Gambar Sampul Kimia · Hukum Dasar Kimia
Kimia · Hukum Dasar Kimia
Iman Rahayu

24/08/2021 13:27:00

SMA 10 KTSP

Lihat Katalog Lainnya
Halaman
Seringkali kita mengamati adanya keteraturan yang diperoleh dari hasileksperimen. Keteraturan ini dapat diungkapkan dalam pernyataan singkatyang disebut hukum. Untuk menjelaskan dasar hukum, seorang ilmuwanmenyusun teori. Teori merupakan penuntun dalam melakukan eksperimenbaru yang menghasilkan fakta baru, hukum baru, dan akhirnya teori baru.Urutan ini terulang terus-menerus sehingga pengertian ilmu pengetahunsemakin bertambah untuk perkembangan sains dan teknologi. Apakah yangmendasari teori dan dasar hukum dalam ilmu Kimia?Perhatikanlah air di sekitar Anda, suatu zat sederhana dalam kehidupansehari-hari. Mengapa air memiliki rumus molekul H2O? Air terdiri atas unsurhidrogen dan oksigen dengan perbandingan tertentu. Berapakah jumlahmolekul uap air yang terbentuk dari pembakaran gas metana oleh oksigen?Perhitungan jumlah pereaksi yang diperlukan dan jumlah produk yangdihasilkan memerlukan suatu perhitungan kimia yang tepat. Dalam bab ini,Anda akan mempelajari hukum-hukum dasar perhitungan kimia untuk lebihmemahaminya.PerhitunganKimia73A.Hukum-HukumDasar KimiaB.PenerapanHukum GayLussacC.PenerapanHipotesisAvogadroD.Konsep MolE.Hubungan Mol,Jumlah Partikel,Massa Zat,dan Volume ZatF.PenentuanRumus Kimia,Kadar Zatdalam Senyawa,dan PereaksiPembatasPada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat memahami hukum-hukum dasar kimia danpenerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri), dengan cara membuktikan dan mengomu-nikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsepmol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.4B a b 4Sumber: Chemistry: Matter and Its Changes,2004
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X74A Hukum-Hukum Dasar KimiaIlmu Kimia senantiasa berkembang seiring penguasaan manusia terhadapteknologi. Melalui serangkaian eksperimen dan pengamatan, para ahli kimiamengemukakan teori-teori tentang perhitungan zat. Setelah melalui pengujiandan pembuktian, teori-teori ini akhirnya dijadikan hukum dasar kimia. Apasaja yang termasuk hukum dasar kimia? Siapa yang mengajukan teori tersebut?Untuk memahami hukum-hukum dasar kimia ikutilah uraian berikut.1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)Dalam suatu reaksi kimia, materi bisa berubah menjadi materi yanglain. Materi yang berubah dalam suatu reaksi disebut pereaksi dan materiyang terbentuk disebut hasil reaksi. Apakah terjadi perubahan massa selamaperubahan materi tersebut? Selidikilah dari percobaan berikut.1. Berapakah jumlah hidrogendan oksigen yang diperlukanuntuk membentuk molekulair?2. Bagaimanakah bunyi HukumLavoisier, Hukum Proust,dan Hukum Dalton?3. Apakah pengertian dari satumol zat?PramateriSoalHukum LavoisierTujuanMengamati dan membuktikan reaksi kimia berdasarkan data percobaan HukumKekekalan MassaAlat dan BahanData percobaanLangkah KerjaCermati percobaan berikut.Reaksi Mg(s) + Cl2(g)MgCl2(s)Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.1.Hitunglah jumlah massa magnesium dan klor pada percobaan 1 danbandingkan dengan jumlah massa magnesium klorida pada percobaan 1tersebut.2.Dengan cara yang sama seperti percobaan 1 hitunglah untuk percobaan 2.3.Hitunglah jumlah massa magnesium dan klor yang bereaksi pada percobaan3. Kemudian, bandingkan dengan jumlah massa magnesium klorida dan klorsisa pada percobaan 3 tersebut.4.Hitunglah jumlah massa magnesium dan klor yang bereaksi pada percobaan4 dan bandingkan dengan jumlah massa magnesium klorida dan magnesiumsisa pada percobaan 4 tersebut.5.Apakah jumlah massa sebelum reaksi dan sesudah reaksi pada keempatpercobaan sama?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang diperoleh.Percobaan1234Magnesium1,03,06,05,0Klor2,98,92014,2MagnesiumKlorida3,911,923,819,0MagnesiumSisa Reaksi0,2Klor SisaReaksi2,2Massa (g)Selidikilah 4.1Bagaimana hasil penyelidikan Anda dari kegiatan tersebut?Bandingkanlah penyelidikan Anda dengan penjelasan berikut.Seorang ahli kimia Prancis bernama Anthony Laurent Lavoisiermelakukan percobaan. Ia menimbang massa zat sebelum dan setelah reaksipemanasan oksida raksa secara teliti, ternyata terjadi pengurangan massa• Hukum KekekalanMassa• Hukum LavoisierKata Kunci
Perhitungan Kimia75Pada setiap reaksi kimia, massa zat-zat yang bereaksiadalah sama dengan massa produk reaksi.Materi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.Dalam setiap reaksi kimia tidak dapat dideteksi perubahan massa.Unsur hidrogen dan oksigen bereaksi membentuk air (H2O) dengan perbandingan1 : 8. Jika diketahui massa hidrogen yang bereaksi 10 gram, hitunglah berapamassa air yang dihasilkan.Jawabmassa H : massa O = 1 : 8massa hidrogen yang bereaksi = 10 gramsehingga perbandingannya 10 gram : massa O = 1 : 8massa O = 81× 10 gram = 80 gramJadi, massa air yang dihasilkan = 10 gram + 80 gram = 90 gram.Senyawa yang sama daricuplikan yang berbeda,unsur-unsurnya selalumemiliki perbandinganmassa yang sama.Different samples of thesame compound alwayscontain its constituentelements in the sameproportion by mass.Anda HarusIngatYou Must Rememberoksida raksa. Menurut Lavoisier, ketika oksida raksa dipanaskan menghasilkangas oksigen, massa dari oksida raksa berkurang. Lavoisier juga membuktikankebalikannya, jika sebuah logam dipanaskan di udara, massanya akanbertambah sesuai dengan jumlah oksigen yang diambilnya dari udara.Kesimpulan Lavoisier ini dikenal dengan nama Hukum Kekekalan Massa.2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)Penguraian senyawa air (H2O) pada sumber air seperti air hujan, airsumur, dan air sungai dapat dilakukan melalui proses elektrolisis.Bagaimanakah perbandingan dari massa dua unsur yang bersenyawa?Bagaimana pula perbandingan massa dari natrium dan klorin pada senyawagaram dapur? Selidikilah dengan menggunakan data percobaan berikut.Contoh4.1Hukum ini dapat juga diungkapkan sebagai berikut:Hukum Lavoisier tentang kekekalan massasecara efektif dapat ditunjukkan dengan mem–bandingkan massa zat sebelum dan sesudaheksperimen.Jika buah pir dimasukkan ke dalam suatuwadah yang kedap udara kemudian dibiarkanselama beberapa hari, massa dari buah pir akanberkurang dari massa buah pir sebelum dibiarkanselama beberapa hari.Bersama kelompok Anda buktikanlah haltersebut di rumah dengan membandingkan massabuah pir sebelum dan sesudah didiamkan selamabeberapa hari dalam suatu wadah. Apakahmassanya berubah?Kerjakan secara berkelompok dan presentasikan hasilnyadi depan kelas.Buktikanlah oleh AndaSumber:www.figuresphotography.nl
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X76Apakah kesimpulan Anda dari kegiatan tersebut? Bandingkanlahkesimpulan Anda dengan penjelasan dari hasil percobaan Proust berikut.Dari hasil percobaannya, Proust menyimpulkan:Contoh:Air mengandung: hidrogen = 11,19%oksigen = 88,81%Berarti, jumlah oksigen yang tergabung dengan 1 gram hidrogen dalam airadalah 8 gram.Pada setiap reaksi, massa zat yang bereaksi dengan sejumlah tertentuzat lain selalu tetap, dalam suatu senyawa murni selalu terdiri atasunsur-unsur sama yang tergabung dalam perbandingan tertentu.Tembaga oksida dibuat dengan tiga macam cara dan diperoleh hasil sebagai berikut.a.6,360 g tembaga menghasilkan 7,959 g tembaga oksidab.9,540 g tembaga menghasilkan 11,940 g tembaga oksidac.8,480 g tembaga menghasilkan 10,614 g tembaga oksidaTunjukkan bahwa tiga macam cara tersebut sesuai dengan Hukum Perbandingan Tetap.JawabMenurut hukum ini, perbandingan massa ketiga cuplikan itu harus tetap. Olehkarena itu, perlu kita hitung persentase tembaga dalam cuplikan tersebut.Dalam (a)6,3601007,959= 79,91%Dalam (b)9,54010011,940= 79,90%Dalam (c)8,48010010,614= 79,89%Hukum Perbandingan Tetap (Proust)TujuanMengamati dan menafsirkan data percobaan tentang massa dua unsur yangbersenyawa serta membuktikan Hukum Perbandingan TetapAlat dan BahanData percobaanLangkah KerjaAmati data percobaan berikut.:Dua cuplikan garam dapur murni asal Madura dan Cirebon menghasilkan datasebagai berikut.Jawablah pertanyaan berikut untuk membuktikan fakta.1.Hitunglah persentase natrium dalam cuplikan 1 dan cuplikan 2.2.Bandingkanlah hasilnya. Apakah nilainya sama?3.Hitunglah persentase klor dalam cuplikan 1 dan cuplikan 2.4.Bandingkanlah hasilnya. Apakah nilainya sama?5.Mengapa setiap unsur dalam kedua cuplikan garam memiliki persentase beratyang sama?Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.Selidikilah 4.2Cuplikan 1Cuplikan 2MassaGaram0,1150 g0,690 gMassa Natriumdari CuplikanMassa Klor dariCuplikan0,2925 g1,775 g0,1775 g1,065 gLegendaKimiaSumber: Chemistry (Chang), 2002Joseph Proust(1754–1826) seorang kimiawanPrancis. Setelah bekerjakeras dalam penelitiannya,dia menjadi orang pertamayang berhasil mengisolasigula dari anggur. Proustmengumumkan teorinyatentang HukumPerbandingan Tetap pada1799.• Hukum PerbandinganTe t a p• Hukum ProustKata KunciContoh4.2
Perhitungan Kimia77Hasil perhitungan menunjukkan komposisi massa tembaga dalam ketiga cuplikanitu sama (79,9%). Jadi, tiga cara pembuatan tembaga oksida ini sesuai denganHukum Perbandingan Tetap.Pembuktian Hukum Kelipatan PerbandinganTujuanMengamati dan membuktikan berdasarkan data percobaan Hukum KelipatanPerbandinganAlat dan BahanData percobaanLangkah KerjaCermati data percobaan berikut.Nitrogen dan oksigen dapat membentuk beberapa macam senyawa.Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.1.Hitunglah perbandingan massa nitrogen terhadap massa oksigen padasenyawa 1 dan senyawa 2.2.Lengkapi persentase massa oksigen pada senyawa 3 dan 4 dan hitunglahperbandingan massa nitrogen terhadap massa oksigen pada senyawa 3 dansenyawa 4 (seperti untuk senyawa 1 dan 2).3.Lengkapi persentase massa nitrogen pada senyawa 5 dan senyawa 6 danhitunglah perbandingan massa nitrogen terhadap massa oksigen padasenyawa 5 dan senyawa 6.4.Hitunglah massa nitrogen dan massa oksigen senyawa 1 sampai dengan senyawa6 jika massa nitrogen dibuat sama (1 bagian massa nitrogen) seperti tabel berikut.123456Senyawa63,746,736,930,5......Massa Nitrogen (% )Massa Oksigen (%)36,353,3......74,177,4123456Senyawa111111Massa Nitrogen (%)Massa Oksigen (%)0,57...............5.Hitunglah perbandingan persentase massa oksigen senyawa 1 sampai dengansenyawa 6.1234560,57 ...............1...............SenyawaMassa Oksigen (%)PerbandinganSelidikilah 4.3• Hukum Dalton• Hukum KelipatanPerbandinganKata Kunci3. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)Sebelumnya Anda telah mempelajari Hukum Perbandingan Tetap(Hukum Proust) mengenai perbandingan dua unsur yang bersenyawa.Bagaimana dengan Hukum Kelipatan Perbandingan? Pelajari dan selidikilahdata percobaan Hukum Kelipatan Perbandingan berikut.6.Apakah perbandingan massa oksigen merupakan bilangan sederhana?Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang diperoleh.
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X78Jika dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa makaperbandingan massa dari suatu unsur yang bersenyawa dengan sejumlahtertentu unsur lain merupakan bilangan yang sederhana dan bulat.Tabel 4.1Perbandingan Unsur Nitrogen dan Oksigendalam Beberapa SenyawaNON2ONO2SenyawaPerbandinganNitrogenOksigen142814161632Nitrogen (NI) dalam NO memiliki nilai = 7Nitrogen (NII) dalam N2O memiliki nilai = 14Perbandingan massaKata KunciBagaimana penyelidikan yang Anda lakukan tersebut? Bandingkanlahhasil kegiatan Anda dengan penjelasan berikut.Dari hasil percobaan, Dalton menyimpulkan:Perhatikan tabel perbandingan massa dari unsur-unsur dalam senyawaNO, N2O, dan NO2 berikut.Dalam senyawa NO, perbandingan massa nitrogen dan massa oksigenyaitu 7 : 8. Dalam senyawa N2O, perbandingan massa nitrogen dan massaoksigen yaitu 14 : 8, sedangkan dalam NO2 yaitu 7 : 16.Perbandingan massa oksigen dalam NO dan massa oksigen dalam N2Omemiliki nilai yang sama yaitu 8, sedangkan perbandingan massa nitrogendalam NO dan nitrogen dalam N2O berbeda.Dapat disimpulkan bahwa perbandingan massa NI dan NII yaitu 7 : 14 =1 : 2. Bagaimanakah dengan perbandingan massa oksigen dalam NO denganmassa oksigen dalam NO2?Merkuri (raksa) dan klor membentuk dua macam senyawa. Dalam satu senyawa0,66 g merkuri bergabung dengan 0,118 g klor. Dalam senyawa yang lain 1,00 gmerkuri bergabung dengan 0,355 g klor. Apakah data ini mendukung HukumKelipatan Perbandingan?JawabUntuk memudahkan penyelesaian dapat dibuat tabel perbadingan seperti berikut.Jumlah klor yang bergabung dalam 1 g merkuri berbanding sebagai0,176 : 0,355 atau 1 : 2.Dari hasil tersebut terlihat bahwa perbandingan massa klor yang bergabungdengan merkuri merupakan bilangan bulat yang sederhana. Dengan demikian,data tersebut mendukung Hukum Kelipatan Perbandingan.Contoh4.3IIISenyawa Hg (g) Cl (g)Massa HgMassa Cl1 : 0,1761 : 0,3550,1880,3550,6691,00
Perhitungan Kimia79Pembuktian Hukum Gay LussacTujuanMengamati dan membuktikan Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)berdasarkan data percobaanAlat dan BahanData percobaanLangkah KerjaCermati data reaksi hidrogen dan oksigen membentuk uap air berikut. Percobaandilakukan pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama.Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.1.Tentukan perbandingan volume hidrogen; oksigen; uap air untuk percobaan1 dan percobaan 2.2.Tentukan volume hidrogen pada percobaan 3 sesuai dengan perbandinganvolume percobaan 1 dan percobaan 2.3.Tentukan volume oksigen pada percobaan 4.4.Tentukan volume uap air pada percobaan 5.5.Bandingkan perbandingan volume hidrogen; oksigen; uap air denganperbandingan koefisien reaksi H2(g) + O2(g)H2O(g) setelah disetarakan.6.Apakah menunjukkan perbandingan yang sama?Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.12345Percobaan2 liter1 liter... liter5 liter3 literHidrogen Oksigen1 liter0,5 liter2 liter... liter1,5literUap Air2 liter1 liter4 liter5 liter... literSelidikilah 4.4• Hukum Gay Lussac• Hukum PerbandinganVolumeKata Kunci4. Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)Telah banyak ilmuwan sebelum Gay Lussac yang menemukan bahwagas hidrogen bereaksi dengan gas oksigen membentuk air. Di antaranyaHenry Cavendish, William Nicholson, dan Anthony Carlise yangmenemukan perbandingan volume hidrogen dan oksigen, tetapi belummenemukan perbandingan volume air yang dihasilkan dari reaksi antaragas hidrogen dan oksigen.Bagaimana hasil penemuan dari Gay Lussac? Apakah HukumPerbandingan Volume itu? Amati dan selidikilah dengan melakukan kegiatanberikut.Untuk memahami apa Hukum Perbandingan Volume itu, pelajarilahpenjelasan berikut.Joseph Louis-Gay Lussac, seorang ahli kimia Prancis pada 1808mengamati volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi. Pengamatanmenunjukkan bahwa pada reaksi pengukuran temperatur dan tekanan yangsama diperoleh hasil sebagai berikut.a.Satu bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volumegas klorin menghasilkan dua volume gas hidrogen klorida:H2(g) + Cl2(g)2 HCl(g)b.Dua bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volumegas oksigen menghasilkan 2 bagian volume air:2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X80Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volumegas-gas sama dengan perbandingan koefisien dalam reaksi yang sama.Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Jelaskan bagaimana pembuktian bahwa massa zatsebelum dan sesudah reaksi adalah tetap.2.Logam aluminium sebanyak 27 g dibakar di udara.Tentukan massa gas oksigen yang diperlukan jikahasil reaksi berupa senyawa aluminium oksida(Al2O3).3.Kalsium, karbon, dan oksigen merupakan unsur-unsur pembentuk senyawa CaCO3. Jika dalamCaCO3 mengandung massa kalsium 40%, massakarbon 12%, dan massa oksigen 48%. Tentukanmassa setiap unsur dalam 3 g CaCO3.4.Tentukan perbandingan massa unsur oksigen danklorin dalam tabel berdasarkan Hukum KelipatanPerbandingan (Hukum Dalton).5.Perhatikan persamaan reaksi berikut.2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)Hitung volume gas hidrogen dan gas oksigen yangdiperlukan untuk membuat 60 liter air.6.Perhatikan persamaan reaksi berikut.CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g)Hitunglah volume gas oksigen yang dibutuhkanuntuk membakar gas metana jika volume gasmetana 10 liter dan berapa volume gas CO2 dan gasH2O yang terbentuk?Soal PenguasaanMateri 4.1Dari data tersebut, Gay Lussac menyimpulkan Hukum PerbandinganVolume.Dapat juga dikatakan:Contoh:Amonia dibuat dari reaksi gas hidrogen dengan gas nitrogen menurutpersamaan:3 H2(g) + N2(g)2 NH3(g)Jika 6 liter hidrogen bereaksi dengan nitrogen untuk membentukamonia, hitunglah volume N2 yang bereaksi serta volume NH3 yangterbentuk jika diukur pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama.JawabPerbandingan koefisien H2 : N2 : NH3 = 3 : 1 : 2. Jadi, jika H2 = 6 LmakaN2 = 13× 6 L = 2 LNH3 = 23× 6 L = 4 LJadi, volume N2 yang bereaksi = 2 L dan volume NH3 yang terbentuk = 4 L.KupasTu n t a sPersamaan reaksiC2H4(g) + O2(g)CO2(g) + H2O(g)Perbandingan volume gas-gassebelum dan sesudah reaksipada suhu dan tekanan yangsama adalah ....A.3 : 2 : 2 : 3B.2 : 3 : 2 : 2C.2 : 2 : 3 : 2D.1 : 2 : 2 : 2E.1 : 3 : 2 : 2PembahasanSetelah disetarakanC2H4(g) + 3 O2(g)2 CO2(g)+ 2 H2O(g)Dari persamaan reaksitersebut, sesuai denganhukum kekekalan massabahwa zat sebelum dansesudah reaksi sama makadidapat perbandingannyaadalah 1 : 3 : 2 : 2Jadi, perbandinganvolumenya adalah (E) 1 : 3 :2 : 2.UN 2003Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandinganvolume gas-gas pereaksi dengan gas-gas hasil reaksi merupakanbilangan yang bulat dan mudah.Belerang dioksidaBelerang trioksidaBesi dikloridaBesi trioksidaSenyawaPerbandingan Massa32 g belerang32 g belerang56 g besi56 g besi32 g oksigen48 g oksigen70 g klorin105 g klorin