MAKALAH HUKUM – HUKUM DASAR KIMIA
MELA PUJI LESTARI
X-B
25
SMA N 1 GUBUG 2014/2015
KATA
PENGANTAR
Puji
dan syukur kami panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya
sehingga penulis dapat menyusun makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini membahas
hukum-hukum dasar kimia.
Kami
sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai
hukum dasar kimia. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas ini
terdapat kekurangan - kekurangan. Untuk itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi
perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa sarana
yang membangun.Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada
kita sekalian.
Gubug, 15 Mei 2015
Penulis
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 =
=
1 mol
B.
Hukum Perbandingan Tetap (Proust)
Salah satu sifat yang membedakan senyawa dengan campuran
yaitu senyawa memiliki 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 Fe2S3 selalu 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, maka perbandingan 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 =
x 8 =
6,19 gram (MnO)
Mn =
=
3,96 gram (dalam Mn2O7)
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/N2 dimana 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 =
= 0,5 mol
Mol O2 =
= 1,25 mol
mol C4H10 =
x 35 = 14 liter
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.
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 =
sedangkan V =
DAFTAR
PUSTAKA