85
Hukum Dasar dan Perhitungan Kimia
2. Hukum Perbandingan Tetap
Berdasarkan contoh Hukum Kekekalan Massa, 32 g Cu bereaksi dengan 8 g O
2
dan terbentuk 40 g CuO. Jika 50 g Cu direaksikan dengan 8 g O
2
, apakah CuO yang dihasilkan menjadi 58 g? Berdasarkan hasil penelitian, terbukti jawabannya tidak karena
menurut hasil penelitian, massa CuO yang dihasilkan tetap 40 g. Setelah dianalisis, tambahan logam Cu sebanyak 18 g tidak bereaksi tetap sebagai
logam Cu. Mengapa demikian? Anda perlu bukti? Anda dapat membuktikannya dengan melakukan
percobaan, misalnya reaksi antara HCl encer dan serbuk CaCO
3
. HCl encer sebagai variabel tetap, sedangkan CaCO
3
sebagai variabel bebas. Berdasarkan hasil pengamatan, apakah semua CaCO
3
dapat bereaksi dengan HCl untuk setiap gram yang dicampurkan?
Menurut Joseph Louis Proust 1754–1826: pembentukan senyawa
memiliki komposisi tidak sembarang. Dengan kata lain, perbandingan massa
unsur-unsur dalam senyawa selalu tetap .
Pernyataan tersebut didasarkan pada pengukuran senyawa dari hasil reaksi-reaksi kimia dan senyawa dari berbagai sumber. Hukum ini disebut
Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Komposisi Tetap.
Proust melakukan sejumlah percobaan tentang perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa, hasilnya sebagai berikut.
a. Pada senyawa NaCl, perbandingan massa Na dan Cl selalu tetap, yaitu 39 Na dan 61 Cl atau massa Na : massa Cl = 2 : 3.
b. Pada molekul air, perbandingan massa H dan O selalu tetap, yaitu 11 H dan 89 O atau H : O = 1 : 8.
c. Pada molekul CO
2
, perbandingan massa C dan O selalu tetap, yaitu 27,3 C dan 72,7 O atau 3 : 8.
Hukum Kekekalan Massa dalam Reaksi Kimia
Kawat tembaga dibakar dalam pembakar bunsen sehingga terbentuk tembaga oksida CuO. 2Cus + O
2
g ⎯⎯ → 2CuOs
Jika berat Cu semula 32 g dan CuO yang terbentuk 40 g, berapa berat O
2
yang bereaksi?
Jawab Menurut Hukum Kekekalan Massa, dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa.
Oleh karena itu, berat O
2
yang bereaksi adalah 40 g – 32 g = 8 g 32 g Cus + 8 g O
2
g ⎯⎯ → 40 g CuOs
Contoh
5.1
Data hasil pengamatan ditulis sebagai berikut. 1 g
2 g 5 g
10 g
Berat CaCO
3
50 mL 50 mL
50 mL 50 mL
Volume HCl
............... ...............
............... ...............
Berat CaCO
3
Sisa
Kata Kunci
• Variabel bebas
• Variabel tetap
Di unduh dari : Bukupaket.com
86
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
Terdapat bukti bahwa komposisi unsur-unsur dalam suatu senyawa selalu tetap dari mana pun sumbernya, baik dari bahan alam maupun
dari hasil sintesis di laboratorium. Bukti tersebut dapat Anda simak pada contoh soal berikut.
Buatlah tugas kegiatan ilmiah untuk menemukan jawaban dari masalah yang diajukan oleh Proust. Berikut ini langkah-langkahnya: a rumuskan masalahnya,
b rumuskan tujuan, c tentukan metode yang akan diterapkan untuk mencapai tujuan itu, d lakukan penelitian untuk mengumpulkan data,
dan e lakukan analisis data dan simpulkan.
Kegiatan Inkuiri
Berlakunya Hukum Perbandingan Tetap
Senyawa NaCl diperoleh dari tiga sumber berbeda. Hasilnya disusun dalam tabel berikut.
Apakah senyawa NaCl pada tabel tersebut mengikuti Hukum Proust? Jawab
Untuk membuktikan kebenaran Hukum Proust, dapat dilakukan perbandingan massa setiap unsur dari ketiga sumber tersebut. Jika perbandingan massa unsur-unsur dalam
ketiga sumber itu selalu tetap, berarti Hukum Proust terbukti. Sumber laut:
Persen Na =
Massa Na 100
Massa NaCl ×
= 0,78 g
100 2,00 g
× = 39
Massa NaCl Massa Na
Massa Cl
Sumber
2,00 g 0,78 g
1,22 g
Laut Mineral
Sintetis
1,50 g 0,59 g
0,91 g 1,0 g
0,39 g 0,61 g
Contoh
5.3
Menentukan Komposisi Unsur dalam Senyawa
Kawat tembaga dibakar sehingga terbentuk tembaga oksida CuO. Perhatikan reaksi berikut.
32g Cus + 8g O
2
g ⎯⎯
→ 40g CuOs Berapa persen massa atau perbandingan massa unsur Cu : O dalam senyawa CuO?
Jawab Untuk menentukan persen massa unsur-unsur dalam senyawa adalah dengan cara
membandingkan massa unsur terhadap massa senyawanya.
Persen massa Cu dalam CuO =
32 g ×100
40 g
= 80 Persen massa O dalam CuO =
8 g ×100
40 g
= 20 Perbandingan massa unsur Cu : O ditentukan dari perbandingan persen massa
unsur-unsurnya. Massa Cu : Massa O = 80 : 20.
Jadi, perbandingan massa unsur Cu : O = 4 : 1.
Contoh
5.2
Perbandingan massa unsur-unsur dalam setiap senyawa selalu tetap.
The ratio of elements mass for every compounds are remains constant
Note
Catatan
Di unduh dari : Bukupaket.com
87
Hukum Dasar dan Perhitungan Kimia
Pengetahuan komposisi unsur-unsur dalam senyawa dapat digunakan untuk menentukan berat zat yang terlibat dalam reaksi secara tepat,
seperti ditunjukkan pada contoh soal berikut.
Aktivitas Kimia 5.1
Hukum Perbandingan Tetap Tujuan
Membuktikan kebenaran hukum perbandingan tetap
Langkah Kerja 1. Amati reaksi berikut ini.
Mgs + O
2
g ⎯⎯
→ MgOs 2. Amati hasil analisis percobaan I, II, dan III dalam tabel berikut.
Massa MgO Massa Mg
Massa O 2,00 g
1,20 g 0,80 g
Percobaan I Percobaan II
Percobaan III
4,00 g 2,40 g
1,60 g 5,00 g
3,00 g 2,00 g
Persen Cl =
Massa Cl 100
Massa NaCl ×
= 1,22 g
100 2,00 g
× = 61
Sumber mineral: Persen Na
= 0,59 g
100 39 1,50 g
× =
Persen Cl =
0,91 g 100 61
1,50 g ×
= NaCl dari laut memiliki komposisi yang sama, demikian pula dari hasil sintesis dengan
cara yang sama akan menghasilkan perbandingan massa tetap. Jadi, Hukum Perbandingan Tetap terbukti kebenarannya.
Kebenaran Hukum Perbandingan Tetap
Berapa gram NH
3
yang terbentuk dari 14 g N
2
dan 14 g H
2
? Diketahui NH
3
tersusun atas 82 N dan 18 H.
Jawab N
2
g + H
2
g ⎯⎯ → NH
3
g 82 18
100 Persen massa dapat diartikan sebagai perbandingan massa unsur-unsur yang bersenyawa
sesuai Hukum Kekekalan Massa, yaitu 82g N
2
tepat bereaksi dengan 18 g H
2
membentuk 100 g NH
3
. Jika 14 g N
2
yang bereaksi maka gas H
2
yang diperlukan sebanyak:
×
2 2
2 2
14 g N 18 g H =3g H
82 g N
Berdasarkan persamaan reaksinya: 14g N
2
g + 3g H
2
g ⎯⎯
→ 17g NH
3
g sesuai Hukum Kekekalan Massa
Jadi, berat NH
3
yang dihasilkan dari reaksi 14 g N
2
dan 14 g H
2
sama dengan 17 g. Menurut Hukum Proust, senyawa memiliki komposisi yang tetap. Jadi, berapa pun H
2
ditambahkan, yang bereaksi hanya 3 g berat dari H
2
. Sisanya, tetap sebagai gas H
2
sebanyak 11 g tidak bereaksi.
Contoh
5.4
Di unduh dari : Bukupaket.com
88
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
Gambar 5.1
a Struktur molekul PCl
3
b Struktur molekul PCl
5
3. Hukum Perbandingan Berganda