View
15
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
asf
Citation preview
1. Hukum Avogadro
Hukum Avogadro (Terkadang disebut hipotesis Avogadro atau prinsip Avogadro)
adalah percobaan hukum gas yang berkaitan dengan pengaruh volume gas kepada jumlah zat
yang terdapat dalam gas. Menurut Avogadro, partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal
(monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Hukum Avogadro
merupakan bagian dari hukum-hukum dasar kimia. Pernyataan hukum Avogadro adalah
sebagai berikut:
Gas-gas yang memiliki volume yang sama, pada suhu dan tekanan yang sama,
memiliki jumlah molekul yang sama.
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.
A . Sejarah Penemuan Hukum Avogadro
Untuk menjelaskan hukum gay lussac di atas maka pada tahun 1811 Amadeo
Avogadro (1776-1956) dari italia mengajukan yang kemudian di sebut teori 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).
Para ahli fisika abad ke-19 tidak memiliki pengetahuan mengenai masa molekul atau
atom dan ukurannya sampai pergantian abad ke-20, setelah penemuan elektron oleh ahli
fisika Amerika, Robert Andrews Millikan, yang menentukan dengan hati-hati muatannya.
Penentuan ini, akhirnya, menunjukkan angka avogadro tersebut secara akurat, bahwa jumlah
molekul dalam jumlah bahan yang sama beratnya sama dengan molekulnya.
B . Penjelasan Hukum Avogadro
Hukum ini ditemukan oleh Amedeo Avogadro pada tahun 1811. Hipotesis Avogadro
menyatakan bahwa dua sampel gas ideal dengan volume, suhu, dan tekanan yang sama, maka
akan mengandung molekul yang jumlahnya sama. Contohnya adalah, ketika hidrogen dan
nitrogen dengan volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama ketika mereka
berada pada suhu dan tekanan yang sama. Avogadro menyebut partikel sebagai molekul.
Untuk suatu massa dari gas ideal, volume dan mol gas secara langsung akan
proporsional jika suhu dan tekanannya konstan. Persamaan tersebut dapat ditulis sebagai
berikut:
atau
Dimana:
V adalah volume gas
n adalah jumlah zat dari gas (dalam satuan mol)
k adalah konstanta yang sama dengan RT/P, di mana R adalah konstanta gas
universal, T adalah suhu Kelvin, dan P adalah tekanan. Sebagai suhu dan tekanan yang
konstan, RT/P juga konstan dan disebut sebagai k. Ini berasal dari hukum gas ideal.
Hukum ini menjelaskan bagaimana dalam kondisi suhu, tekanan, dan volume gas
yang sama pasti mengandung jumlah molekul yang sama. Untuk membandingkan substansi
yang sama di bawah dua set yang kondisinya berbeda, hukum ini dapat dinyatakan sebagai
berikut:
Persamaan ini menunjukkan bahwa, jika jumlah mol gas meningkat, volume gas juga
akan meningkat secara proporsional. Dan sebaliknya, jika jumlah mol gas berkurang, maka
volume juga menurun.
C . Definisi Matematika Hukum Avogadro
Hukum Avogadro dinyatakan secara matematis sebagai berikut:
Dimana:
V adalah volume gas
n adalah jumlah zat gas
k adalah konstanta
Ketetapan yang paling terlihat dari hukum Avogadro adalah pada konstanta gas ideal
memiliki nilai yang sama untuk semua jenis gas. Yang dirumuskan sebagai berikut:
Dimana:
p adalah tekanan gas
T adalah temperatur gas dalam Kelvin
Satu mol adalah jumlah zat yang mangandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak
atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12).
Jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram karbon-12 sebanyak 6,02×1023 atom C-12.
tetapan ini disebut tetapan Avogadro. Tetapan Avogadro (L) = 6,02×1023 partikel/mol.
Tetapan avogadro adalah jumlah molekul yang terdapat dalam satu mol atau berat gram
molekul dari bahan apapun.
Satu mol gas ideal memiliki volum 22.4 liter pada kondisi standar (STP), dan angka
ini sering disebut volum molar gas ideal. Gas-gas nyata (non-ideal) memiliki nilai yang
berbeda.
2 . Hukum Kekekalan Massa (lavoisier)
Hukum kekekalan massa atau prinsip kekekalan massa menyatakan bahwa untuk
setiap sistem yang melakukan transfer materi dan energi dalam keadaan tertutup (keduanya
memiliki massa), massa sistem akan tetap konstan sepanjang waktu, massa sistem tidak dapat
mengubah jumlahnya jika tidak ditambahkan atau dihilangkan. Oleh karena itu, massa kekal
dari waktu ke waktu. Hukum kekekalan massa merupakan bagian dari hukum-hukum dasar
kimia.
Hukum ini menjelaskan bahwa massa tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan,
meskipun dapat dirangkai atau dirubah bentuknya. Hukum ini juga menjelaskan bahwa
selama reaksi kimia apapun, reaksi nuklir, atau peluruhan radioaktif, maka massa total
reaktan akan tetap sama dengan massa produk.
Hukum kekekalan massa secara luas digunakan di berbagai bidang seperti kimia,
mekanik, dan dinamika fluida. Secara historis, hukum kekekalan massa ditemukan oleh
Antoine Lavoisier pada akhir abad ke-18. Penemuan beliau adalah penemuan penting dalam
mengubah alkemi menjadi ilmu kimia modern.
Dalam teori relativitas khusus, massa bukanlah dikonversi menjadi energi, karena
massa dan energi tidak dapat dihancurkan dan energi dalam segala bentuknya selalu
mempertahankan jumlahnya yang setara dengan massa. Beberapa jenis materi dapat
diciptakan atau dihancurkan, tetapi dalam semua proses ini, energi dan massa tetap tidak
berubah, tetapi energi menjadi berubah bentuk.
A . Sejarah Hukum Kekekalan Massa (lavoisier)
Terdapat falsafat Yunani kuno yang menyatakan bahwa “tidak ada yang datang dari
tidak ada” dan masih berlaku hingga kini. Falsafah ini ditemukan di Empedokles yang dibuat
sekitar tahun 490-430 SM. Selain itu, terdapat falsafah “sebab ianya mustahil datang dari
tidak ada menjadi ada, dan mustahil juga untuk benar-benar dibinasakan.”
Prinsip kekekalan massa lebih lanjut dinyatakan oleh Epikurus (341-270 SM) yang
menggambarkan tentang alam semesta, yang bahwa “keseluruhan hal-hal itu selalu seperti itu
sekarang, dan akan selalu seperti itu”.
Filsafat Jain, yang berdasarkan ajaran-ajaran Mahavira (abad ke-6 SM), menyatakan
bahwa alam semesta dan isinya tidak dapat menghancurkan atau menciptakan. Teks Jain
Tattvarthasutra (abad ke-2) menyatakan bahwa substansi itu permanen, tetapi mode dapat
diciptakan dan dihancurkan. Prinsip kekekalan massa ini juga dinyatakan oleh Nasir al Din al
Tusi (1201-1274). Dia menyatakan bahwa “tubuh tidak dapat hilang sepenuhnya, itu
hanyalah perubahan bentuk, kondisi, komposisi, warna, dan yang lainnya dan berubah
menjadi hal yang lebih rumit atau kembali ke dasarnya”.
Hukum kekekalan massa pertama kali dijelaskan oleh Mikhail Lomonosov (1711-
1765). Ia membuktikannya dengan eksperimen meskipun terkadang ia ditentang. Antoine
Lavoisier (1743-1794) menjelaskan ide-ide ini pada tahun 1774. Dia sering disebut sebagai
bapak kimia modern. Ide-ide yang lainnya sebelum karya Lavoisier adalah oleh Joseph Black
(1728-1799), Henry Cavendish (1731-1810), dan Jean Rey (1583-1645).
Antoine Lavoisier mendapatkan hukum ini dengan melakukan eksperimen
mereaksikan cairan merkuri dengan gas oksigen dalam suatu wadah di ruang tertutup
sehingga menghasilkan merkuri oksida yang berwarna merah. Apabila merkuri oksida
dipanaskan kembali, senyawa tersebut akan terurai menghasilkan sejumlah cairan merkuri
dan gas oksigen dengan jumlah yang sama seperti semula. Dengan bukti dari percobaan ini
Lavoisier merumuskan suatu hukum dasar kimia yaitu Hukum Kekekalan Massa yang
menyatakan bahwa jumlah massa zat sebelum dan sesudah rekasi adalah sama.
Hukum kekekalan massa tidak terlihat selama ribuan tahun karena pengaruh berat gas
pada atmosfer. Contohnya, kayu beratnya berkurang setelah dibakar. Ini yang membuat
sebagian orang berpendapat bahwa massanya berkurang, berubah, atau hilang. Namun, jika
kita meneliti
di tempat yang tertutup kaca, ditemukan bahwa reaksi kimia tidak mengubah berat
penutup dan isinya. Pompa vakum juga memungkinkan untuk menimbang berat gas.
Setelah hukum ini dimengerti, hukum kekekalan massa menjadi penemuan yang sangat
penting dalam yang mengubah alkemi menjadi ilmu kimia modern. Setelah kimiawan
menyadari bahwa bahan kimia tidak bisa hilang tetapi hanya dapat diubah menjadi zat lain
dengan berat sama, para ilmuwan pertama kalinya melakukan studi perubahan zat.
B . Generalisasi Hukum Kekekalan Massa (prouts)
Dalam teori relativitas khusus, kekekalan massa tidak berlaku jika sistem terbuka dan
energi lolos. Namun, itu tetap berlaku untuk sistem yang benar-benar terisolasi. Jika energi
tidak dapat pergi dari sistem, massa tidak dapat diturunkan. Dalam teori relativitas, asalkan
semua jenis energi masih terperangkap dalam sistem, massanya akan tetap.
Jika misalnya dicampurkan 32 gram belerang dan 63,5 gram tembaga. Maka hasilnya
adalah tembaga (II) sulfida dengan massa 95,5 gram yang merupakan massa belerang
ditambah massa tembaga.
Perubahan massa terjadi dimana partikel atom atau partikel lainnya dapat melarikan
diri, tetapi jenis energi lainnya (seperti cahaya atau panas) diperbolehkan untuk masuk atau
keluar. Teori dari seluruh energi dengan massa dibuat oleh Albert Einstein pada tahun 1905.
Namun Max Planck menunjukkan bahwa perubahan dalam massa sistem sebagai akibat dari
ekstraksi atau penambahan energi kimia (seperti yang dikatakan oleh teori Einstein) begitu
kecil sehingga tidak dapat diukur. Itu adalah contoh percobaan dari teori Einstein.
C . Penyimpangan Hukum Kekekalan Massa (prouts)
Penyimpangan hukum kekekalan massa dapat terjadi pada sistem terbuka dengan
proses yang melibatkan perubahan energi yang sangat signifikan seperti reaksi nuklir. Salah
satu contoh reaksi nuklir yang dapat diamati adalah reaksi pelepasan energi dalam jumlah
besar pada bintang. Hubungan antara massa dan energi yang berubah dijelaskan oleh Albert
Einstein dengan persamaan E = m.c2. E merupakan jumlah energi yang terlibat, m merupakan
jumlah massa yang terlibat dan c merupakan konstanta kecepatan cahaya. Namun, perlu
diperhatikan bahwa pada sistem tertutup, karena energi tidak keluar dari sistem, massa dari
sistem tidak akan berubah.
3. Hukum Perbandingan Tetap
Dalam kimia, hukum perbandingan tetap yang terkadang disebut hukum Proust,
menyatakan bahwa senyawa kimia selalu mengandung unsur-unsur dengan perbandingan
massa yang sama. Hal ini sesuai dengan hukum komposisi konstan, yang menyatakan bahwa
semua senyawa kimia memiliki komposisi unsur yang sama dengan massanya. Hukum
perbandingan tetap merupakan bagian dari hukum-hukum dasar kimia. Bersama dengan
hukum perbandingan berganda, hukum perbandingan tetap membentuk dasar dari
stoikiometri.
A . Sejarah Hukum Perbandingan Tetap
Penelitian tentang hukum perbandingan tetap pertama kali dilakukan oleh seorang
kimiawan berkebangsaan Perancis Joseph Proust di antara tahun 1798 sampai tahun 1804.
Namun, pada akhir abad ke-18, konsep senyawa kimia belum sepenuhnya dikembangkan.
Bahkan ketika pertama kali hukum ini diusulkan, hukum ini menjadi pernyataan
kontroversial dan ditentang oleh kimiawan lainnya, terutama kerabat Proust yang bernama
Claude Louis Berthollet, yang menyatakan bahwa unsur dapat digabungkan dengan proporsi
apapun. Perdebatan ini menunjukkan bahwa pada saat itu perbedaan senyawa kimia murni
dan campuran belum sepenuhnya dikembangkan.
Hukum perbandingan tetap menjadi dasar teoritis yang kuat. Teori atom yang
dijelaskan oleh John Dalton dimulai pada tahun 1803, yang menjelaskan masalah yang terdiri
dari atom diskrit, bahwa ada satu jenis atom untuk setiap elemen. Dan juga ada senyawa yang
terbuat dari kombinasi dari berbagai jenis atom dalam proporsi yang tetap.
B . Percobaan Proust
Pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa tembaga karbonat baik yang
dihasilkan melalui sintesis di laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki susunan
yang tetap
Hukum ini mematahkan pendapat Archimedes yang dipakai ahli kimia dari Arab
sampai Eropa selama ratusan tahun, bahwa senyawa hanyalah asal campur dengan
perbandingan asal. Walaupun jauh setelahnya ditemukan kesalahan yang amat kecil, hukum
ini membuka jalan pengembangan reaksi senyawa pada kimia modern.
Bunyi hukum Proust adalah: “perbandingan massa unsur-unsur pembentuk
senyawa selalu tetap, sekali pun dibuat dengan cara yang berbeda”. Sebagai contoh,
perbandingan massa hidrogen dengan oksigen dalam air adalah 1:8, tidak bergantung pada
jumlah air yang dianalisis. Hal itu juga berarti bahwa massa hidrogen yang bereaksi dengan
oksigen membentuk air adalah 1:8. Apabila hidrogen direaksikan dengan oksigen tidak
dengan perbandingan 1:8 maka salah satu diantaranya akan bersisa.
C . Senyawa Stoikiometri Bebas
Perlu diketahui bahwa sekalipun hukum ini amat berguna dalam dasar-dasar kimia
modern, hukum perbandingan tetap tidak selalu berlaku untuk semua senyawa. Senyawa
yang tidak mematuhi hukum ini disebut senyawa non-stoikiometris. Perbandingan massa
unsur-unsur pada senyawa non-stoikiometris berbeda-beda pada berbagai sampel. Misalnya
oksida besi wüstite, memiliki perbandingan antara 0.83 hingga 0.95 atom besi untuk setiap
atom oksigen. Proust tidak mengetahui hal ini karena peralatan yang ia gunakan tidak cukup
akurat untuk membedakan angka ini.
Selain itu, hukum Proust juga tidak berlaku untuk senyawa-senyawa yang
mengandung komposisi isotop yang berbeda. Komposisi isotop dapat berbeda sesuai sumber
dari unsur yang membentuk senyawa tersebut. Perbedaan ini dapat digunakan untuk
penanggalan secara kimia, karena proses-proses astronomis, atmosferis, maupun proses
dalam samudera, kerak bumi dan Bumi bagian dalam kadang-kadang memiliki
kecenderungan terhadap isotop berat ataupun ringan. Perbedaan yang diakibatkan amat
sedikit, namun biasanya dapat diukur dengan peralatan modern. Selain itu, hukum Proust
juga tidak berlaku pada polimer, baik polimer alami maupun polimer buatan.
4. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)
Pada saat mengajukan hukum ini, rumus kimia senyawa belum diketahui. Hukum ini
diajukan JohnDalton, ahli kimia Inggris sekaligus penemu teori atom modern. Hukum ini
menyebutkan bahwa jika massa salah satu unsur dalam dua senyawa sama, maka
perbandingan massa unsur lainnya merupakan bilangan bulat dan sederhana.
Contohnya, perbandingan unsur karbon (C) dan oksigen (O) pada karbon monoksida dan
karbon dioksida berurutan adalah 3:4 dan 3:8. Jika massa C adalah sama, maka perbandingan
massa O pada karbon monoksida dan karbon dioksida adalah 4:8 atau 1:2.Komposisi kimia
ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air, dua unsur bergabung masing-
masing menyumbangkan sejumlah atom tertentu untuk membentuk suatu senyawa. Dari dua
unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan berbeda-beda. Misalnya,
belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO2 dan SO3. Dari unsur hidrogen dan
oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2.
Perlu dicatat, bahwa hukum ini adalah pengembangan dari hukum Proust, walaupun
ditemukan sebelum hukum Proust sendiri. Hukum ini juga menyatakan bahwa atom tidak
dapat berbentuk pecahan seperti setengah, harus bilangan bulat. Hukum ini kuat karena
didukung teori atom.Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap
senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum
Perbandingan
Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur
tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa
tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhan
5. Hukum Dasar Kimia: Hukum Gay Lussac
Hukum perbandingan volume atau hukum Gay Lussac dihasilkan berdasarkan percobaan Gay
Lussac yang meneliti tetang bagaimana gas-gas bereaksi. Hukum ini berbunyi “Pada suhu
dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas-gas hasil
reaksi merupaka perbandingan bilangan bulat yang sederhana”
Pada reaksi
Hidrogen
+Oksigen ® Air
Volume ke-1 2 1 2
Volume ke-2 4 2 4
Volume ke-3 6 3 6
Jadi, pada pembentukan air, perbandingan Hidrogen : Oksigen : air selalu sama yaitu 2 : 1 :2.
Demikian juga yang terjadi pada gas-gas lain.
Contoh:
Pembakaran gas etana menurut persamaan reaksi berikut ini.
2C2H6(g) + O2(g) ® 4CO2 (g) + 6H2O(g)
Volume gas CO2 yang terbentuk pada pembakaran 2 L gas etana adalah ………. L
Jawab:
Perbandingan volume = Perbandingan koefisien
Volume CO2 = volume C2H6 = 4 : 2
volume CO2 = 4/2 x volume C2H6
= 4/2 . 3 L
= 6 L
Ringkasan
Hukum Dasar Kimia
1. Hukum Dalton
Nama Lengkap : John Dalton.
Tahun Penemuan : 1803.
Asal Negara : Eagle Field, Cumberland, English.
Bunyi : “Jika dua buah unsur dapat membentuk senyawa untuk massa salah satu unsur sama
banyaknya berbanding, maka massa unsur yang kedua dalam senyawa berbanding sebagai
bilangan – bilangan bulat dan sederhana.”
Contoh Soal : Senyawa NO tersusun dari 21 gr N dan 240 senyawa Wo2 tersusun dari 28 gr N
dari 640, buktikan bahwa hal tersebut adalah hukum kelipatan ganda.
Jawab : 28/21 x 24 gr = 32 gr
Berarti senyawa No awalnya tersusun dari 21 gr N menjadi 28 gr N dan 24 O jadi 32 gr,
perbandingan dalam NO dengan O dalam NO2 = 32 : 64 = 1 : 2
2. Hukum Proust
Nama Lengkap : Louis Proust
Tahun Penemuan : 1799
Asal Negara : Perancis
Bunyi : “Dalam suatu senyawa, perbandingan unsur penyusunannya secara tetap.”
Contoh Soal : Tentukan massa perbandingan nitrogen dan oksigen dalam NO2 jika diketahui Ar
N = 14, Ar O = 16.
Jawab : Perbandingan massa dalam NO2 dapat ditentukan dengan persamaan yang telah
diberikan. Yakni N jumlah atom Ox dan Ar.O
= 1 x 14 = 2 x 16
= 14 = 32
= 7 = 16
3. Hukum Lavosier
Nama Lengkap : Antonie Laurent Lovosier
Tahun Penemuan : 1979
Asal Negara : Paris, Perancis
Bunyi Hukum : “Hukum kekekalan massa dalam suatu reaksi zat massa sebelum dan sesudah
reaksi adalah sama.”
Contoh Soal : Dalam tabung tertutup ditimbang 32 gr belakang dan 63,5 setelah dicamput lalu
dipanaskan maka tabung tertutup dan reaksi berjalan sempurna maka terjadi zat baru yaitu
tembaga (ii) Sulvida. Berapa zat massa barunya?
Jawab : 63,5 gr + 32 gr = 95, 5 gr. Ternyata massa zat terbaru tersebut sama dengan massa total
sebelum reaksi
4. Hukum Avogadro
Nama Lengkap : Amedeo Carlo Avogadro
Tahun Penemuan : 1811
Asal Negara : Italy
Bunyi Hukum : “Pada suhu dan tekanan yang sama, gas – gas yang volumenya sama
mengandung jumlah molekul sama.”
Contoh Soal : Berapa volume 8,5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27◦ C dan tekanan 1 atom.
Jawab : 85 gr Amoniak(STP) = 0,5 x 22,4 = 11,26
P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2
= 1 x 112. T / 272, t x v2 / (273 + 27) V2 = 12, 3, L
5. Hukum Lussae
Nama Lengkap : Joseph Louis Gay – Lussae
Tahun Penemuan : 1809
Asal Negara : Perancis
Bunyi Hukum : “Perbandingan antara volume antara gas suatu reaksi kimia adalah bilangan
bulat sementara.
Contoh Soal : untuk P1 : P2 dan T1 : T2 berlaku V1/V2 = N1/N2
Hitung massa 10 liter gas N2 jika kondisi tersebut 1 liter N2massanya 0,1
V1/V2 = N1/N2 10/1 (x/28) / (0,1/2) x = 14
Hukum dasar kimia
*
*
*
*
*
*
Tugas kimia
Nama : ratna aryani
Kelas : X MIA 2
Recommended