5 Hukum Dasar Kimia beserta Contoh Soalnya

Para ilmuwan di abad ke-18 telah melakukan sejumlah percobaan. Mereka menemukan keteraturan-keteraturan yang dinyatakan sebagai hukum dasar kimia.

Percobaan tersebut mempelajari secara kuantitatif susunan zat dari beberapa reaksi kimia. Dari percobaan tersebut ditemukan lima hukum dasar.

Lihat Juga : Rumus Hukum Newton I, II, dan III Dilengkapi Contoh Soalnya

Adapun lima hukum dasar kimia tersebut adalah Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier), Hukum Perbandingan Tetap (Proust), Hukum Kelipatan Perbandingan (Dalton), Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac), dan Hipotesis Avogadro.

Hukum Dasar Kimia

Ilustrasi. 5 hukum dasar kimia dan contohnya (Foto: iStockphoto/ ferrantraite)

Berikut ini hukum dasar kimia yang dikutip dari Modul Kimia Kelas X yang disusun oleh Wiwik Indah Kusumaningrum.

1. Hukum Kekekalan Massa

Hukum Kekekalan Massa merupakan hukum dasar kimia yang ditemukan oleh Antoine Laurent Lavoisier. Pada percobaannya, ia menganalisis massa zat sebelum dan sesudah reaksi.

Kemudian didapatkan bahwa hasilnya massa zat sebelum dan sesudah reaksi selalu sama. Maka, saat terjadi perubahan kimia, suatu zat bukan diciptakan atau dihancurkan melainkan diubah.

Berdasarkan 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."

Contoh soal:

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. Hukum Perbandingan Tetap

Hukum Perbandingan Tetap merupakan hukum dasar kimia yang ditemukan oleh Joseph Louis Proust pada tahun 1709. Hukum ini menyatakan bahwa susunan senyawa terdiri dari unsur dan komposisi tertentu secara tetap.

Adapun contoh eksperimen dari Hukum Proust yakni reaksi unsur hidrogen dan oksigen. Kedua unsur tersebut membentuk senyawa air sehingga hasilnya menunjukkan perbandingan massa antara hidrogen dan oksigen dengan reaksi tetap yakni 1:8.

Bunyi dari Hukum Proust adalah "Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap."

Contoh soal:

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 /9x18 gram= 2 gram

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

= 8/9 x 18 gram= 16 gram

3. Hukum Kelipatan Perbandingan

Hukum Kelipatan Perbandingan atau disebut juga Hukum Dalton merupakan lanjutan dari Hukum Proust. Hukum ini dikembangkan oleh seorang ilmuwan bernama 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.

Diketahui bunyi Hukum Dalton adalah "Jika dua jenis unsur bergabung membentuk lebih dari satu senyawa dan jika massa salah satu unsur dalam senyawa tersebut sama, sedangkan massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa tersebut merupakan bilangan bulat sederhana."

Contoh soal:

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.

Lihat Juga : Bagaimana Cara Melampaui Kecepatan Cahaya?

4. Hukum Perbandingan Volume

Hukum Perbandingan Volume merupakan hukum dasar kimia yang ditemukan oleh Joseph Louis Gay Lussac. Pada tahun 1808, ia mengamati hubungan antara volume gas dalam suatu reaksi kimia.

Hasil pengamatannya yakni pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas oksigen bereaksi dengan dua volume hidrogen yang menghasilkan dua volume uap air.

Hukum ini sendiri hanya berlaku untuk reaksi gas yang susunan molekulnya sederhana. Dengan hukum ini, volume gas di suatu reaksi dapat kita temukan apabila salah satu gas diketahui.

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."

Contoh soal:

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. Hipotesis Avogadro

Terakhir, ada Hipotesis Avogadro yakni hukum dasar kimia 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.

Adapun bunyi dari Hipotesis Avogadro adalah "Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama pula."

Contoh soal:

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.

Lihat Juga : 101 SCIENCE Kenapa Jatuh ke Bawah?

Itulah hukum dasar kimia dan contohnya. Semoga dapat bermanfaat.