HUKUM - HUKUM DASAR KIMIA

I. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)

“ Massa total zat sebelum reaksi sama dengan massa total setelah zat reaksi ”

Jika diketahui  : A + B → C + D

Maka massa A + B = massa C + D

Misalkan : massa A = 5 gr, massa B =  3 gr, massa C = 1 gr, maka massa D =7 gr

Dalam keseharian, kayu yang dibakar (+ O2) akan menjadi abu, gas CO2, H2O dll, apakah peristiwa ini sesuai dengan hokum Lavoisier ?

Contoh soal :

Diketahui karbon dibakar dengan gas oksigen sebanyak 30 gram dan menghasilkan karbon monoksida sebanyak 58 gram.Ternyata pada akhir reaksi ini, masih tersisa karbon sebanyak 4 gram. Hitunglah massa karbon tersebut pada awalnya ?

Latihan soal :

1. Sebanyak 12 gram nitrogen bereaksi dengan 6 gram hidrogen menghasilkan amonia.
Berapakah massa amonia yang terbentuk jika reaksi berada pada ruang tertutup ?

2. Suatu logam X sebanyak 4 gram direaksikan dengan 7 gram oksigen sehingga menghasilkan sejumlah senyawa XO (suatu oksida) dan terdapat sisa 2 gram oksigen. Tentukan jumlah oksida XO yang terbentuk ?

3. Sebanyak 18 gram glukosa dibakar dengan gas oksigen. Dan ternyata menghasilkan 20 gram gas carbon dioksida dan 15 gram uap air. Hitunglah massa gas oksigen yang bereaksi ?

4. Sejumlah karbon dibakar dengan 22 gram oksigen, menghasilkan 46 gram karbon monoksida. Jika pada akhir reaksi masih terdapat 6 gram karbon. Berapakah massa mula-mula karbon ?

5. Kristal Iodin yang massanya 10 gram direaksikan dengan 10 gram gas Hidrogen. Setelah reaksi berakhir ternyata masih tersisa 2,6 gram Iodin. Hitunglah massa Hidrogen Iodida yang terbentuk ?

6. Terdapat magnesium 12 gram (Mg) yang bereaksi dengan unsur 16 gram belerang atau sulfur (S), maka berapa jumlah Magnesium Sulfida (MgS) yang dihasilkan ? Tuliskan persamaan reaksinya.

7. Pada pembakaran magnesium yang dilakukan di udara akan dihasilkan zat magnesium oksida. Apabila magnesium yang dibakar sebanyak 0,098 gram menghasilkan 0,162 gram MgO (magnesium oksida). Berapa jumlah massa gas oksigen yang digunakan dalam reaksi tersebut ?

8. Sebanyak 100 gram batu kapur (CaCO₃) dipanggang di dalam tungku, dan ternyata terbentuk 56 gram kapur tohor (CaO) dan gas karbondioksida. Tuliskan persamaan reaksinya serta tentukan berapa gram gas CO₂ (Karbondioksida) yang keluar dari tungku tersebut ?

9. 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)₂ + 2H₂SO₄ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2CaSO₄
Jika 300 g Ca₃(PO₄)₂ bereaksi sempurna dengan 189,7 g H₂SO₄, berapa massa pupuk superfosfat yang dihasilkan ?

10. Untuk membuat amonia menggunakan proses Haber-Bosch campuran gas nitrogen dan gas hidrogen dipanaskan pada suhu tinggi sehingga terjadi reaksi:
N₂(g) + 3H₂(g) ⇒ 2NH₃(g)
Jika 14 gram N₂ bereaksi sempurna dengan Sejumlah gas hidrogen membentuk 17 gram ammonia, Hitunglah massa gas hidrogen yang bereaksi ?

II. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

“ Dalam pembentukan senyawa, massa unsur-unsur pembentuk senyawa slalu memiliki perbandingan yang tetap “

Cara menentukan perbandingan massa dalam suatu senyawa :

Untuk senyawa :  Ax By

Contoh soal :

1. Hitunglah perbandingan massa Na dan massa O dalam N₂O₅ ?

     Jawab :

          2 x 14 : 5 x 16  =  28 : 80

                                  =  7  :  20

2. Lengkapilah table berikut ini , jika diketahui perbandingan massa X dan massa Y dalam senyawa XY adalah = 2 : 1

No	Massa X	Massa Y	Massa XY	Massa sisa
				X	Y
1	4	2	6	0	0
2	8	6 (4)	12	0	2
3	…..	1,5	…..	0	0
4	….	7	…..	0	2
5	5	….	…..	0	0
6	8	6	…..	….	….
7	10	….	….	2	0
8	….	9	….	0	2
9	….	….	63	0	0
10	28	16	….	….	….
11	32	….	….	….	3
12	….	….	93	0	0
13	15	6	….	….	….
14	25	….	…..	4	….
15	….	….	22,5	0	0

3. Hitunglah perbandingan massa karbon (C) terhadap oksigen (O) dalam senyawa karbon dioksida (CO2). Berapakah gram karbonsioksida yang dihasilkan dari 3 gram karbon dan 10 gram oksigen ?

4. Diketahui, besi (Fe) dan belerang (S) yang menyusun senyawa besi sulfida (FeS) memiliki perbandingan massa sebanyak 7:4. Diperlukan 28 gram besi (Fe) untuk menyusun senyawa besi sulfida (FeS) tanpa ada sisa reaktan, maka hitunglah massa belerang (S) yang diperlukan ?

5. Dalam ruang tertutup 75 gram karbon dibakar secara sempurna dalam 240 gram oksigen menghasilkan karbondioksida. Perbandingan massa karbon dan oksigen dalam CO₂ adalah 3 : 8.

a. Berapa massa CO2 yang dihasilkan

b. Pereaksi mana yang tersisa dan berapa massanya

6. Tentukan perbandingan massa N dan H dalam NH₃. Jika gas Nitrogen sebanyak X dicampurkan dengan gas Hidrogen sebanyak Y, ternyata menghasilkan NH₃ sebanyak 68 gram, hitunglah massa X dan massa Y ?

7. Sebanyak 35 gram Calcium direaksikan dengan gas oksigen membentuk senyawa CaO. Tentukan :

a) perbandingan Ca dan O dalam CaO

b) Massa gas oksigen dan massa CaO, apabila setelah akhir reaksi diperoleh sisa Calcium sebanyak 5 gram

8. Tentukan perbandingan massa tembaga (Ar=64) dan oksigen (Ar=16) dalam senyawa CuO. Kemudian tentukan massa CuO yang terbentuk dan sisa pereaksi, jika direaksikan:

a.  8 gram tembaga dengan 2 gram. oksigen

b. 12 gram tembaga dengan 3 gram oksigen

c.  20 gram tembaga dengan 10 gram oksigen

d. 32 gram tembaga dengan 5 gram oksigen

III. Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)

“Pada tekanan (P) dan suhu (T) yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”

Hukum Gay Lussac menyatakan bahwa dalam REAKSI GAS :

Contoh soal :

1. Pada P dan T tertentu, sebanyak 6 liter gas Nitrogen direaksikan dengan sejumlah gas Hidrogen menghasilkan Amonia. Tulislah persamaan reaksinya dan tentukan volume gas hidrogen yang diperlukan serta gas amonia yang dihasilkan ?

   Jawab :
  1 N₂(g)  +  3H₂(g)  →  2NH₃(g)
        6 L    :    18 L    :      12 L  

Jadi volume gas H2 yang dibutuhkan = 18 L

Volume gas Ammonia yang dihasilkan = 12 L

2. Pada suhu dan tekanan yang sama, gas etana (C₂H₄) dibakar dengan O₂ menghasilkan gas karbon dioksida (CO₂) dan air.

 C₂H₄ + 3 O₂ →2 CO₂ +  2 H₂O
Lengkapilah tabel berikut :

1 C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O
No	V. C2H4	V. O2	V. CO2	V. H2O	Sisa C2H4	Sisa O2
	1 L	3 L	2 L	2 L	-	-
1	3 L				-	-
2		6 L			-	-
3	10 L	15 L
4			8 L		-	5 L
5				9 L	-	-
6	8 L	6 L
7			42 L		-	-
8				20 L	3 L	-
9	9	24 L
10		37,5 L			-	-

LATIHAN SOAL:

1. Sebanyak 8 L C₃H₈ dibakar habis dengan oksigen sesuai dengan persamaan reaksi

C₃H₈ + 5O₂ →  3CO₂ + 4 H₂O pada suhu dan tekanan yang sama volume gas CO₂ yang dihasilkan adalah ?

2. Jika 50 mL gas C_xH_y dibakar dengan 250 mL oksigen, dihasilkan 150 mL karbon dioksida dan sejumlah uap air. Semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus C_xH_y

3.  Amonia (NH₃) dibuat dari reaksi gas nitrogen dan gas hidrogen menurut persamaan :

N₂(g) + H₂(g) → NH₃(g)

Berapa volume gas nitrogen (T,P) dan hidrogen (T,P) yang diperlukan untuk membuat 100 liter amonia?

4. Asetilena (C₂H₂) dapat dibuat dari metana (CH₄) melalui pembakaran tak sempurna menurut persamaan reaksi:

4 CH₄(g) + 3O₂(g) → 2C₂H₂(g) + 6H₂O(g)

Berapa liter oksigen (T,P) harus direaksikan dengan 100 liter metana sehingga diperoleh asetilena menurut persamaan reaksi tersebut? Berapa volume asetilena yang dihasilkan (T,P)?

5.  Pada suhu dan tekanan tertentu, 5 liter gas etana, C₂H₆, dibakar menurut reaksi:

C₂H₆(g)  + O₂(g)  →   CO₂(g)  + H₂O(g)

Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan:

a. volume gas oksigen yang diperlukan

b. volume gas karbon dioksida yang dihasilkan

c. volume uap air yang dihasilkan

d. perbandingan volume gas-gas yang bereaksi.

6.  Pada suhu dan tekanan yang sama, dibakar gas butana C₄H₁₀ menurut persamaan:

C₄H₁₀(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g)

Jika pada akhir reaksi dihasilkan gas CO₂ sebanyak 180 mL dan oksigen yang digunakan tepat habis bereaksi, tentukan volume masing-masing gas yang terjadi pada suhu dan tekanan yang sama pada akhir reaksi

7. Pada suhu dan tekanan tertentu, 10 mL gas hidrokarbon tepat habis dibakar oleh 45 mL gas oksigen. Jika pada akhir reaksi dihasilkan gas karbon dioksida sebanyak 30 ml, tentukan rumus molekul hidrokarbon tersebut!

CxHy(g)  + O₂(g)  →  CO₂(g)  +  H₂O(g)

8.  Pada reaksi antara 4 L (T,P) senyawa hidrokarbon (CxHy) dan 18 L (T,P) gas oksigen dihasilkan 12 L (T,P) gas karbon dioksida menurut reaksi. Bagaimana rumus molekul senyawa diatas ?

IV. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

    “Apabila dua unsur dapat membentuk atau menyusun lebih dari satu senyawa, maka perbandingan massa dari unsur yang satu dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat sederhana jika massa unsur yang lainnya dibuat tetap.”

Contoh soal :

Belerang dan Oksigen bereaksi membentuk dua macam senyawa. Kadar S (belerang) dalam senyawa I dan II masing-masing adalah 50 % dan 40 %. Buktikan hukum Dalton berlaku untuk kedua senyawa tersebut !

Jawab :

Seny.	Kadar S (%)	Kadar O (%)	Kadar SI dan SII disamakan :	Kadar OI dan OII Menjadi :	S : O (agar tdk pecahan)
I	50 / 50	50 / 50	1	1	2  :  2
II	40 / 40	60 / 40	1	1,5	2  :  3

Jadi jika kadar S I dan S II di samakan maka kadar O I dan O II akan berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Dalam soall ini O I : O II = 2 : 3

Terbuki bahwa hukum dalton berlaku untuk kedua senyawa Belerang dan Oksigen di atas.

LATIHAN SOAL :

1.  Diketahui unsur X dan Y dapat membentuk dua senyawa A dan B. Senyawa A, mengandung 20 % unsur X. Sementara pada senyawa B mengandung 40 % unsur X. Hitunglah berapa perbandingan massa unsur Y pada kedua senyawa tersebut !

2.  A dan B bereaksi membentuk dua senyawa. Untuk senyawa pertama 1,4 gram A bereaksi dengan 3,2 gram B. Untuk senyawa kedua 0,7 gram A bereaksi dengan 0,4 gram B.
Berapakah perbandingan unsur A dalam senyawa pertama terhadap unsur A dalam senyawa kedua?

3.  Pospor dan Oksigen membentuk dua macam senyawa. Dalam 55 gram senyawa I mengandung 31 gram Pospor. Sedangkan dalam 71 gram senyawa II terkandung 40 gram Oksigen. Tunjukkan bahwa dalam kedua senyawa tersebut sesuai memenuhi hukum Dalton !

4.  Unsur A dan B bereaksi membentuk dua senyawa yang berbeda.
6,62 gram senyawa pertama mengandung 5,29 gram unsur A dan 14,3 gram senyawa kedua mengandung 1,6 gram unsur B. Berapakah perbandingan unsur A dalam senyawa pertama terhadap unsur A dalam senyawa kedua?

5.  Unsur A dapat membentuk 2 oksida. Salah satu oksida mengandung 10 gram oksigen yang bergabung dengan 1,26 gram A. Oksida kedua mengandung 30 gram oksigen yang bergabung dengan 2,52 gram A. Tunjukkanlah bahwa kedua oksida besi ini memenuhi Hukum Perbandingan Berganda.

6.    Fosfor dan oksigen membertuk dua macam senyawa. Dalam 27,5 gram senyawa I terdapat 15,5 gram fosfor, sedangkan dalam 35,5 gram senyawa II mengandung 20 gram oksigen. Tentukan Perbandingan massa oksigen pada kedua senyawa ?

7.    Terdapat dua jenis Oksida dari belerang (S). Sebanyak 8 gram oksida yang pertama mengandung 4 gram belerang. Sedangkan 16 gram oksida lainya mengandung 9,6 gram Oksigen. Tentukan perbandingan Belerang jika Oksigen dari kedua oksida tersebut di buat tetap ?

8.  Nitrogen dan oksigen membentuk berbagai macam senyawa. Tiga di antaranya mengandung Nitrogen masing-masing 25 %, 20 %, dan 40 %. Tentukan perbandingan Oksigen dalam ketiga senyawa tersebut !

Cara menentukan kadar massa unsur dalam senyawa

Tentukan  massa unsur : Ca, C dan O dalam 50 gram CaCO₃ (gram dan %) ?

Jawab :

● Menentukan massa Ca (gram) :

Massa Ca = 1. Ar Ca / Mr CaCO₃ × massa CaCO₃

Massa Ca = 40 /100 × 50 = 20 gram

● Menentukan kadar Ca (%) :

Kadar % Ca = 1. Ar Ca / Mr CaCO₃ × 100 %

Kadar % Ca = 40 / 100 × 100 % = 40 %

● Menentukan massa C (gram) :

Massa C = 1. Ar C / Mr CaCO₃ × massa CaCO₃

Massa C = 12 / 100 × 50 = 6 gram

● Menentukan kadar C (%) :

Kadar % C = 1. Ar C / Mr CaCO₃ × 100 %

Kadar % C = 12 / 100 × 100 % = 12 %

● Menentukan massa O (gram) :

Massa O = 3. Ar O / Mr CaCO₃ × massa CaCO₃

Massa O = 48 / 100 × 50 = 24 gram

● Menentukan kadar O (%) :

Kadar % O = 3. Ar O / Mr CaCO₃ × 100 %

Kadar % O = 48 / 100 × 100 % = 48 %

LATIHAN SOAL :

1.    Hitunglah kadar massa (gram dan %) masing-masing unsur dalam senyawa berikut :

a.    58 gram Mg(NO₃)₂

b.    80 gram CO(NH₂)₂

c.     114 gram Al₂(SO₄)₃

d.    240 gram (NH₄)₂SO₄

e.    200 gram Cu₃PO₄

2.     Kadar karbon dalam vitamin C adalah 41%. Berapa jumlah atom karbon yang terdapat dalam vitamin C ? jika diketahui Mr Vitamin = 176

3.    Pada pembakaran 5 gram hidrokarbon ( CxHy,  Mr = 30 ) menghasilkan 14,67 gram CO2 dan 9 gram H2O. Tentukan harga x dan y pada rumus Hidrokarbon tersebut !  

4.    Kadar belerang (s) dalam suatu oksida belerang, SOx adalah 40%. Jika Ar S = 32 dan Ar  O = 16, Tentukan harga X ?