Tampilkan postingan dengan label hukum dasar kimia. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label hukum dasar kimia. Tampilkan semua postingan

Hipotesis Avogadro

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita membahas Hipotesis Avogadro. Mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana? Banyak ahli termasuk Dalton dan Gay Lussac gagal menjelaskan hukum perbandingan volume yang ditemukan oleh Gay Lussac. Ketidakmampuan Dalton karena ia menganggap partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik).

         Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac. Menurut Avogadro, partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Avogadro menyebutkan partikel tersebut sebagai molekul.

Gay Lussac :
2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen $ \rightarrow $ 2 volume uap air.
Avogadro :
2 molekul gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen $ \rightarrow $ 2 molekul uap air.

Untuk memahaminya, perhatikan data percobaan penentuan jumlah molekul beberapa gas pada volum 1 L serta suhu dan tekanan standar (0$^\circ$C, 76 cmHg) pada Tabel berikut:

         Dari data tersebut ternyata dalam volum yang sama dan keadaan yang sama terdapat jumlah molekul yang sama pula. Hipotesis ini dijadikan suatu hukum, yang dikenal sebagai Hukum Avogadro. Hipotesis Avogadro berbunyi:

Contoh soal :
1). berikut contoh nomor 1.

2). Suatu senyawa hidrokarbon ($C_xH_y$) yang berwujud gas terbakar sesuai persamaan reaksi berikut :
$ C_xH_y(g) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + H_2O(g) $.
Untuk membakar 3 liter senyawa hidrokarbon diperlukan 9 liter oksigen agar menghasilkan 6 liter uap air. Tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut!

Penyelesaian :
*). Diketahui :
Volume $C_xH_y \, $ = 3 liter, $ O_2 = $ 9 liter dan $ H_2O = $ 6 liter.
*). Perbandingan volume,
$ C_xH_y : O_2 :H_2O = 3 : 9: 6 = 1 : 3 : 2 $.
Karena perbandingan volume merupakan koefisien reaksi, maka persamaan reaksinya menjadi :
$ C_xH_y(g) + 3O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g) $.
Untuk kesetaraan atom oksigen, maka koefisien $CO_2 $ haruslah 2. Dengan demikian, persamaan reaksinya menjadi :
$ C_xH_y(g) + 3O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + 2H_2O(g) $.
untuk kesetaraan atom C, maka $ x = 2 $
untuk kesetaraan atom H, maka $ y = 4 $
Jadi, rumus molekul hidrokarbonya adalah $ C_2H_4 $ .

3). Sebanyak 9 L gas oksigen mengandung $ 9,4 \times 10^{22} \, $ molekul. Pada suhu dan tekanan yang sama, hitunglah jumlah molekul 36 L gas karbon dioksida dan molume $ 9,8 \times 10^{23} $ molekul uap air.

Penyelesaian :

Jadi, 36 L gas karbon dioksida memiliki $ 3,76 \times 10^{23} $ molekul dan $ 9,8 \times 10^{23} $ molekul uap air memiliki 10,45 L.

4). Pada pembakaran $ 9,5 \times 10^{22} $ molekul gas $C_3H_8 $ dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Tentukan:
a. persamaan reaksi,
b. jumlah molekul gas oksigen,
c. jumlah molekul gas CO2,
d. jumlah molekul gas H2O.

Penyelesaian :

       Demikian pembahasan materi Hipotesis Avogadro dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum-hukum dasar kimia.


Hukum Perbandingan Volume atau Hukum Gay Lussac

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas Hukum Perbandingan Volume atau Hukum Gay Lussac. Di awal tahun 1781 Joseph Priestley (1733-1804) menemukan hidrogen dapat bereaksi dengan oksigen membentuk air, kemudian Henry Cavendish (1731-1810) menemukan volume hidrogen dan oksigen yang bereaksi membentuk uap air mempunyai perbandingan 2 : 1. Dilanjutkan William Nicholson dan Anthony Carlise berhasil menguraikan air menjadi gas hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Ternyata perbandingan volume hidrogen dan oksigen yang terbentuk 2 : 1. Pada tahun 1808 Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) berhasil melakukan percobaan yang dilakukan oleh Henry Cavendish dengan data percobaan sebagai berikut:

Perbandingan tersebut berupa bilangan bulat sederhana. Berdasarkan hasil percobaan ini, Gay-Lussac menyimpulkan bahwa:
"Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana."

         Hukum ini hanya berlaku untuk reaksi-reaksi gas yang susunan molekulnya sederhana. Hukum perbandingan volum ini diperoleh semata-mata dari hasil percobaan. Berdasarkan hukum ini, kita dapat menghitung volum gas pada suatu reaksi, jika volum salah satu gas diketahui. Coba kita perhatikan data hasil percobaan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama. (untuk lebih memahami hukum perbandingan volume) Data hasil percobaan sebagai berikut:

Berdasarkan data percobaan dalam tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat.

Contoh soal :
1). Reaksi $ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \, $. Jika volume nitrogen yang bereaksi 2 liter, berapakah volume hidrogen yang dibutuhkan dan volume amonia yang terbentuk pada kondisi suhu dan tekanan yang sama?

Penyelesaian :
*). Perbandingan volume $ N_2 : H_2 : NH_3 = 1 : 3 : 2 $ . Jika volume $ N_2 = 2 \, $ liter, maka :
$ \begin{align} \text{Volume } H_2 & = \frac{\text{koefisien } H_2}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{3}{1} \times 2 = 6 \text{ liter} \\ \text{Volume } NH_3 & = \frac{\text{koefisien } NH_3}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{2}{1} \times 2 = 4 \text{ liter} \\ \end{align} $
Jadi, volume hidrogen yang dibutuhkan adalah 6 L dan volume amonia yang terbentuk adalah 4 L.

2). Perhatikan persamaan reaksi berikut:
$ H_2(g) + O_2(g) \rightarrow H_2O(g) $
12 liter gas hidrogen direaksikan dengan gas oksigen menghasilkan uap air. Berapa volume gas oksigen yang diperlukan dalam reaksi, bila diukur pada suhu dan tekanan yang sama?

Penyelesaian :
*). Untuk mencari volume gas oksigen, kita harus menyamakan koefisien reaksi tiap-tiap gas yang terlibat dalam reaksi tersebut.
$ 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g) $
*). Kemudian, koefisien reaksi tersebut digunakan untuk mencari perbandingan volume gas iksigen.
Perbandingan volume $ H_2 : O_2:H_2O = 2 : 1 : 2 $ .
Volume oksigen $ = \frac{1}{2} \times 12 \text{ liter } = 6 \, $ liter.
Jadi, volume oksigen adalah 6 liter.

3). Sebanyak 2,3 liter gas A bereaksi dengan 1,15 liter gas B menghasilkan 3,45 liter gas C. jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, apakah reaksi ini sesuai dengan Hukum Perbandingan Volume?

Penyelesaian :
Perbandingan volume gas :
$ A : B : C = 2,3 : 1,15 : 3,45 = 2 : 1 : 3 $
Hasil perbandingan volume gas A : B : C merupakan bilangan sederhana, sehingga reaksi di atas sesuai hukum perbandingan volume.

4). Pada suhu tertentu 6 liter gas nitrogen direaksikan dengan gas hidrogen menghasilkan gas ammonia. Jika pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, maka tentukan:
a. Pesamaan reaksi setaranya
b. Volume gas hidrogen yang bereaksi
c. Volume gas ammonia yang terbentuk.

Penyelesaian :
a). Persamaan reaksinya :
$ N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) $.
b). volume $ H_2 $ :
$ \begin{align} \text{Volume } H_2 & = \frac{\text{koefisien } H_2}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{3}{1} \times 6 = 18 \text{ liter} \end{align} $
c). volume $ NH_3 $ :
$ \begin{align} \text{Volume } NH_3 & = \frac{\text{koefisien } NH_3}{\text{koefisien } N_2} \times \text{Volume } N_2 \\ & = \frac{2}{1} \times 6 = 12 \text{ liter} \end{align} $
Perbandingan gas $ N_2 : H_2 : NH_3 = 6 : 18 : 12 = 1:3:2 $.
Hasil perbandingan volume gas $ N_2 : H_2 : NH_3 \, $ merupakan bilangan bulat dan sederhana, sehingga sesuai hukum perbandingan volume.

       Demikian pembahasan materi Hukum Perbandingan Volume atau Hukum Gay Lussac dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum dasar kimia yaitu hipotesis avogadro.


Hukum Perbandingan Berganda atau Hukum Dalton

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas Hukum Perbandingan Berganda atau Hukum Dalton . Dua unsur dapat membentuk lebih dari satu macam senyawa. Misalnya unsur karbon dengan oksigen dapat membentuk karbon monoksida dan karbon dioksida. John Dalton (1766-1844) mengamati adanya suatu keteraturan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa. Berdasarkan percobaan yang dilakukan Dalton diperoleh data sebagai berikut:

Perbandingan nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida dan nitrogen monoksida: $ \frac{1,75}{0,85} = \frac{2}{1} $ .
Beberapa unsur dapat membentuk senyawa dengan berbagai perbandingan, misalnya karbon dengan oksigen dapat membentuk karbon monoksida dan karbon dioksida dengan rumus CO dan CO2. Pada suatu penelitian, didapat data sebagai berikut:

       Dari data ternyata perbandingan massa oksigen yang terikat oleh karbon dengan massa yang sama yaitu 1 : 2. Perbandingan ini merupakan perbandingan yang sederhana. Perbandingan massa oksigen pada CO dan CO2 dapat diilustrasikan seperti Gambar berikut :

Berdasarkan hasil percobaan tersebut, Dalton menyimpulkan bahwa:

       Demikian pembahasan materi Hukum Perbandingan Berganda atau Hukum Dalton dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum dasar kimia yaitu hukum perbandingan volume.


Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Proust

         Blog KoKim - Joseph Louis Proust (1754 - 1826) adalah ilmuwan yang pertama menemukan fakta tentang perbandingan massa dari unsur-unsur dalam senyawa dengan melakukan percobaan-percobaan yang kemudian dikenal sebagai Hukum Perbandingan Tetap.

         Tahun 1799 Joseph Proust melakukan percobaan dengan mereaksikan hidrogen dan oksigen. Ternyata hidrogen dan oksigen selalu bereaksi membentuk air dengan perbandingan massa yang tetap yaitu 1 : 8.

Berikut tabel hasil percobaan proust:

         Dari tabel di atas terlihat bahwa setiap 1 gram gas hidrogen yang bereaksi dengan 8 gram oksigen menghasilkan 9 gram air. Data ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan oksigen dalam air memiliki perbandingan tetap yaitu 1 : 8, walaupun massa air yang terbentuk berbeda. Berdasarkan percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Proust.

Dengan memakai pemahaman hukum perbandingan tetap, definisi senyawa dapat diperluas sebagai berikut:
"senyawa adalah zat yang terbentuk oleh dua atau lebih unsur yang berbeda jenis dengan perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya adalah tetap".

Contoh :
1). Perbandingan unsur nitrogen dan unsur hidrogen pada pembentukan amonia sebesar 14 : 3. Jika 28 gram gas nitrogen dan 9 gram gas hidrogen direaksikan, maka tentukan:
a. massa amonia yang terbentuk;
b. zat yang tersisa dan banyaknya!

Penyelesaian :
*). Perbandingan massa nitrogen, (28 : 14 = 2) adalah 2 kali angka perbandingan, sedangkan hidrogen (9 : 3 = 3) adalah 3 kali angka perbandingan. Jadi, nitrogen habis bereaksi dan hidrogen bersisa.
$\begin{align} \text{a). massa amonia yang dihasilkan } & = \text{ massa nitrogen + massa hidrogen} \\ & = (2 \times 14) + (2 \times 3) \\ & = 28 + 6 \\ & = 34 \text{ gram } \end{align} $
Catt: 2 adalah angka paling kecil dari angka perbandingan.

b). massa hidrogen yang bereaksi $ = \frac{3}{14} \times 28 = 6 \, $ gram
atau
massa hidrogen yang bereaksi =$ 2 \times 3 = 6 \, $ gram
massa hidrogen sisa = 9 - 6 = 3 gram

2). 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!

Penyelesaian :

       Demikian pembahasan materi Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Proust dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum dasar kimia yaitu hukum perbandingan berganda.


Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier

         Blog KoKim - Suatu reaksi terjadi karena adanya pemutusan ikatan-ikatan pada zat-zat pereaksi dan selanjutnya terjadi pembentukan ikatan lagi pada zat hasil reaksi. Bagaimana dengan massa zat-zat pada reaksi itu? Penelitian tentang massa zat-zat pada reaksi telah dicoba sejak dulu. Pada artikel ini kita akan membahas salah satu hukum dasar kimia yaitu Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier.

         Percobaan-percobaan telah dilakukan ahli kimia sejak zaman dulu. Sampai pertengahan abad ke-18 para ahli kimia masih menduga bahwa sebagian massa zat ada yang hilang setelah terjadinya reaksi kimia, seperti pembakaran kayu akan menghasilkan abu yang rapuh dan ringan dibandingkan dengan kayu yang dibakar sebelumnya. Mereka menduga bahwa sesuatu telah menghilang pada saat pembakaran. "Sesuatu" itu disebut "flogiston".

         Ide awal teori flogiston berasal dari Johann Joachim Becker (1635-1682) yang kemudian menarik perhatian Gerge Ernst Stahl (1660-1734).
Teori flogiston pada prinsipnya menyatakan:
1) semua materi mengandung zat ringan yang disebut flogiston;
2) suatu reaksi kimia merupakan perpindahan flogiston dari suatu materi ke materi yang lain.

         Becher dan Stahl memberikan contoh pada pembakaran suatu logam, massanya akan berubah menjadi lebih berat dibandingkan massa logam awal. Logam akan kehilangan flogiston sehingga berubah menjadi calx logam (sekarang disebut oksida logam). Untuk memperoleh kembali logam tersebut, calx harus dibakar bersama karbon yang kaya flogiston, karena flogiston semula sudah hilang di udara. Calx akan menyerap flogiston dari udara sehingga berubah menjadi logam semula.

         Hampir satu abad teori flogiston dianut oleh para ilmuwan. Pada tahun 1774, Joseph Priestley (1733-1804) dari Inggris melakukan eksperimen dengan memanaskan calx merkuri (merkuri oksida) yang berupa serbuk merah. Calx merkuri dapat berubah kembali menjadi logam merkuri hanya dengan pemanasan tanpa penambahan materi yang kaya akan flogiston. Calx merkuri terurai menjadi logam raksa dan suatu "udara aneh" yang berbeda dari udara biasa. Jika bara api diletakkan dalam "udara aneh", maka ia akan menyala lebih terang. Menurut Priestly, serbuk calx merkuri menyerap flogiston udara sehingga berubah menjadi logam raksa. Akibatnya udara di sekitarnya kehabisan flogiston yang disebut "dephlogisticated air".

         Kegagalan teori flogiston disebabkan pada waktu itu para ilmuwan belum memahami keterlibatan gas dalam reaksi kimia. Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) di Paris, Prancis, menganggap "flogiston" adalah suatu zat khayal yang keberadaannya belum terbukti secara eksperimen. Menurut Lavoisier, suatu eksperimen kimia harus memakai pengukuran dan perhitungan kuantitatif.

         Teori flogiston itu hilang setelah Antoine Laurent Lavoisier (1743 - 1794) seorang ilmuwan Perancis menerbitkan bukunya berjudul Traite Elementaire de Chemie. Dalam buku itu, Lavoisier mengemukakan bahwa jika suatu reaksi kimia dilakukan dalam tempat tertutup, sehingga tidak ada hasil reaksi yang keluar dari tempat tersebut, ternyata massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah tetap. Inilah yang disebut sebagai Hukum Kekekalan Massa.

Contoh:
Logam Magnesium sebanyak 3 gram direaksikan dengan 5 gram oksigen sehingga menghasilkan magnesium oksida. Berapakah massa magnesium oksida yang terbentuk setelah reaksi berakhir?

Penyelesaian:
Diketahui:
massa magnesium = 3 gram
Massa oksigen = 5 gram
Ditanyakan: massa magnesium oksida yg terbentuk ...?
Jawab:
$\begin{align} \text{Massa sebelum reaksi } & = \text{ Massa sesudah reaksi} \\ \text{Massa magnesium + massa oksigen } & = \text{ Massa magnesium oksida} \\ \text{3 gram + 5 gram } & = \text{ Massa magnesium oksida} \\ \text{8 gram } & = \text{ Massa magnesium oksida} \end{align} $
Jadi, massa magnesium oksida yang dihasilkan adalah 8 gram.

       Demikian pembahasan materi Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan hukum dasar kimia yaitu hukum perbandingan tetap.


Hukum-Hukum Dasar Kimia

         Blog KoKim - Dalam kehidupan sehari-hari kita selalu menjumpai perubahan materi. Sebagian dari perubahan bentuk itu disertai terbentuknya zat baru, sebagian lagi hanya berupa perubahan tempat, bentuk atau wujud. Kedua jenis perubahan itu dapat kita jumpai pada lilin yang menyala. Lilin yang meleleh masih tetap lilin, yang berubah hanya wujudnya. Lilin yang terbakar akan menjadi gas dan sejumlah energi (panas dan cahaya). Lilin yang menyala makin lama makin pendek. Apakah lilin itu hilang? Tidak. Lilin tidak hilang, tetapi berubah menjadi zat-zat baru yang berwujud gas, yaitu gas karbon dioksida dan uap air. Apabila seluruh hasil pembakaran ditampung dan ditimbang, niscaya massanya sama dengan massa lilin ditambah dengan massa oksigen yang terpakai pada pembakaran itu. Pada artikel ini kita akan membahas materi Hukum-Hukum Dasar Kimia.

         Ilmu Kimia senantiasa berkembang seiring penguasaan manusia terhadap teknologi. Melalui serangkaian eksperimen dan pengamatan, para ahli kimia mengemukakan teori-teori tentang perhitungan zat. Setelah melalui pengujian dan pembuktian, teori-teori ini akhirnya dijadikan hukum dasar kimia. Apa saja yang termasuk hukum dasar kimia? Siapa yang mengajukan teori tersebut? Untuk memahami hukum-hukum dasar kimia ikutilah uraian berikut.

Hukum-hukum dasar kimia ini meliputi:
1. Hukum kekekalan massa (Antonie Laurent Lavoisier pada tahun 1734-1794)
2. Hukum perbandingan tetap (Joseph Louist Proust tahun 1754-1826)
3. Hukum perbandingan berganda ( John Dalton tahun 1766-1844)
4. Hukum perbandingan volume (Gay Lussac tahun 1778-1850)
5. Hipotesis Avogadro (Amedeo Avogadro tahun 1811)


       Demikian pembahasan secara umum Hukum-Hukum Dasar Kimia . Untuk pembahasan lebih lengkap dari kelima hukum-hukum dasar kimia, langsung saja ikuti link berikut ini : Hukum kekekalan massa, Hukum perbandingan tetap, Hukum perbandingan berganda, Hukum perbandingan volume, dan Hipotesis Avogadro. Semoga bermanfaat. Terima kasih.