MAKALAH KIMIA KELAS 10 : HUKUM DASAR KIMIA
Senin, Januari 01, 2018
Tambah Komentar
PENDAHULUAN
Latar Belakang Ilmu kimia merupakan bagian ilmu pengetahuan alam yang mempelajari materi yang meliputi susunan, sifat, dan perubahan materi serta energi yang menyertai perubahan materi. Penelitian yang cermat terhadap pereaksi dan hasil reaksi telah melahirkan hukum-hukumdasar kimia yang menunjukkan hubungan kuantitatif atau yang disebut stoikiometri.
Stoikiometri berasal dari bahasa Yunani, yaitu stoicheon yang berarti unsur dan metrain
yang berarti mengukur. Dengan kata lain, stoikiometri adalah perhitungan kimia yang menyangkut hubungan kuantitatif zat yang terlibat dalam reaksi. Hukum-hukum kimia dasar tersebut adalah hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, , hukum perbandingan berganda, hukum perbandingan volume hukum kesamaan gas, dan hukum boyle.Hukum-hukum dasar kimia itu merupakan pijakan kita dalam mempelajari danmengembangkan ilmu kimia selanjutnya.
A. Hukum Kekekalan Massa (Lavoiser)
Hukum kekekalan massa atau dikenal juga sebagai hukum Lomonosov-Lavoisier adalah suatu hukum yang menyatakan massa dari suatu sistem tertutup akan konstan meskipun terjadi berbagai macam proses di dalam sistem tersebut(dalam sistem tertutup Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama (tetap/konstan). Pernyataan yang umum digunakan untuk menyatakan hukum kekekalan massa adalah massa dapat berubah bentuk tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Untuk suatu proses kimiawi di dalam suatu sistem tertutup, massa dari reaktan harus sama dengan massa produk. Hukum kekekalan massa diformulasikan oleh Antonie Lavoisier pada tahun 1789. Oleh karena hasilnya ini, ia sering disebut sebagai bapak kimia modern.
Sebelumnya, Mikhail Lomonosov (1748) juga telah mengajukan ide yang serupa dan telah membuktikannya dalam eksperimen. Sebelumnya, kekekalan massa sulit dimengerti karena adanya gaya buoyan atmosfer bumi. Setelah gaya ini dapat dimengerti, hukum kekekalan massa menjadi kunci penting dalam merubah alkemi menjadi kimia modern. Ketika ilmuwan memahami bahwa senyawa tidak pernah hilang ketika diukur, mereka mulai melakukan studi kuantitatif transformasi senyawa. Studi ini membawa kepada ide bahwa semua proses dan transformasi kimia berlangsung dalam jumlah massa tiap elemen tetap.
Hukum kekekalan massa digunakan secara luas dalam bidang-bidang seperti kimia,teknik kimia, mekanika, dan dinamika fluida. Berdasarkan ilmu relativitas spesial, kekekalan massa adalah pernyataan dari kekekalan energi. Massa partikel yang tetap dalam suatu system ekuivalen dengan energi momentum pusatnya. Pada beberapa peristiwa radiasi, dikatakan bahwa terlihat adanya perubahan massa menjadi energi. Hal ini terjadi ketika suatu benda berubah menjadi energi kinetik/energi potensial dan sebaliknya. Karena massa dan energi berhubungan, dalam suatu sistem yang mendapat/mengeluarkan energi, massa dalam jumlah yang sangat sedikit akan tercipta/hilang dari sistem. Namun demikian, dalam hampir seluruh peristiwa yang melibatkan perubahan energi, hukum kekekalan massa dapat digunakan karena massa yang berubah sangatlah sedikit.
“Massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.”
Contoh: 39 gram Kalium direaksikan dengan 36,5 gram HCl. Berapakah zat hasil reaksi? Bila Ar K = 39; Ar Cl = 35,5; Ar H = 1
Jawab: 2K + 2HCl à 2KCl + H2
mol Kalium =
B. Hukum Perbandingan Tetap (Proust)
Salah satu sifat yang membedakan senyawa dengan campuran yaitu senyawamemiliki susunan yang tetap. Hal ini diungkapkan oleh Joseph Louis Proust seorang ahli kimia Perancis yang kini dikenal sebagai hukum perbandingan tetap atau Hukum Proust, berbunyi:
“Perbandingan massa unsur-unsur dalam senyawa adalah selalu tetap walaupun berasal dari daerah yang berbeda dan dibentuk dengan cara yang berbeda”.
Misalnya besi (Fe) direaksikan dengan belerang (S) membentuk besi (III) sulfida dan massa reaktan, produk dan sisa reaktan seperti yang tertera pada tabel berikut.
Fe (g)
|
S (g)
|
Fe 2S3(g)
|
Sisa (g)
|
7
8
14
22
|
4
4
9
14
|
11
21
22
33
|
-
S = 1
S = 1
S = 2, Fe = 1
|
Dari data-data di atas dapat diketahui setiap 7g besi bereaksi dengan 4g belerang. Hal ini menunjukan massa besi dan belerang yang ada dalam Fe2S3selalu tetap yaitu 7 : 4. Perbandingan massa unsur dalam senyawa dapat ditentukan dengan cara mengalikan jumlah atom dengan atom relatif masing-masing unsur. Misalnya H2O perbandingan massa hydrogen dengan oksigen = 1 : 8. Perbandingan ini dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut
Massa atom H : massa atom O = (2 x Ar.H) : (1 x Ar.O)
= (2 x 1) : (1 x 16)
= 2 : 16
= 1 : 8
Contoh:
Jika kita mereaksikan 4g hidrogen dengan 40g oksigen, berapa gram air yang terbentuk? Penyelesaian : Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8. Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40. Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4g hidrogen yang diperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram. Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak ( 40
– 32 ) g = 8 g. Nah, sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32gram oksigen? Tentu saja 36 gram.
Ditulis Sebagai H2+ O2 ==> H2O
Perbandingan massa 1 gram 8 gram 9 gram
Jika awal bereaksi 4 gram 40 gram ….. gram?
Yang Bereaksi 4 gram 32 gram 36 gram
Oksigen bersisa = 8 gram.
C. Hukum Perbandingan Berganda (Dalton)
Dalton mendefinisikan atom sebagai unit terkecil dari suatu unsur yang dapat melakukan penggabungan kimia. Dalton membayangkan suatu atom yang sangat kecil dan tidak dapat dibagi lagi. Tetapi, serangkaian penyelidikan yang dimulai pada tahun 1850-an dan dilanjutkan pada abad XIX secara jelas menunjukkan bahwa atom sesungguhnya memiliki struktur internal: yaitu atom tersusun atas partikel-partikel yang lebihkecil lagi, yang disebut partikel subatom. Penelitian tersebut mengarah pada penemuan tiga partikel subatom elektron, proton, dan neutron.
“Jika dua unsur dapat membentuk satu atau lebih senyawa, makaperbandingan massa dari unsur yang satu yang bersenyawa dengan jumlah unsur lain yang tertentu massanya akan merupakan bilangan mudah dan tetap.”
Contoh: MnO : Mn2O7 (Mr Mn = 55, O = 16)
Berat O = 8 gram
Mn =
Mn =
D. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac)
Sebelumnya telah banyak yang melakukan percobaan mengenai hukum perbandingan volume yaitu diantaranya Henry Cavendish, William Nicholson, dan Antonie Carlise yang menemukan perbandingan volume hidrogen dan oksigen tetapi belum dapat menemukan perbandingan hasil reaksi antara gas hidrogen dan oksigen.
Di awali oleh percobaan Joseph Priestley pada tahun 1781 yang menemukan gas hidrogen dan gas oksigen yang dapat membentuk uap air, kemudian Henry Cavendish menemukan volume gas hidrogen dan gas oksigen yang bereaksi membentuk uap air memiliki perbandingan 2 : 1. Tenyata William Nicholson dan Anthony Carlise berhasil menguraikan uap air menjadi gas hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis.
Joseph Louis Gay Lussac yang merupakan ahli kimia Prancis pada tahun 1808 melakukan eksperimen dan mengamati volume gas-gas terlibat dalam suatu reaksi. Pengamatan ini dilakukan terhadap temperatur dan tekanan yang tetap atau sama sehingga menghasilkan:
1. Satu bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas klorin menghasilkan dua volume gas hidrogen klorida:
H2(g) + Cl2(g) à 2HCl(g)
2. bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas oksigenmenghasilkan dua bagian volume air:
2H2(g) + O2(g) à 2H2O(g)
Sehingga dari data tersebut terdapat bunyi hukum perbandingan volume:
“Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dengan gas- gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana”
Dapat juga dikatan:
“Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas sama
dengan perbandingan koefisien dalam reaksi yang sama”
Data Percobaan Gay Lussac
Percobaan
|
Volume Gas Oksigen yangDireaksikan (L)
|
Volume GasHidrogen yangDireaksikan (L)
|
Volume Uap Air yang Dihasilkan (L)
|
1
|
1
|
2
|
2
|
2
|
2
|
4
|
4
|
3
|
3
|
6
|
6
|
Sehingga dapat diperoleh rumus perbandingan volume: V1/N1= V2/N2dimana P dan T tetap
Keterangan : P = tekanan gas (atm)
T= suhu (K)
V= volume gas (L)
n= banyaknya gas (mol)
Sehingga perbandingan koefisien dalam reaksi kimia = perbandingan volume pada
keadaan suhu dan tekanan yang tetap.”
Contoh Soal :
1.C3H8 + O2 à CO2 + H2O
Pada suhu dan tekanan tertentu, perbandingan volume CO2dan H2O adalah
C3H8+ 5O2 à 3CO2+ 4H2O
Perbandingan volume CO2:H2O adalah 3:4
2.Jika 6 liter hidrogen bereaksi dengan nitrogen membentuk amonia, hitunglah volume nitrogen dan volume amonia dalam keadaan suhu dan tekanan yang tetap : 3H2+ N2 à 2NH3
E. .Hukum Kesamaan Gas (Avogrado)
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 à 2 volume uap air
Avogadro: 2 molekul gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen à 2 molekul uap air
dari sini Avogadro mengajukan hipotesisnya yang dikenal hipotesis Avogadro yang berbunyi:
“ Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.”
Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya.
Contoh : Berapakah volume gas 29 gram C4H10 pada temperatur dan tekanan tetap, di mana 35 liter oksigen beratnya 40 gram (Mr C4H10 = 58; Ar O = 16)
Jawab : Mol C4H10 =
Mol O2 =
F. Hukum Boyle
Boyle menemukan bahwa udara dapat dimanfaatkan dan dapat berkembang bila dipanaskan. Akhirya ia menemukan hukum yang kemudian terkenal sebagai hukum Boyley ang berbunyi :
“Bila suhu tetap, volume gas dalam ruangan tertutup berbanding terbalik dengan tekananya.”
Dalam sejarah ilmu kimia terdapat beberapa tahap, antara lain tahap alkemi, tahap ilmu kimia. dan tahap ilmu kimia modern Boyle adalah bapak ilmu kimia, sedangkan Lavoisier adalah bapak ilmu kimia modern. Mengapa Boyle disebut bapak ilmu kimia?Karena ia mengadakan eksperimen secara ilmiah. Karena ia menemukan konsep atom. Karena ia dapat membedakan unsur senyawa dan campuran. Ia dapat membedakan asam, basa dan alkali. Para ahli sebelumnya tidak dapat. Misalnya Aristoteles, ahli filsafat Yunani yang terbesar, mengira air, tanah, api, dan udara, adalah unsure.
Demokritos, ahli filsafat Yunani, mengutarakan bahwa semua benda terdiri dari atom.Tapi selama hampir 2000 tahun pendapat itu dilupakan orang, karena para ahli lebih sukamengikuti ajaran Aristoteles yang teryata keliru Menurut Aristoteles semua benda terdiri dari air, tanah, udara, dan api. Paracelcus, ahli fisika Swiss berpendapat bahwa semua benda terdiri dari merkuri, belerang dan garam. Van Helmont, ahli kimia Belgia mengira bahwa semua benda terdiri dari udara dan air.
Pada tahun 1661 Boyle menghidupkan kembali ajaran Demokritos. Ia mengungkapkan dalam bukunya yang berjudul The Sceptical Chymist (Ahli Kimia Yang Sangsi). Dalam bukunya itu Boyle menyerang ajaran Aristoteles dan Paracelsus. Ia mencela Aristoteles yang memandang benda dari segi forma dan kualitas. Boyle menyatakan bahwa semua benda terdiri dari atom, Adanya zat yang beraneka ragam disebabkan karena jumlah atom,kedudukan atom, gerak atom, dan susunan atom. Karena jasa Boyle, ilmu fisika dan kimiadiluruskan ke jalur yang benar.
P1.V1= P2.V2
Contoh : 1 mol gas CO2 dengan volume 10 liter dan tekanan 1,5 atm 1 mol gas H2 dengan volume 30 liter. Pada temperatur yang sama dengan gas CO2, berapa tekanannya?
Jawab : Diketahui : P1= 1,5 atm
V1= 10 liter
V2= 30 liter
P1.V1= P2.V2
1,5 x 10 = P2 x 30
P2 = 0,5 atm
KESIMPULAN
Hukum- hukum dasar kimia seperti yang dibahas di atas mempunyai peranan yang penting dalam ilmu kimia yaitu sebagai pondasi atau dasar dari segala penghitungan rumuskimia yang kita gunakan sehari-hari. Hukum – Hukum tersebut antara lain; Hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, hukum perbandingan berganda, hukum perbandingan volume, hukum kesamaan gas, dan hukum boyle. Hukum kekalan massa dikemukakan oleh Antonie Lavoiser pada tahun 1789 menyatakan bahwa Massa sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. Dengan kata lain, hokum ini menyatakan bahwa dalam reaksi kimia, suatu materi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Hukum perbandingan tetap dikemukan oleh Joseph Proust pada tahun 1799, (JosephLouis Proust, 1754-1826) menyatakan bahwa Perbandingan massa unsur – unsur dalam senyawa adalah selalu tetap walaupun berasal dari daerah yang berbeda dan dibentuk dengan cara yang berbeda. Dengan kata lain setiap sampel suatu senyawa memiliki komposisi unsur-unsur yang tetap. Hukum perbandingan berganda dikemukakan oleh John Dalton (1766 – 1844) menyatakan bahwa “Jika dua unsur dapat membentuk satu atau lebih senyawa, maka perbandingan massa dari unsur yang satu yang bersenyawa dengan jumlah unsur lain yang tertentu massanya akan merupakan bilangan mudah dan tetap.” Hukum Perbandingan Volume yang dikemukakan oleh Gay Lussac menyatakan bahwa “Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas
-gas pereaksi dengan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana”. Dengan kata lain “Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas sama
dengan perbandingan koefisien dalam reaksi yang sama”. Hukum kesamaan gas yang dikemukakan oleh Amedeo Avogrado menyatakan bahwa “Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula”. Pernyataan ini dapat dirumuskan dengan P1V1=P2V2. Hukum Boyle adalah hukum gas yang dikemukakan oleh Boyle menyatakan bahwa bila suhu tetap, volume gas dalam ruangan tertutup berbanding terbalik dengan tekananya.Pernyataan diatas dapat dirumuskan dengan P =
DAFTAR PUSTAKA
Belum ada Komentar untuk "MAKALAH KIMIA KELAS 10 : HUKUM DASAR KIMIA"
Posting Komentar
Tinggalkan komentar terbaik Anda...