Hukum Dasar Kimia dan 2 Contoh Soal

GuruOnlinee.com – Halo sobat cerdas, dalam artikel ini kita akan mempelajari mengenai Hukum-hukum Dasar Kimia, yang meliputi Hukum Lavoiser, Hukum Proust, Hukum Dalton, Hukum Gay Lussac, dan Hipotesis Avogadro. Untuk memahami materi tersebut, yuk simak penjelasan berikut!

Daftar Isi

Hukum dasar kimia adalah prinsip fundamental yang menjelaskan perilaku zat dan reaksi kimia. Hukum dasar kimia tersebut ada 5, yaitu Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier), Hukum Perbandingan Tetap (Proust), Hukum Kelipatan Perbandingan (Dalton), Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac), dan Hipotesis Avogadro.

1. Hukum Lavoiser (Hukum Kekekalan Massa)

Antoine Laurent Lavoisier melakukan penyelidikan terkait massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi. Ia menimbang zat sebelum bereaksi, lalu menimbangnya kembali setelah bereaksi.

Ternyata massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. Lavoisier pun menyimpulkan hasil penyelidikannya dalam suatu hukum yang disebut dengan hukum kekekalan massa.

Berikut bunyi hukum Kekekalan Massa :

“Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama“.
Hukum Lavoiser

Jika kita membakar suatu benda, kita akan mendapati bahwa massa benda setelah pembakaran akan lebih ringan daripada massa sebelum pembakaran.

Hal tersebut terjadi karena kita membakar pada ruang terbuka, sehingga hasil-hasil pembakaran berupa gas dan partikel-partikel kecil lainnya terbang bebas.

Sementara reaksi pada perkaratan besi, besi setelah bereaksi akan lebih berat dibanding sebelum bereaksi, karena besi mengikat oksigen yang menambah bobot besi tersebut. Berikut reaksi perkaratan pada besi :

$Fe(s)+O_{2}(g)\longrightarrow Fe_{2}O_{3}(s)$

Kedua peristiwa sehari-hari tersebut tidak mematuhi hukum kekekalan massa, karena proses reaksi tidak terjadi pada sistem tertutup.

2. Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)

Joseph Louis Proust melakukan penyelidikan terhadap sifat berbagai senyawa. Ia menyimpulkan bahwa perbandingan massa suatu unsur-unsur dalam suatu senyawa tetap, meskipun senyawa tersebut berasal dari daerah yang berbeda dan dengan dibuat dengan cara yang berbeda, tetapi komposisi penyusunnya selalu sama.

Berikut bunyi hukum perbandingan tetap :

Perbandingan massa unsur-unsur dalam satu senyawa adalah tertentu dan tetap
Hukum Proust

Berikut analisis terhadap garam natrium klorida dari beberapa daerah yang menunjukkan perbandingan massa unsur Natrium dan Klorida yang selalu sama meskipun asalnya berbeda:

Asal	Massa Garam	Massa Natrium	Massa Klorida	Massa Na : Cl
Madura	1,5 gram	0,59 gram	0,91 gram	1 : 1,54
Indramayu	2,0 gram	0,786 gram	1,214 gram	1 : 1,54
Luar Negeri	2,5 gram	0,983 gram	1,517 gram	1 : 1,54

Tabel tersebut menunjukkan bahwa perbandingan massa Natrium dan Klorida pada berbagai garam dari daerah yang berbeda selalu sama, yaitu 1 : 1,54.

3. Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Perbandingan)

John Dalton mengembangkan lebih lanjut terkait Hukum Proust yang telah dikemukakan sebelumnya oleh Joseph Louis Proust. Dalton mengamati unsur-unsur yang dapat membentuk lebih dari satu jenis senyawa.

Dalton mengamati adanya suatu keteraturan yang terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa. Adapun contohnya, yaitu reaksi antara nitrogen dan oksigen yang mengasilkan Nitrogen Monoksida (NO) dan Nitrogen Dioksida (NO₂) seperti berikut:

Senyawa	Massa Nitrogen	Massa Oksigen	Massa Senyawa
NO	0,875 gr	1,00 gr	1,875 gr
NO₂	1,75 gr	1,00 gr	2,75 gr

Massa oksigen yang sama, diperoleh perbandingan massa nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida dan senyawa nitrogen monoksida merupakan bilangan bulat dan sederhana.

Hal tersebut dapat dibuktikan secara matematis seperti berikut:

$\frac{\text{Massa N}\, \text{dalam}\, NO_{2}}{\text{Massa N} \,\text{dalam NO}}=\frac{1,75 \,gr}{0,87\,gr}=\frac{2}{1}$

Berdasarkan hasil penyelidikan Dalton, ia pun merumuskan hukum kelipatan perbandingan yang berbunyi :

Jika dua jenis unsur bergabung membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika massa-massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut sama, sedangkan massa-massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana
Dalton

4. Hukum Gay Lussac (Hukum Perbandingan Volume)

Joseph Louis Gay Lussac melakukan percobaan dengan menggunakan berbagai macam gas. Ia menemukan bahwa perbandingan volume gas-gas dalam reaksi selalu merupakan bilangan bulat sederhana.

Berikut contoh reaksi yang menyatakan hasil percobaan Gay Lussac terkait hukum perbandingan volume :

$2H_{2}(g)+O_{2}(g)\longrightarrow 2H_{2}(l)$

$H_{2}(g)+Cl_{2}(g)\longrightarrow 2HCl(g)$

$N_{2}(g)+3H_{2}(g)\longrightarrow 2NH_{3}(g)$

Berdasarkan hasil penyelidikan Gay Lussac, ia pun merumuskan hukum perbandingan volume yang berbunyi :

Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana
Hukum Gay Lussac

Sementara untuk dua buah gas yang tercantum dalam satu persamaan reaksi, maka hubungan matematisnya dapat ditulis dengan :

$\frac{\text{Volume gas A}}{\text{Volume gas B}}=\frac{\text{koefisien gas A}}{\text{koefisien gas B}}$

5. Hipotesis Avogadro

Amedeo Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac yang gagal menerangkan alasan mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana.

Avogadro menjelaskan bahwa partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Avogadro menyebutkan partikel tersebut sebagai molekul.

Ia pun merumuskan hipotesisnya yang berbunyi :

Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula
Hipotesis Avogadro

Perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi.

Contoh Soal

1. Diketahui perbandingan massa kalsium dan oksigen dalam membentuk senyawa kalsium oksida adalah 5:2. Bila direaksikan 10 gram kalsium dan 12 gram oksigen, tentukan massa kalsium oksida (CaO) yang terbentuk dan sisa pereaksi!

Jawab :

Diketahui :

Massa Ca = 10 gram

Massa O = 12 gram

Perbandingan = 5:2

Ditanyakan :

Massa CaO yang terbentuk = . . . ?

Sisa Pereaksi= . . . ?

Langka pertama adalah membagi massa yang tersedia untuk masing-masing pereaksi dengan perbandingan senyawa :

Ca : 10/5 = 2

O : 12/2 = 6

Lalu pilih angka yang paling kecil, yaitu 2 (pada Ca)

Maka massa CaO yang terbentuk adalah :

Massa CaO = Massa Ca + Massa O

Massa CaO = 2 x 5 + 2 x 2

Massa CoO = 10 + 4

Massa CoO = 14 gram

Untuk menghitung sisa pereaksi, dapat dilakukan dengan cara :

Sisa pereaksi = Sisa Ca + Sisa O

Sisa pereaksi = (10 – 10) + (12 – 4)

Sisa pereaksi = (0) + (8)

Sisa pereaksi = 8 gram

2. Sepuluh mL gas nitrogen (N₂) dan 15 mL gas oksigen (O₂) tepat habis bereaksi menjadi 10 mL gas N_aO_b. Tentukan rumus kimia gas N_aO_b tersebut!