PENDAHULUAN 1.1 Tujuan Praktikum Kegiatan praktikum ini mempunyai tujuan yaitu agar siswa dapat membuktikan Hukum Kekekalan Massa pada suatu reaksi. 1.2 Dasar Teori HUKUM KEKEKALAN MASSA = HUKUM LAVOISIER Massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah tetap. Contoh: Hidrogen (4 g) + Oksigen (32 g) Hidrogen Oksida Hukum kekekalan massa atau dikenal juga sebagai hukum Lomonosov-Lavoisier adalah suatu hukum yang menyatakan massa dari suatu sistem tertutup akan konstan meskipun terjadi berbagai macam proses di dalam sistem tersebut(dalam sistem tertutup Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama (tetap/konstan) ). Pernyataan yang umum digunakan untuk menyatakan hukum kekekalan massa adalah massa dapat berubah bentuk tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Untuk suatu proses kimiawi di dalam suatu sistem tertutup, massa dari reaktan harus sama dengan massa produk. Hukum kekekalan massa digunakan secara luas dalam bidang-bidang seperti kimia, teknik kimia, mekanika, dan dinamika fluida. Berdasarkan ilmu relativitas spesial, kekekalan massa adalah pernyataan dari kekekalan energi. Massa partikel yang tetap dalam suatu sistem ekuivalen dengan energi momentum pusatnya. Pada beberapa peristiwa radiasi, dikatakan bahwa terlihat adanya perubahan massa menjadi energi. Hal ini terjadi ketika suatu benda berubah menjadi energi kinetik/energi potensial dan sebaliknya. Karena massa dan energi berhubungan, dalam suatu sistem yang mendapat/mengeluarkan energi, massa dalam jumlah yang sangat sedikit akan tercipta/hilang dari sistem. Namun demikian, dalam hampir seluruh peristiwa yang melibatkan perubahan energi, hukum kekekalan massa dapat digunakan karena massa yang berubah sangatlah sedikit. Sejarah Hukum Kekekalan Massa Hukum kekekalan massa diformulasikan oleh Antoine Lavoisier pada tahun 1789. Oleh karena hasilnya ini, ia sering disebut sebagai bapak kimia modern. Sebelumnya, Mikhail Lomonosov (1748) juga telah mengajukan ide yang serupa dan telah membuktikannya dalam eksperimen. Sebelumnya, kekekalan massa sulit dimengerti karena adanya gaya buoyan atmosfer bumi. Setelah gaya ini dapat dimengerti, hukum kekekalan massa menjadi kunci penting dalam merubah alkemi menjadi kimia modern. Ketika ilmuwan memahami bahwa 1
senyawa tidak pernah hilang ketika diukur, mereka mulai melakukan studi kuantitatif transformasi senyawa. Studi ini membawa kepada ide bahwa semua proses dan transformasi kimia berlangsung dalam jumlah massa tiap elemen tetap. Penyimpangan Penyimpangan hukum kekekalan massa dapat terjadi pada sistem terbuka dengan proses yang melibatkan perubahan energi yang sangat signifikan seperti reaksi nuklir. Salah satu contoh reaksi nuklir yang dapat diamati adalah reaksi pelepasan energi dalam jumlah besar pada bintang. Hubungan antara massa dan energi yang berubah dijelaskan oleh Albert Einstein dengan persamaan E = m.c2. E merupakan jumlah energi yang terlibat, m merupakan jumlah massa yang terlibat dan c merupakan konstanta kecepatan cahaya. Namun, perlu diperhatikan bahwa pada sistem tertutup, karena energi tidak keluar dari sistem, massa dari sistem tidak akan berubah. Hukum kekekalan menyatakan bahwa properti tertentu yang dapat diukur dari sistem fisika terisolasi tidak berubah selagi sistem berubah. Berikut ini adalah daftar sebagian dari hukum kekekalan yang tidak pernah menunjukan tidak tepat. (Sebenarnya, dalam relativitas umum, energi, momentum, dan momentum sudut tidak kekal karena ada lekukan umum wakturuang manifold yang tidak memiliki simetri pembunuhan untuk translasi atau rotasi). Kimia berhubungan dengan interaksi materi yang dapat melibatkan dua zat atau antara materi dan energi, terutama dalam hubungannya dengan hukum pertama termodinamika. Kimia tradisional melibatkan interaksi antara zat kimia dalam reaksi kimia, yang mengubah satu atau lebih zat menjadi satu atau lebih zat lain. Kadang reaksi ini digerakkan oleh pertimbangan entalpi, seperti ketika dua zat berentalpi tinggi seperti hidrogen dan oksigen elemental bereaksi membentuk air, zat dengan entalpi lebih rendah. Reaksi kimia dapat difasilitasi dengan suatu katalis, yang umumnya merupakan zat kimia lain yang terlibat dalam media reaksi tapi tidak dikonsumsi (contohnya adalah asam sulfat yang mengkatalisasi elektrolisis air) atau fenomena immaterial (seperti radiasi elektromagnet dalam reaksi fotokimia). Kimia tradisional juga menangani analisis zat kimia, baik di dalam maupun di luar suatu reaksi, seperti dalam spektroskopi. Semua materi normal terdiri dari atom atau komponen-komponen subatom yang membentuk atom; proton, elektron, dan neutron. Atom dapat dikombinasikan untuk menghasilkan bentuk materi yang lebih kompleks seperti ion, molekul, atau kristal. Struktur dunia yang kita jalani sehari-hari dan sifat materi yang berinteraksi dengan kita ditentukan oleh sifat zat-zat kimia dan interaksi antar mereka. Baja lebih keras dari besi karena atomatomnya terikat dalam struktur kristal yang lebih kaku. Kayu terbakar atau mengalami oksidasi cepat karena ia dapat bereaksi secara spontan dengan oksigen pada suatu reaksi kimia 2
jika berada di atas suatu suhu tertentu. Suatu zat kimia dapat berupa suatu unsur, senyawa, atau campuran senyawa-senyawa, unsur-unsur, atau senyawa dan unsur. Sebagian besar materi yang kita temukan dalam kehidupan sehari-hari merupakan suatu bentuk campuran, misalnya air, aloy, biomassa, dll. Berdasarkan serangkaian percobaan Antoine Lavoisier tentang pembakaran merkuri membentuk merkuri oksida yang selanjutnya bila dipanaskan kembali akan terurai menghasilkan sejumlah cairan merkuri dan gas oksigen yang jumlahnya sama dengan yang dibutuhkan waktu pembentukan merkuri oksida. Lavoisier mengemukakan bahwa pada reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa. Hokum kekekalam massa menyatakan : Massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama berlaku untuk semua reaksi kimia dengan menghasilkan zat-zat baru. Massa (berasal dari bahasa Yunani μάζα) adalah suatu sifat fisika dari suatu benda yang digunakan untuk menjelaskan berbagai perilaku objek yang terpantau. Dalam kegunaan sehari-hari, massa biasanya disinonimkan dengn berat. Namun menurut pemahaman ilmiah modern, berat suatu objek diakibatkan oleh interaksi massa dengan medan gravitasi. Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir. Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim membentuk lintasan metabolisme, di mana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan. 3
1.3 Alat dan Bahan Dalam melakukan kegiatan praktikum ini, diperlukan beberapa alat dan bahan sebagai berikut : Alat 1. Tabung reaksi kecil (2 buah) 2. Labu Erlenmeyer 3. Sumbat / tutup gabus 4. Neraca analisis 5. Gelas kimia / beaker 6. Pipet Bahan Larutan timbal (II) nitrat 0,1 M [Pb(NO 3 ) 2 ] Larutan Kalium Ioida 0,1 M (Kl) Larutan Kalium Tiosianat 0,1 M (KSCN) Larutan Tembaga Sulfat 0,1 M (CuSO 4 ) 1.3 Prosedur Percobaan Kegiatan praktikum ini dilakukan dalam beberapa tahap atau prosedur yaitu : 1) Memasukkan tabung reaksi kecil (kosong) ke dalam Erlenmeyer dan menaruhnya di atas neraca analisis. 2) Menimbang massa alat kosong tersebut. 3) Memasukkan 5 ml larutan Pb(NO 3 ) 2 0,1 M ke dalam tabung reaksi kecil. 4) Memasukkan 10mL larutan Kl 0,1 M ke dalam labu Erlenmeyer dan menutupnya dengan sumbat. 5) Menimbang labu Erlenmeyer beserta sumbatnya dan beserta larutan tersebut sebagai massa larutan + alat. 4
6) Menuang larutan Pb(NO 3 ) 2 0,1 M yang terdapat dalam tabung reaksi kecil ke dalam labu Erlenmeyer yang berisi larutan Kl 0,1 M tersebut. 7) Menimbang labu Erlenmeyer bersumbat beserta isinya dan mencatat massanya sebagai massa sesudah reaksi. 8) Melakukan cara kerja seperti di atas dengan menggunakan larutan 5 ml KSCN 0,1 M dan larutan CuSO 4 0,1 M. 5
BAB II HASIL PRAKTIKUM 2.1 Data Pengamatan Dari kegiatan praktikum yang teah dilakukan, diperoleh hasil pengamatan yang berupa data sebagai berikut : 1. Massa Benda dan Larutan Massa Sebelum Reaksi Kondisi Sesudah Reaksi Percobaan I Percobaan II Percobaan I Percobaan II Alat (a) 126,15 g 126,5 g 126,15 g 126,15 g Alat + Larutan (b) 140,65 g 140,60 g 140,65 g 140,60 g Larutan (b-a) 14,5 g 14,45 g 14,5 g 14,45 g 2. Perubahan Setelah Reaksi Perubahan Massa No Hal yang Diamati 5 ml Larutan Pb(NO 3 ) 2 0,1 M 1 + 10 ml KI 0,1 M 2 5 ml Larutan KSCN 0,1 M + 10 ml CuSO 4 0,1 M (gram) Sebelum Sesudah Reaksi Reaksi 14,5 g 14,5 g 14,45 g 14,45 g Perubahan yang Terjadi Terdapat endapan berwarna kuning. Larutan berubah menjadi berwarna hijau dan terdapat endapan berwarna hitam. 2.2 Pembahasan Percobaan I [Pb(NO 3 ) 2 0,1 M + KI 0,1 M] Pada percobaan pertama ini, kami membuktikan hukum kekekalan massa dengan mengukur massa larutan Pb(NO 3 ) 2 dan KI sebelum dan sesudah reaksi. Menurut takaran yang sesuai dengan bahan pada petunjuk praktikum, massa total larutan Pb(NO 3 ) 2 dengan 6
KI adalah 15 g (masing masing 5 ml dan 10 ml). Namun pada saat praktikum, massa total kedua larutan tersebut saat diukur hanya 14,5 g. Hal itu disebabkan karena pada saat mengambil larutan kami salah melihat ukuran pada tabung reaksi sehingga massa totalnya tidak sesuai dengan ketentuan. Namun ketika sudah direaksikan, terdapat perubahan pada larutan tersebut yaitu dengan adanya endapan berwarna kuning akan tetapi massa total larutan tersebut tidak mengalami perubahan atau tetap yaitu sebesar 14,5 g. Hal tersebut membuktikan kebenaran dari Hukum Kekekalan Massa yang diungkapkan oleh Lavoisier. Dengan demikian percobaan pertama telah dinyatakan berhasil untuk membuktikan hukum kekekalan massa. Percobaan II [KSCN 0,1 M + CuSO 4 0,1 M] Pada percobaan kali ini, kami membuktikan hukum kekekalan massa dengan mengukur massa larutan KSCN dan CuSO 4 sebelum dan sesudah reaksi. Sama halnya pada percobaan pertama, terjadi kesalahan takaran pada tabung reaksi saat mengambil larutan sehingga massa totalnya tidak sesuai dengan ketentuan. Namun hal tersebut tidak mempengaruhi proses praktikum yang kami lakukan. Kali ini massa total larutan hanya berjumlah 14,45 g dan massa tersebut masih tetap atau tidak berubah walaupun kedua larutan sudah direaksikan. Namun terdapat perubahan pada larutan, yaitu larutan berubah menjadi berwarna hijau dan terdapat endapan berwarna hitam. Berdasarkan hal tersebut dapat diketahui kebenaran dari hukum kekekalan massa dan percobaan kedua ini dinyatakan berhasil. 7
BAB III PENUTUP 3.1 Jawaban Pertanyaan 1). Dalam percobaan tersebut, manakah senyawa yang termasuk pereaksi / reaktan? Jawaban : Senyawa yang termasuk pereaksi atau reaktan adalah : Pb(NO 3 ) 2 = Timbal (II) nitrat KI = Kalium iodida KSCN = Kalium tiosianat CuSO 4 = Tembaga Sulfat 2). Bagaimana cara kalian mengetahui telah terjadi reaksi dalam percobaan ini? Jawaban : Cara untuk mengetahui telah terjadi reaksi pada percobaan ini yaitu dengan adanya perubahan pada larutan yang sudah dicampur atau direaksikan, yaitu dengan adanya perubahan warna dan terdapat endapan pada larutan hasil reaksi. 3). Berapa massa zat hasil reaksi tersebut? Bandingkan dengan massa total pereaksi! Jawaban : Massa zat hasil reaksi tersebut yaitu : Larutan I yaitu Pb(NO 3 ) 2 + KI = 14,5 g Larutan II yaitu KSCN + CuSO 4 = 14,45 g Massa total pereaksi masing-masing larutan yaitu 15 g, namun massa larutan hasil reaksi hanya berjumlah 14,5 g dan 14,45 g. Hal ini disebabkan karena pada saat mengambil larutan ukurannya tidak sesuai dengan takaran karena salah pada saat membaca volume pada tabung reaksi. 4). Apakah massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama? Jawaban : Ya, massa larutan sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. 8
5). Perubahan apa yang terjadi pada reaksi tersebut? Jawaban : Pada reaksi tersebut terjadi perubahan pada masing masing larutan : Pb(NO 3 ) 2 + KI : Terdapat endapan berwarna kuning namun larutan tetap berwarna jernih. KSCN + CuSO 4 : Larutan berubah menjadi berwarna hijau dan terdapat endapan berwarna hitam. 6). Tuliskan persamaan reaksi percobaan tersebut? Jawaban : Percobaan I : Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2 KI (aq) PbI 2 (aq) + KNO 3 (s) Percobaan II : KSCN (aq) + CuSO 4 (aq) K 2 SO 4 (aq) + Cu (SCN) 2 (s) 3.2 Kesimpulan Berdasarkan pada percobaan pertama dan percobaan kedua dapat disimpulkan bahwa massa zat (dalam hal ini berupa larutan) sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah sama atau tidak mengalami perubahan. Apabila terjadi perubahan, hal itu disebabkan pada saat proses reaksi sebagian massa zat tersebut menghilang karena menguap. Selain diperoleh kesimpulan tersebut dapat pula diambil kesimpulan bahwa zat zat yang direaksikan akan menghasilkan zat baru yang mempunyai karakteristik berbeda dengan zat yang menjadi reaktannya, misalnya pada percobaan kedua yang menghasilkan zat baru dengan warna larutan yang berbeda dan terdapat endapan, padahal kedua reaktan larutan tersebut tidak mempunyai endapan. 9