seperti cara a.

  • Perbandingan massa Mg = 3, maka Mg yang bereaksi = 27 gram
  • Perbandingan massa O = 2, maka O yang bereaksi = … gram

Massa O yang bereaksi = 2/3 x 27 = 18 gram
Jadi massa O sisa reaksi = 20 -18 = 2 gram

c. Mg akan diperlukan untuk bereaksi dengan 2 gram sisa O

Massa Mg yang diperlukan dapat kita cari dengan perbandingan massanya lagi.

Magnesium : Oksigen : Magnesium oksida = 3 : 2 : 5

Massa O sisa tadi sekarang kita buat acuan untuk menentukan massa Mg yang bereaksi.

  • Perbandingan massa O = 2, maka O yang bereaksi = 2 gram
  • Perbandingan massa Mg = 3, maka Mg yang bereaksi = … gram

Massa Mg yang bereaksi = 3/2 x 2 = 3 gram.

Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Berganda)

Hukum Dalton dikemukakan oleh John Dalton seorang ilmuwan Inggris tahun 1803.

Bunyi hukum Dalton adalah : Apabila ada 2 unsur membentuk 2 senyawa atau lebih, apabila salah satu unsur dibuat perbandingan yang sama, maka unsur yang lain akan membentuk perbandingan bulat dan sederhana.

Hukum Dalton ini merupakan pengembangan dari hukum Proust, berikut contoh percobaannya :

contoh hukum dalton
Hukum Dalton

Contoh Hukum Dalton 

Dari percobaan ada unsur nitrogen dan oksigen dengan massa berbeda, akan menghasilkan berbagai senyawa oksida nitrogen. Ternyata apabila massa nitogen dibuat sama, maka perbandingan massa Oksigen dalam senyawa oksida itu adalah :

Perbandingan massa O dalam senyawa I : senyawa II : senyawa III =

16 : 32 : 64 = 1 : 2 : 4
(merupakan perbandingan bulat dan sederhana)

Kesimpulan : Percobaan diatas sesuai hukum Dalton 

Contoh Soal Hukum Dalton

Unsur A dan B membentuk 3 senyawa, persentase A dalam masing-masing senyawa adalah : 46,77 % , 36,84 % , 25,93 %. Jika massa A pada ketiga senyawa sama.
a. Buktikan bahwa hukum Dalton berlaku untuk senyawa itu
b. Jika rumus senyawa kedua adalah A2B3, tentukan rumus senyawa pertama dan ketiga secara beruntun

Penyelesaian :
a. Untuk membuktikan bahwa percobaan tersebut sesuai hukum Dalton atau tidak, maka kita buat salah satu unsur A dengan perbandingan massa yang sama, sehingga akan terlihat dalam tabel di bawah ini :
Perbandingan massa B dalam senyawa I : senyawa II : senyawa III =

1,138 : 1,736 : 2,856
= 1 : 3/2 : 5/2
= 2 : 3 : 5
Karena merupakan perbandingan bulat dan sederhana, maka percobaan diatas sesuai hukum Dalton.

b. Dari tabel kita dapat melihat perbandingan massa A dan B dalam senyawa I, II dan III sebagai berikut :

  • Senyawa I → Massa A : Massa B = 1 : 1,138 = 1 : 2
  • Senyawa II → Massa A : Massa B = 1 : 1,736 = 1 : 3
  • Senyawa III → Massa A : Massa B = 1 : 2,856 = 1 : 5

Di soal diketahui bahwa senyawa II adalah N2O3, maka senyawa I dan III dapat kita cari dengan perbandingan diatas, tetapi semua Massa A kita kali 2 terlebih dahulu, sehingga perbandingannya menjadi :

  • Senyawa I → Massa A : Massa B = 2: 2
  • Senyawa II → Massa A : Massa B = 2 : 3
  • Senyawa III → Massa A : Massa B = 2 : 5


Dengan demikian kita mengetahui bahwa senyawa I adalah A2B2 (sama-sama dibagi 2) menjadi AB, sedangkan senyawa III adalah A2B5.

Baca juga materi : Perkembangan Teori Atom : Democritus, Aristoteles, Dalton, Thomson, Rutherford, Niels Bohr, Mekanika Kuantum

Hukum Gay Lussac

Hukum gay lussac dikemukakan oleh Joseph Louis Gay-Lussac seorang ilmuwan Perancis tahun 1808.

Bunyi hukum gay lussac adalah : Pada temperatur (T) dan tekanan (P) yang sama, dalam semua reaksi gas berlaku perbandingan koefisien reaksi = perbandingan volume.

Contoh Hukum Gay Lussac

2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)
2 liter           1 liter             2 liter

Perbandingan volume gas H2 : gas O2 : gas H2O = 2 : 1 : 2

N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
1 liter          3 liter                2 liter

Perbandingan volume gas N2 : gas H2 : gas NH3 = 1 : 3 : 2

Contoh Soal Hukum Gay Lussac

4 liter gas propena dibakar sempurna sesuai persamaan reaksi berikut.

C3H6 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (g) (belum setara)

Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan:
a. volume gas O2 yang diperlukan
b. volume gas CO2 yang dihasilkan
c. volume gas H2O yang dihasilkan

Penyelesaian :
Langkah pertama kita harus menyetarakan reaksinya :

C3H6 (g) + 9/2 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 3 H2O (g) dikali 2
2 C3H6 (g) + 9 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (g)

Karena semua zat yang terlibat dalam reaksi fasenya gas semua, maka kita bisa menggunakan hukum Gay Lussac dimana perbandingan koefisien = perbandingan volume.

a. volume gas O2

Volume gas O2 yang diperlukan = 9/2 x 4 L = 18 Liter

b. volume gas CO2

Volume gas CO2 yang dihasilkan = 6/2 x 4 L = 12 Liter

c. volume H2O 
Volume gas H2O yang diperlukan = 6/2 x 4 L = 12 Liter

Hukum Avogadro

Hukum avogadro dikemukakan oleh Amedeo Carlo Avogadro seorang ilmuwan Italia tahun 1811.

Bunyi hukum avogadro adalah : Pada temperatur (T) dan tekanan (P) yang sama, semua jenis gas apabila volumenya sama maka jumlah partikelnya juga sama.

Contoh Hukum Avogadro

Hubungan Avogadro dengan reaksi kimia adalah dalam semua reaksi kimia antar gas, perbandingan volume gas juga merupakan perbandingan jumlah partikel gas yang terlibat dalam reaksi tersebut.

H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g)
1 liter     1 liter       2 liter

Perbandingan volume gas H2 : gas Cl2 : gas HCl = 1 : 1 : 2 
(perbandingan Gay Lussac)

Perbandingan jumlah partikel gas H2 : gas Cl2 : gas HCl  = 1 : 1 : 2
(perbandingan Avogadro)

Contoh Soal Hukum Avogadro

Pada P,T  tertentu di dalam tabung gas yang volumnya 15 L terdapat 3.1020 molekul gas SO3. Berapa molekul gas N2 terdapat dalam tabung lain yang volumnya 3 liter berisi gas N2 yang suhunya sama dan tekanannya sama?

Penyelesaian :
Jumlah molekul gas N2 = 3/15 x 3.1020 = 6.1019 molekul N2

Baca juga materi : Ilmu kimia dan peranannya

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *