CHEMICAL LAWS AND STOICHIOMETRY (HUKUM-HUKUM KIMIA DAN STOIKIOMETRI Hukum Kekekalan massa (Hukum Lavoisier) Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) Hukum Kelipatan Berganda (Hukum Dalton) Hukum Gay-Lussac Hukum Avogadro Hukum Boyle-Gay Lussac Hukum Kekekalan Massa menyatakan: Dalam sistem tertutup massa zat sebelum dan sesudah reaksi kimia adalah tetap Contoh: Satu gram natrium tepat bereaksi dengan 1,54 gram gas klor menghasilkan natrium klorida. Hitunglah massa gas klor yang diperlukan untuk menghasilkan 7,62 gram natrium klorida Penyelesaian: Natrium klorida yang dihasilkan= massa natrium + massa klor = 1 gram + 1,54 gram = 2,54 gram Untuk menghasilkan 7,62 gram natrium klorida diperlukan klor sebanyak: 7,62 1,54 2,54 = 4,62 gram Jadi, klor yang diperlukan sebanyak 4,62 gram Hukum Perbandingan tetap menyatakan bahwa: unsur-unsur dalam suatu senyawa terdapat dalam suatu perbandingan yang tetap atau perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap. Contoh: Tiga orang masing-masing Anto, Budi dan Candra membuat natrium klorida (garam dapur) dengan mereaksikan logam natrium dengan gas klor. Hasil yang diperoleh oleh ketiga orang tersebut adalah sebagai berikut. Nama Massa natrium klorida Massa natrium Anto 0,75 0,295 Budi 4 1,572 Candra 7,5 2,949 Tentukan: a. b. Massa gas klor yang digunakan oleh Anto, Budi, dan Candra Perbandingan massa natrium dan gas klor yang digunakan oleh Anto, Budi, dan candra Penyelesaian: a. b. Massa klor (mCl) mCl = mNaCl – mNa Anto = 0,75 – 0,295 Budi =4 – 1,572 candra = 7,5 – 2,949 = 0,455 gram = 2,428 gram = 4,551 gram Perbandingan mNa : mCl Anto mNa : mCl = 0,295 : 0,455 = 1 : 1,54 Budi mNa : mCl = 1,572 : 2,428 = 1 : 1,54 Candra mNa : mCl = 2,949 : 4,551 = 1 : 1,54 Jadi, perbandingan massa natrium dengan massagasklor pada senyawa NaCl yang dibuat oleh Anto, Budi dan candra adalah sama dengan 1: 1,54 Hukum Kelipatan Berganda menyatakan bahwa suatu senyawa disusun oleh atom-atom yang mempunyai massa berbeda dan bergabung dengan perbandingan massa yang sederhana. Contoh: karbon dan hidrogen dapat membentuk beberapa senyawa, misalnya propana (C3H8) dan propena (C3H6). Karena massa karbon dalam kedua senyawa sama, maka perbandingan massa H dalam C3H8 dengan H pada C3H6 merupakan bilangan bulat sederhana, yaitu 8 : 6 = 4 : 3 Disebut juga hukum perbandingan volum Hukum gay Lussac menyatakan bahwa perbandingan volum gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi (baik pereaksi maupun hasil reaksi) merupakan bilangan bulat dan sederhana. Hukum perbandingan volum berlaku pada reaksi gas-gas yang susunan molekulnya sederhana. Contoh: Ke dalam tabung eudimeter dimasukkan 26 liter gas hidrogen dan 21 liter gas oksigendan dilewatkan bunga api listrik pada campuran gas tersebut, tentukan volum gas yang tersisa dan gas apa yang tersisa tersebut? Penyelesaian: Perbandingan volum gas hidrogen : volum gas oksigen : volum uap air pada reaksi pembentukan uap air dari gas hidrogen dan gas oksigen adalah 2 : 1 : 2, sehingga hydrogen + oxygen 2 : 26 liter : 1 13 liter water : 2 : 26 liter Karena dalam reaksi tersebut, 26 liter gas hidrogen terpakai seluruhnya, maka gas hidrogen tidak tersisa, sedangkan dari 21 liter gas oksigen hanya terpakai sebangak 13 liter dalam reaksi, sehingga gas oksigen masih tersisa sebanyak 8 liter Hukum Avogadro menyatakan bahwa pada keadaan suhu dan tekanan yang sama, gasgas yang mempunyai volum yang sama terdiri dari jumlah molekul-molekul yang sama. Perbandingan volum gas-gas dalam suatu reaksi kimia merupakan perbandingan jumlah molekul, yang dalam suatu persamaan reaksi dapat dinyatakan dengan perbandingan koefisien reaksi. Contoh: Reaksi antara gas nitrogen dengan gas hidrogen membentuk gas amonia 1 volum nitrogen + 3 volum hidrogen → 2 volum amonia 1 molekul nitrogen + 3 molekul hidrogen → 2 molekul amonia Persamaan kimia untuk reaksi ini: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Perbandingan koefisien reaksinya adalah 1 : 3 : 2 Sample Problem Dua liter gas nitrogen (N2) tepat bereaksi dengan tiga liter gas oksigen (O2) membentuk dua liter gas lain. Jika diukur pada suhu dan tekanan tetap, tentukan rumus molekul hasil reaksi kedua gas tersebut! Diketahui: Volum nitrogen = 2 liter Volum oksigen = 3 liter Volum gas yang d bentuk = 2 liter Perbandingan volum 2 : 3 : 2 Persamaan kimia untuk reaksi ini: 2N2 + 3 O2 2 NxOy Agar persamaan kimia tersebut menjadi setara, maka: N : 4 = 2x x=2 O : 6 = 2y y=3 Jadi, rumus molekul gas hasil reaksi tersebut adalah N2O3 Dari hasil pengamatan Boyle menyimpulkan: “Pada suhu tetap, maka volum gas yang massanya tertentu berbanding terbalik dengan tekanannya” Secara matematis dapat dinyatakan dengan hubungan sebagai berikut 1 V P Berdasarkan data dari sejumlah sampel gas tertentu, pada suhu tetap perkalian antara tekanan (P) dengan volum (V) gas adalah tetap. Dan secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan: PV = konstan atau P1 V1 = P2 V2 Dimana: P = Tekanan (atm) V = volum (liter) Pada perkembangan selanjutnya,hubungan antara tekanan, volum, dan suhu mutlak gas,yang dinyatakan secara matematis sebagai berikut. PV T = konstan atau P1V 1 T1 = P 2V 2 T2 Contoh: Suatu sampel gas bermassa 0,312 gram dimasukkan ke dalam tabung yang volumnya 3 liter dan tekanan 0,75 atm. Hitung tekanan gas tersebut sekarang jika diukur pada volum 1,75 liter dan suhu dijaga tetap. Penyelesaian: P1V 1 = P2 P2V P1V 1 V2 2 0,75atm3L 1,75L Jadi, tekanan sekarang adalah 1,28 atm 1,28atm