Hukum Perbandingan Tetap Hukum-Hukum Dasar Kimia

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 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 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

Apa yang dimaksud dengan Hukum Perbandingan Berganda? Jika dari namanya, Anda tentu baru mengenal. Padahal, materinya sudah banyak disebutkan sebelumnya, misalnya CO dan CO 2 atau NO dan NO 2 . Jika pembakaran karbon dilakukan pada suhu tinggi dan pasokan O 2 kurang maka akan terbentuk gas CO. Jika pembakaran dilakukan pada suhu lebih rendah dan pasokan oksigen berlebih maka akan terbentuk gas CO 2 . Jika disimak dari contoh tersebut, Anda tentu dapat menduga bahwa hukum ini berhubungan dengan senyawa yang tersusun atas unsur yang sama, tetapi komposisi berbeda. Menurut Dalton: jika dua macam unsur membentuk lebih dari satu senyawa maka massa salah satu unsur berbanding sebagai kelipatan bilangan bulat dan sederhana . Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Perbandingan Berganda dari Dalton. Contoh: Fosfor dan klorin dapat membentuk dua macam senyawa. Dalam senyawa X : 2 g fosfor tepat bereaksi dengan 6,9 g klorin. Dalam senyawa Y : 2 g fosfor tepat bereaksi dengan 11,5 g oksigen. Bagaimana rumus kedua senyawa ini? Perbandingan massa unsur klorin dalam kedua senyawa untuk berat fosfor yang sama adalah 6,9 : 11,5 = 3 : 5. Dengan demikian, rumus senyawa X dan Y adalah PCl 3 dan PCl 5 dengan bentuk struktur seperti Gambar 5.1 . 3. Dari hasil perhitungan persentase massa pada soal nomor 2, lengkapi tabel berikut ini. Pertanyaan 1. Tunjukkan bahwa data hasil percobaan sesuai dengan Hukum Perbandingan Tetap Proust. 2. Berapakah persen massa atau perbandingan massa unsur Mg dan O? 3. Berapa gram massa MgO yang dihasilkan dari reaksi tersebut? 4. Berapa gram sisa Mg yang tidak bereaksi? 5. Apa yang dapat Anda simpulkan dari perhitungan itu? 24 g 28 g 36 g 50 g 16 g 16 g 16 g 16 g Berat O 2 Berat MgO Berat Sisa Mg . . . . . . . . . . . . Berat Mg . . . . . . . . . . . . a b Hukum Perbandingan Berganda Berdasarkan Massa Unsur nitrogen dan oksigen dapat membentuk lebih dari satu senyawa, misalnya NO, NO 2 , N 2 O 3 , dan N 2 O 4 . Pada kondisi tertentu, 1 g nitrogen tepat bereaksi dengan 1,14 g oksigen. Pada kondisi yang lain, 1 g nitrogen tepat bereaksi dengan 2,28 g oksigen. Jelaskan bahwa data ini sesuai dengan Hukum Perbandingan Berganda. Bagaimana rumus kimia kedua senyawa itu? Jawab Untuk berat nitrogen yang sama 1 g, perbandingan massa oksigen untuk kedua senyawa itu adalah 1,14 : 2,28 atau 1 : 2. Oleh karena perbandingan unsur oksigen pada kedua senyawa itu berupa bilangan bulat dan sederhana maka data ini sesuai Hukum Perbandingan Berganda. Rumus kimia kedua senyawa itu adalah NO dan NO 2 . Contoh 5.5 89 Hukum Dasar dan Perhitungan Kimia

4. Hukum Perbandingan Volume

Hukum-hukum perbandingan yang telah Anda pelajari hanya mengkaji komposisi senyawa, sedangkan Hukum Perbandingan Volume berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia yang melibatkan wujud gas. Bagaimana perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan adakah hubungan antara volume gas-gas yang bereaksi dan koefisien reaksinya? Untuk menjawab masalah ini, Anda dapat melakukan percobaan menggunakan tabung eudiometer. Misalnya, masukkan gas H 2 dan gas O 2 dengan volume terukur ke dalam eudiometer. Kemudian, hubungkan alat itu dengan arus listrik dan tekan tombol pembangkit bunga api listrik piezo electric. Percobaan dilakukan berulangkali pada kondisi tetap. Setiap kali percobaan, volume H 2 dijadikan variabel tetap, sedangkan volume O 2 dijadikan variabel bebas. Kemudian, dilakukan sebaliknya, volume O 2 dijadikan variabel tetap dan volume H 2 variabel bebas. Joseph Louis Gay-Lussac Kimiawan Prancis, dua abad yang lalu melakukan percobaan seperti itu. Pada percobaan I, volume H 2 dibuat tetap, sedangkan volume O 2 bervariasi dan sebaliknya. Hasilnya ditabulasikan ke dalam Tabel 5.1. 20 mL 20 mL 20 mL 20 mL V H 2 V O 2 V H 2 O 5 mL 10 mL 15 mL 20 mL 10 mL 20 mL 20 mL 20 mL Tabel 5.1 Data Hasil Pengamatan Volume H 2 Tetap Piezo electric adalah alat pembangkit bunga api listrik, seperti pada bensin dan kompor gas. Piezo electric is an electric flame generator equipment that can be found on gasoline and stove. Note Catatan Hukum Perbandingan Berganda Berdasarkan Persen Massa