5 Hukum Dasar Kimia dan Contoh Soalnya

Ilustrasi hukum dasar kimia. Sumber: www.unsplash.com

Kimia adalah ilmu yang mempelajari tentang materi dan perubahannya. Dalam menjelajahi dunia kimia, terdapat beberapa hukum dasar kimia yang menjadi landasan dalam memahami berbagai fenomena kimia.

Menurut buku Kimia, Nana Sutresna (2008:95), memahami hukum-hukum dasar kimia dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri) membuktikan dan mengomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan.

Hukum Dasar Kimia dari Para Ahli Kimia

Ilustrasi hukum dasar kimia. Sumber: www.unsplash.com

Hukum dasar kimia adalah hukum yang digunakan untuk mendasari hitungan kimia dan hubungan kuantitatif dari reaktan dan produk dalam persamaan kimia.

Hukum dasar inilah yang akan dibahas adalah Hukum Lavoisier, Hukum Proust, Hukum Dalton, Hukum Gay Lussac, dan Hipotesis Avogadro. Berikut penjelasannya.

1. Hukum Lavoisier (Kekekalan Massa)

Hukum dasar yang pertama ditemukan oleh Antoine Laurent Lavoisier. Pada percobaannya, ia menganalisis massa zat sebelum dan sesudah reaksi. Hasilnya, massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama.

Jadi, saat terjadi perubahan kimia, suatu zat bukan diciptakan atau dihancurkan melainkan diubah. Dari percobaannya, ia membuktikan kebenaran hukum kekekalan massa yang berbunyi "Di dalam suatu sistem tertutup, massa zat-zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi".

2. Hukum Proust (Perbandingan Tetap)

Salah satu hukum dasar ini ditemukan oleh Joseph Louis Proust pada 1709 yang menyatakan bahwa susunan senyawa terdiri dari unsur dan komposisi tertentu secara tetap. Contoh eksperimen dari hukum proust, yaitu reaksi antara unsur hidrogen dan oksigen.

Kedua unsur tersebut membentuk senyawa air sehingga hasilnya menunjukkan perbandingan massa antara hidrogen dan oksigen dengan reaksi tetap, yaitu 1:8. Maka bunyi hukum Proust adalah "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap."

3. Hukum Dalton (Kelipatan Perbandingan)

Hukum dasar kimia selanjutnya adalah hukum Dalton sebagai perkembangan lanjutan dari hukum Proust. Salah seorang ilmuwan yang mengembangkannya yaitu John Dalton. Ia mengamati suatu keteraturan terkait perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa.

Dalam percobaan tersebut, terlihat jika massa oksigen sama, perbandingan antara massa nitrogen dalam senyawa nitrogen dioksida dan senyawa nitrogen monoksida adalah bilangan bulat sederhana.

Maka diketahui bunyi hukum Dalton adalah sebagai berikut.

4. Hukum Gay Lussac (Perbandingan Volume)

Di tahun 1808, Joseph Louis Gay Lussac mengamati hubungan antara volume gas dalam suatu reaksi kimia. Hasil pengamatannya, yaitu pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas oksigen bereaksi dengan dua volume hidrogen yang menghasilkan dua volume uap air.

Maka bunyi hukum Gay Lussac adalah "Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.”

5. Hipotesis Avogadro

Hukum terakhir merupakan hipotesis Avogadro yang ditemukan oleh Amedeo Avogadro di tahun 1811. Dalam percobaannya, ia menemukan suatu partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal melainkan dapat berupa molekul unsur atau dua atom dan lebih.

Bunyi hipotesis Avogadro adalah "Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama pula".

Baca juga: 5 Contoh Soal Sifat Koligatif Larutan Elektrolit dan Jawabannya

Contoh Soal Hukum Dasar Kimia

Ilustrasi hukum dasar kimia. Sumber: www.unsplash.com

Apa saja contoh hukum dasar kimia? Berikut contoh-contohnya.

1. Contoh Soal Lavoisier

Superfosfat adalah pupuk yang mudah larut dalam air. Pupuk ini merupakan campuran antara Ca(H2PO4)2 dengan CaSO4 dengan perbandingan jumlah molekul 1 : 2. Pupuk ini dibuat melalui reaksi berikut.

Ca3(PO4) + 2H2SO4 → Ca(H2PO4 )2 + 2CaSO4

Jika 300 g Ca3(PO4)2 bereaksi sempurna dengan 189,7 g H2SO4, berapa massa pupuk superfosfat yang dihasilkan?

Jawaban:

Ca3(PO4) + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

300 g 189,7 g

Berdasarkan hukum kekekalan massa, massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi. Jadi, massa pupuk superfosfat yang dihasilkan yaitu

= massa Ca3(PO4)2 + 2H2SO4

= 300 g + 189,7 g = 489,7 g

2. Contoh Soal Proust

Jika reaksi antara gas hidrogen dengan gas oksigen menghasilkan 18 gram uap air, berapakah massa H dan O dalam H2O? (massa atom relatif H = 1; O = 16).

Jawaban:

hidrogen + oksigen → air

Dalam molekul H2O, massa atom H : massa atom O = 2(1) : 16 = 1 : 8

Oleh karena itu, massa 1 molekul H2O = 1 + 8 = 9 satuan.

Massa H = 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝐴𝑡𝑜𝑚 𝐻 / 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑘𝑢𝑙 𝐻2𝑂 X massa senyawa H2O

= 1 /9 x 18 gram = 2 gram

Massa O = Massa atom O / Massa molekul H2O X massa senyawa H2O

= 8/9 x 18 gram = 16 gram

3. Contoh Soal Dalton

Karbon bereaksi dengan oksigen membentuk senyawa A dan B dengan komposisi sebagai berikut:

Senyawa A : 2,41 g karbon dan 3,22 g oksigen

Senyawa B : 6,71 g karbon dan 17,9 g oksigen

Tentukan angka banding karbon yang paling sederhana yang bereaksi dengan oksigen dengan massa yang sama.

Jawaban: Jadi, perbandingan jumlah atom C dalam senyawa A dan senyawa B adalah 2:1.

4. Contoh soal Gay Lussac

Salah satu komponen gas elpiji yang biasa digunakan dalam kegiatan rumah tangga adalah gas propana (C3H8). Pada suhu dan tekanan tertentu, gas propana terbakar sempurna dengan oksigen menurut reaksi berikut:

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g)

Bila reaksi ini memerlukan 3 L gas oksigen, berapa volume C3H8 yang bereaksi dan gas-gas lain yang dihasilkan?

Jawaban:

Persamaan reaksi: C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g)

? 3 L

Perbandingan volume= perbandingan koefisien.

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐶3𝐻8 = 𝐾𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝐶3𝐻8

𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑂2 𝐾𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑂2

Volume C3H8 = 𝐾𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝐶3𝐻8 x Volume O2= 1 x 3L= 0,6 L

𝐾𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑂2 5

5. Contoh soal Avogadro

Gas nitrogen dan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk gas amoniak (NH3) pada keadaan tekanan dan suhu yang sama. Jika 40 molekul gas nitrogen, berapa molekul gas hidrogen yang diperlukan dan berapa molekul gas NH3 yang dihasilkan?

Jawaban:

Reaksi: N2 (g) + 3H2 (g) → 2 NH3 (g)

Perbandingan koefisien: 1:3:2

Perbandingan volume: 1 vol: 3 vol: 2 vol

Perbandingan molekul : 40 molekul: 3x 40 molekul: 2x40 molekul

1 1

Gas H2 yang diperlukan: 3x40 molekul= 120 molekul

Gas NH3 yang terjadi: 2x40 molekul= 80 molekul

Jadi, gas H2 yang diperlukan adalah 120 molekul dan NH3 yang terjadi adalah 80 molekul.

Hukum dasar kimia dipelajari untuk mengerti cara kerja dan konsep dalam dunia kimia. Semoga penjelasan ini mudah dipahami dan dimengerti. (VAN)