Hukum Dasar Kimia

Hukum-Hukum Dasar Kimia

Hukum dasar kimia adalah hukum yang mendasari perhitungan kimia dan hubungan kuantitatif antara reaktan dan produk pada reaksi kimia. Berikut adalah penjelasan empat hukum dasar kimia.

1. Hukum Kekekalan Masa (Hukum Lavoisier)

"Tidak ada yang datang dari ketiadaan" merupakan ide penting dalam filsafat Yunani kuno yang menyatakan bahwa apa yang ada sekarang berasal dari sesuatu yang ada, karena tidak ada materi baru yang muncul dari yang sebelumnya tidak ada. Antoine Lavoisier (1743-1794) menyatakan kembali prinsip kimia ini dengan hukum kekekalan massa, yang "berarti bahwa atom suatu benda tidak dapat diciptakan atau dihancurkan, tetapi dapat dipindahkan dan diubah menjadi partikel yang berbeda." Hukum ini mengatakan bahwa ketika reaksi kimia menyusun ulang atom menjadi produk baru, massa reaktan (bahan kimia sebelum reaksi kimia) sama dengan massa produk (bahan kimia yang baru terbentuk). Lebih sederhananya, apa pun yang Anda lakukan, Anda akan tetap memiliki jumlah zat yang sama (walaupun pada reaksi nuklir tertentu seperti fusi dan fisi dapat mengubah sebagian kecil massa menjadi energi).

Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa massa total Zat sebelum reaksi kimia sama dengan massa total Zat setelah reaksi kimia

dengan kata lain, massa adalah kekal. Hukum kekekalan massa dirumuskan oleh Lavoisier sebagai hasil dari eksperimen pembakarannya, di mana ia mengamati bahwa massa zat mula-mula (bejana, timah, dan udara) sama dengan massa zat setelah pembakaran (bejana kaca, timah dioksida, dan sisa udara).

Gambar 1. proses pembakaran kayu

Persamaan kimia -> kayu + oksigen menghasilkan abu + gas karbon dioksida + uap air. Massa kayu dan oksigen sama dengan massa abu, karbon dioksida, dan air.

Secara historis, ini adalah konsep yang sulit dipahami oleh para ilmuwan pada waktu itu. Jika hukum ini benar, lalu bagaimana mungkin sepotong kayu besar direduksi menjadi setumpuk kecil abu? Kayu jelas memiliki massa yang lebih besar dari pada abu. Dari pengamatan ini para ilmuwan menyimpulkan bahwa massa telah hilang. Namun, Gambar 1 menunjukkan bahwa proses pembakaran kayu mengikuti hukum kekekalan massa. Pada masa itu para ilmuwan tidak memperhitungkan gas yang memainkan peran penting dalam reaksi ini.

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)

Joseph Proust (1754-1826) merumuskan hukum perbandingan tetap (atau sering disebut juga dengan Hukum Komposisi Tetap atau Hukum Proust). Hukum ini menyatakan bahwa jika suatu senyawa dipecah menjadi unsur-unsur penyusunnya, maka massa penyusunnya akan selalu memiliki perbandingan yang sama, terlepas dari jumlah atau sumber zat sebelum reaksi. Joseph Proust menyatakan hukum ini berdasarkan pada eksperimennya dengan dasar tembaga karbonat. Hukum perbandingan tetap dapat digambarkan sebagai berikut.

Penjelasan : Jika 1 gram A bereaksi dengan 8 gram B, maka menurut Hukum Perbandingan Tetap, 2 gram A harus bereaksi dengan 16 gram B. Jika 1 gram A direaksikan dengan 8 gram B, maka menurut Hukum Kekekalan Massa, mereka harus menghasilkan 9 gram C. Demikian pula, ketika 2 gram A bereaksi dengan 16 gram B, mereka harus menghasilkan 18 gram C.

Hukum perbandingan tetap menyatakan bahwa dalam suatu jenis zat kimia tertentu, unsur-unsurnya selalu digabungkan dalam perbandingan massa yang sama.

Hukum Perbandingan Tetap berlaku ketika unsur-unsur direaksikan untuk membentuk produk yang sama. Oleh karena itu, Hukum Perbandingan Tetap dapat digunakan untuk membandingkan dua eksperimen di mana hidrogen dan oksigen bereaksi membentuk air, dengan kata lain Hukum Perbandingan Tetap tidak dapat digunakan untuk membandingkan eksperimen di mana hidrogen dan oksigen bereaksi membentuk air H₂O, dan eksperimen lainnya di mana hidrogen dan oksigen bereaksi membentuk hidrogen peroksida H₂O₂.

3. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Suatu unsur dapat bereaksi membentuk lebih dari satu senyawa. Dalam kasus seperti itu, hukum perbandingan berganda menyatakan bahwa jika dua unsur membentuk lebih dari dua senyawa dimana massa salah satu unsur pembentuk tersebut konstan maka massa unsur pembentuk yang lainnya akan berupa bilangan bulat sederhana.

Hukum perbandingan berganda menyatakan bahwa jika unsur-unsur yang sama membentuk lebih dari dua senyawa dimana massa salah satu unsur pembentuk tersebut konstan maka massa unsur pembentuk yang lainnya akan berupa bilangan bulat sederhana.

Gambar. Hukum perbandingan berganda (perbandingan massa senyawa NO_x)

Similarly, for 1 g of the second compound, there are 0.727 g oxygen and 0.273 g of carbon. The ration of mass of oxygen per gram of carbon is

Contoh soal:

Dua jenis senyawa yang berbeda disusun oleh unsur karbon dan oksigen. Senyawa pertama terdiri dari 42.9% Carbon dan 57.1% Oksigen dan senyawa kedua disusun oleh 27.3% Carbon dan 72.7% Oksigen. Tunjukkan bahwa kedua senyawa diatas konsistem mengikuti hukum perbandingan berganda.

Jawab:

Hukum perbandingan berganda menyatakan bahwa unsur-unsur yang sama yang membentuk senyawa berbeda dimana salah satu masa unsurnya konstan maka unsur yang lainnya memiliki perbandingan bilangan bulat sederhana.

Jadi untuk 1 gram senyawa pertama maka akan mengandung 0,57 gram oksigen dan 0,429 gram karbon. Sehingga dapat dicari massa oksigen untuk per 1 gram karbon sebagai berikut:

$\frac{0,57 g oksigen}{0,429 g karbon} = 1,33 \frac{g oksigen}{g karbon}$

Demikian juga untuk senyawa kedua dimana terdapat 0,727 g oksigen dan 0,273 g karbon. Rasio massa oksigen per 1 gram karbon yaitu:

$\frac{0,727 g oksigen}{0,273 g karbon} = 2,66 \frac{g oksigen}{g karbon}$

Selanjutnya kita dapat mencari perbandingan masa oksigen antara senyawa pertama dan kedua yaitu

= 1,33 : 2,66 
= 1 : 2

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa oksigen dan karbon membentuk senyawa yang berbeda sesuai dengan hukum perbandingan berganda yaitu dengan rasio bilangan bulat sederhana.