BAB IV HUKUM DASAR KIMIA

Transkripsi

1 BAB IV HUKUM DASAR KIMIA KOMPETENSI DASAR : 2.1 Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan Indikator : 1. Membuktikan berdasarkan percobaan bahwa massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama (hukum Lavoisier) 2. Membuktikan berdasarkan percobaan dan manafsirkan data tentang perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa (Hukum Proust) 3. Membuktikan berlakunya hukum kelipatan perbandingan (hukum Dalton) pada beberapa senyawa. 4. Menggunakan data percobaan untuk membuktikan hukum perbandingan volum (hukum Guy Lussac) MATERI POKOK DAN URAIAN MATERI : A. HUKUM - HUKUM DASAR KIMIA 1. Hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier) Dari hasil eksperimen yang dilakukan Lavoisier (1785), Lavoisier menyimpulkan bahwa massa zat-zat sebelum reaksi sama dengan massa zat-zat sesudah reaksi, artinya massa zat bersifat kekal. Hukum Lavoisier menyatakan : dalam setiap reaksi sama dengan jumlah massa zat-zat sesudah reaksi. 2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) Pada tahun 1807 Proust menemukan bahwa massa unsur-unsur yang membentuk suatu senyawa mempunyai perbandingan yang tetap. Contoh : Dalam senyawa H 2 O (air), perbandingan massa H dan O selalu tetap yaitu 2 : 16 atau 1 : 8. Dari manapun air diperoleh maka perbandingan massa H dan O dalam air tersebut tetap 1 : 8. 50

2 Karena perbandingan massa unsur dalam tiap senyawa selalu tetap, maka kadar unsur dalam tiap senyawa juga selalu tetap. 2 gram Hidrogen (H 2 ) tepat bereaksi dengan 16 gram Oksigen (O 2 ) membentuk H 2 O tentukan massa H 2 O yang terbentuk dan massa pereaksi sisa (jika ada) apabila direaksikan : a. 3 gram hidrogen dan 24 gram oksigen b. 4 gram hidrogen dan 24 gram oksigen c. 4 gram hidrogen dan 35 gram oksigen Penyelesaian : Perbandingan massa H dan O dalam H 2 O = 2 : 16 = 1 : 8 a. 3 gram hidrogen bereaksi dengan 24 gram oksigen, berarti massa H : massa O = 3 : 24 = 1 : 8. keduanya habis bereaksi, maka H 2 O yang terbentuk = 27 gram b. 4 gram hidrogen direaksikan dengan 24 gram oksigen, menghasilkan 27 gram H 2 O, dan pereaksi sisa adalah 1 gram hidrogen. c. 4 gram hidrogen direaksikan dengan 35 gram oksigen, menghasilkan 36 gram H 2 O, dan pereaksi sisa adalah 3 gram oksigen. 3. Hukum Perbandingan Berganda / Hukum Kelipatan Perbandingan/ Hukum Dalton Bunyi Hukum Dalton : Jika 2 unsur membentuk 2 senyawa atau lebih, maka massa salah astu unsur yang sama banyaknya, massa unsur yang kedua dalam senyawasenyawa itu merupakan bilangan yang mudah dan bulat. Misalnya, unsur S dan unsur O membentuk 2 macam senyawa yaitu SO 2 dan SO 3. Perbandingan massa S : O dalam senyawa SO 2 adalah 16 : 32, 51

3 sedangkan perbandingan massa S : O dalam SO 3 adalah 16 : 48. Untuk massa S yang sama yaitu 16, perbandingan massa O pada SO 2 dan SO 3 adalah 32 : 48 atau 2 : 3. jadi SO 2 dan SO 3 memenuhi hukum Dalton. Unsur A dan B membentuk 2 senyawa. Massa A pada senyawa I = 40% dan massa B pada senyawa II = 50%. Apakah kedua senyawa memenuhi hukum Dalton? Jawab : Massa A pada senyawa I = 40% Maka massa B pada senyawa I = 60% Massa B pada senyawa II = 50% Maka massa A pada senyawa II = 50% Perbandingan massa A dan massa B pada senyawa I = 40 : 60 = 2 : 3 Perbandingan massa A dan massa B pada senyawa II = 50 : 50 = 2 : 2 Untuk massa A yang sama (yaitu 2), massa B pada senyawa I dan II berbanding sebagai 3 : 2. Jadi kedua senyawa memenuhi hukum Dalton. 4. Hukum Perbandingan Volum (Gay Lussac) Gay Lussac mengadakan eksperimen pada reaksi antara gas-gas ternyata perbandingan volumen gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi sesuai dengan perbandingan jumlah molekulnya yang merupakan perbandingan sederhana. Berdasarkan hasil ekrperimennya, Gay Lussac mengemukakan hukum perbandingan volum yang menyatakan : volume gas-gas yang bereaksi 52

4 dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana, apabila diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Contoh : Pada reaksi gas N 2 dan gas H 2 menjadi gas NH 3 menurut reaksi : N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g), berdasarkan koefisien reaksinya dapat dijelaskan : 1 molekul gas N 2 bereaksi dengan 3 molekul gas H 2 menghasilkan 2 molekul gas NH 3, secara singkat dituliskan : 1 molekul N 2 ~ 3 molekul H 2 ~ 2 molekul NH 3 pada suhu dan tekanan yang sama (p, t), berlaku : 1 volumen N 2 ~ 3 volume H 2 ~ 2 volume NH 3. Berapa ml gas N 2 yang harus direaksikan dengan 12 ml gas H 2 untuk menghasilkan gas NH 3? Hitung pula berapa ml gas NH 3 yang terjadi jika semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Diket : H 2 yang bereaksi = 12 ml Ditanya : a. Volume N 2 yang diperlukan (p, t) b. Volume NH 3 yang dihasilkan (p, t) Jawab : N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2NH 3 (g) Berdasarkan koefisien reaksinya, maka perbandingan volume N 2 : H 2 : NH 3 = 1 : 3 : 2 H 2 yang direaksikan = 12 ml, maka : 1 a. Volume gas N 2 yang direaksikan : x 12 ml 3 = 4 ml 2 b. Volume gas NH 3 yang dihasilkan = x 12 ml 3 = 8 ml 53

5 5. Hukum Avogadro Sejalan dengan eksperimen yang dilakukan oleh Guy Lussac, Avogadro mengemukakan hipotesanya yang menyatakan : Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang mempunyai volume sama mengandung jumlah molekul yang sama pula. Contoh : Dalam bejana bervolume 5 liter diisi dengan gas N 2 O. Pada p dan t tertentu terdapat 1,2 x 1023 molekul gas N 2 O. Jika pada p dan t yang sama, tabung lain yang volumenya 5 lt diisi dengan gas CH 4, ternyata jumlah molekul gas CH 4 pada tabung itu adalah 1,2 x Jika pada suhu dan tekanan tertentu dalam tabung gas yang volumenya 15 lt mengandung 3 x 1020 molekul gas SO 3, tentukan berapa molekul gas N 2 terdapat dalam tabung lain yang volumenya 3 liter (diukur pada suhu dan tekanan yang sama). Diketahui : Volume gas SO 3 = 15 liter Jumlah partikel gas SO 3 = 3 x 1020 molekul Volume gas N 2 = 3 liter. Ditanya : Jumlah partikel gas N 2 = Penyelesaian : 3 Jumlah partikel gas N 2 = x 3 x = 15 1 x 3 x 1020 = 0,6 x 1020 = 6 x 1019 molekul Jadi jumlah molekul gas N 2 = 6 x 1019 molekul. 54

6 LEMBAR KERJA SISWA A. JUDUL PERCOBAAN : Hukum Lavoisier B. TUJUAN PERCOBAAN : Siswa dapat mengetahui hubungan antara massa zat sebelum reaksi dan massa zat sesudah reaksi. C. ALAT DAN BAHAN : Alat : - Neraca - tabung reaksi - balon - Kaca arloji - pipet tetes - Beker glass - gelas ukur Bahan : - Serbuk Pualam - Larutan HCl 2 M D. LANGKAH KERJA 1. Timbang 0,5 gr serbuk pualam (CaCO 3 ) 2. Timbang satu buah tabung reaksi kosong, 1 buah balon dan satu buah beker glass. 3. Ambil 5 ml larutan HCl 2 M dan masukan ke dalam tabung reaksi 4. Timbanglah tabung reaksi yang telah diisi 5 ml larutan HCl 2 M beserta balon dan beker glass 5. Masukan 0,5 gr serbuk pualam ke dalam tabung reaksi yang telah diisi HCl tadi dan segera tutup mulut tabung dengan balon 6. Timbanglah beserta beker glass kosong 7. Catatlah data pengamatanmu 8. Ulangi percobaan sampai 3 x DATA PENGAMATAN Massa serbuk pualam :.gr Massa tabung reaksi kosong + massa beker glass + massa balon :.gr Massa tabung reaksi berisi HCl+massa beker +massa balon :..gr Massa tabung reaksi berisi HCl + massa beker glass + massa balon + pualam :..gr PERTANYAAN 1. Reaksi antara serbuk pualam + larutan HCl termasuk perubahan fisika atau kimia? Kemukakan alasanmu! 2. Gas apa yang dihasilkan pada eksperimen itu? 3. Berapa massa zat-zar sebelum eksperimen itu? 4. Berapa massa zat-zat sesudah reaksi? 5. Apakah kesimpulan dari percobaan yang sudah anda lakukan? 55

7 Latihan soal : 1. Ditimbang 12,7 gr tembaga (Cu) dan 6,4 gram belerang (S) dipanaskan sempurna sehingga terbentuk tembaga sulfida (CuS). Berapa gram tembaga sulfida yang terjadi? 2. Analisis cuplikan garam dapur dari dua tempat yang berbeda menghasilkan data sebagai berikut : Cuplikan I : - Massa garan dapur (NaCl) = 0,2925 gr - Massa natrium = 0,1150 gr - Massa klor = 0, 1775 gr Cuplikan II : - Massa garam dapur (NaCl) = 1,775 gr - Massa natrium = 0,690 gr - Massa klor = 1,065 gr Apakah hukum Proust berlaku pada data percobaan tersebut? 3. Senyawa-senyawa oksida nitrogen mengandung nitrogen dengan komposisi sebagai berikut : - - Senyawa I : 63,66 % N - - Senyawa II : 46, 67 % N - Senyawa III : 38,85 % N - Senyawa IV : 30,44 % N Apakah data ini sesuai dengan hukum Dalton? 4. Pada suhu dan tekanan tertentu, 5 liter gas N 2 direaksikan dengan gas H 2 sesuai reaksi : N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Hitunglah : a. Volume gas H 2 yang bereaksi b. Volume gas NH 3 yang terjadi 5. Jumlah partikel yang terdapat dalam 11,2 liter gas nitrogen (N 2 ) adalah 3,01 x 1023 partikel. Pada suhu dan tekanan yang sama, berapa jumlah partikel yang terdapat dalam 33,6 liter gas amoniak (NH 3 )? 56