HUKUM DASAR ILMU KIMIA

A. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

Pernahkah Anda memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udara terbuka, dan pada suatu waktu kita akan menemukan, bahwa besi itu telah berubah menjadi karat besi. Jika kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan, ternyata massa karat besi lebih besar . Benarkah demikian?
Anda yang sering melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalah sejumlah sisa pembakaran berupa abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, maka massa abu akan lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian?
Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam suatu reaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi.

Pada pelajaran /modul yang lalu, Anda telah menerapkan Hukum kekkalan massa, dalam menyetarakan persamaan reaksi, artinya massa zat sebelum reaksi sama dengan massa sesudah reaksi. Untuk memahami hukum kekekalan massa, Anda dapat melakukan percobaan perorangan, atau kelompok di rumah atau di sekolah induk (jika memungkinkan).

B. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa. Dan Anda telah mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih sebagai contoh, air (H₂O). Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan Oksigen. Seperti Anda ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Bagaimana kita mengetahui massa unsur hidrogen dan oksigen yang terda, seorang ahli kimia Perancis, yang bernama Joseph Louis Proust (1754-1826), mencoba menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.

Tabel 06.1 Hasil Eksperimen Proust pat dalam air?

Dari tabel di atas terlihat, bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8 gram oksigen, menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya air yang terbentuk. Dari percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan, Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi:

"Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa selalu tetap"

Pahamkah Anda? Anda perhatikan contoh di bawah ini!

Contoh:
Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk?

Jawab:
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8.
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40.
Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yang diperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram.
Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak ( 40 – 32 ) gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gram oksigen? Tentu saja 36 gram.

Ditulis sebagai	H2 +	O2==>	H2O
Perbandingan Massa	1 gram :	8 gram	9 gram
Jika awal reaksi	4 gram	40 gram	….. gram?
Yang bereaksi	4 gram	32 gram	36 gram

Oksigen bersisa = 8 gram.
Bagaimana pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

LATIHAN
Bila logam magnesium dibakar dengan gas oksigen akan diperoleh senyawa Magnesium oksida. Hasil percobaan tertera pada tabel berikut.

Tabel 06.2 Reaksi Magnesium dengan Oksigen.

1	Apakah data di atas menunjukkan berlakunya hukum perbandingan tetap (Proust)? Jika berlaku, berapa perbandingan massa magnesium dan oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida?
2	Dalam senyawa AB diketahui perbandingan massa A : massa B = 2 : 1. Jika terdapat 60 gram senyawa AB, tentukan massa masing-masing unsur dalam senyawa tersebut!
3	Perbandingnan, massa Fe : massa S = 7 : 4, untuk membentuk senyawa besi sulfida. Bila 30 gram besi (Fe) dan 4 gram belerang (S) dibentuk menjadi senyawa besi sulfida, berapa gram massa besi sulfida (FeS) yang dapat terjadi?

Jika Anda sudah mengerjakannya, cocokanlah dengan kunci jawaban berikut.

KUNCI LATIHAN

1.	Data di atas sesuai dengan Hukum perbandingan tetap karena dari data 1, 2, 3, 4, perbandingan massa Magnesium : massa Oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida selalu 12 : 8 atau 3 : 2
2.	Perbandingan massa A : massa B = 2 : 1 jumlah perbandingan = 3. Untuk membentuk senyawa AB Jumlah senyawa AB = 60 gram Maka, massa A dalam senyawa tersebut = x 60 = 40 gram massa B dalam senyawa tersebut = x 60 = 20 gram
3.	Perbandingan massa Fe : massa S = 7 : 4 Bila semua unsur Fe habis, maka S diperlukan = 4 x 30 = 17,1 gram Hal ini tidak mungkin, sebab hanya tersedia 4 gram S. Jadi yang habis membentuk senyawa adalah unsur S, seberat 4 gram. Maka, Fe yang diperlukan = x 4 gram = 7 gram ............Massa FeS yang terjadi = 7 gram + 4 gram = 11 gram ................Besi (Fe) yang tersisa = ( 30 – 7 ) gram = 23 gram

Bagaimana jawaban Anda? Mudah-mudahan benar ya…

C. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Komposisi kimia ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air, dua unsur bergabung masing-masing menyumbangkan sejumlah atom tertentu untuk membentuk suatu senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan berbeda-beda. MIsalnya, belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO2 dan SO3. Dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2.

Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum Perbandingan Berganda yang bunyinya:

“Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana”

Contoh:
Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO,
N2O3, dan N2O4 dengan komposisi massa terlihat pada tabel berikut.

Tabel 06.3 Perbandingan Nitrogen dan oksigen dalam senyawanya.

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7 gram, maka perbandingan massa oksigen dalam:

N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau
.....................................1 : 2 : 3 ..: 4

Pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!


LATIHAN
Komposisi dua sample A dan B setelah dianalisa ternyata hanya mengandung atom karbon dan oksigen. Hasil analisa dapat dilihat pada tabel berikut::
Tabel 06.4. Perbandingan massa karbon : oksigen.

a. Apakah kedua sampel merupakan senyawa yang sama? Atau keduanya ....berbeda?
b. Apakah data tersebut mendukung hukum perbandingan tetap atau hukum ....perbandingan berganda?

KUNCI LATIHAN

a. Tidak sama
b. Ya, mendukung hukum perbandingan berganda karena perbandingan massa :
Karbon : Oksigen , pada senyawa I = 4 : 11
Karbon : Oksigen , pada senyawa II = 4 : 6

Bagaiman jawaban Anda? Tentunya benar bukan?
Semoga Anda telah paham akan materi tersebut.

D. Hukum Perbandingan Volume (Gay Lusssac)

Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksi dengan gas Oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen dan Oksigen dalam reaksi tersebut adalah tetap, yakni 2 : 1.

Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.

Berikut adalah contoh dari percobaan yang dilakukan

Gambar 06.1 Percobaan Gay Lussac

Menurut Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas Oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen diperlukan 1 volume gas Oksigen, menghasilkan 2 volume uap air.

“ Semua gas yang direaksikan dengan hasil reaksi, diukur pada suhu dan rekanan yang sama atau (T.P) sama.”

Untuk lebih memahami Hukum perbandingan volume, Anda perhatikan, data hasil percobaan berkenaan dengan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama.
Data hasil percobaan adalah sebagai berikut :

Tabel 06.5 Data Percobaan reaksi gas

Berdasarkan data percobaan pada tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Data percobaan tersebut sesuai dengan Hukum perbandingan volume atau dikenal dengan Hukum Gay Lussac bahwa :

“ Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat “

Nah… sekarang Anda telah selesai membahas Hukum-hukum Dasar Kimia yang meliputi Hukum kekalan massa, Hukum perbandingan tetap, Hukum kelipatan perbandingan dan Hukum perbandingan volume. Hukum Dasar Kimia ini akan diterapkan pada perhitungan kimia, oleh karena itu pahamilah dengan baik, materi ini untuk memudahkan Anda dalam mempelajari topik berikutnya.

. RANGKUMAN