Hukum dasar kimia

1. Hukum Kekekalan Massa

Berdasarkan hasil eksperimen, Lavoisier menyatakan bahwa “jumlah massa zatzat, sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. Pernyataan ini dikenal sebagai Hukum Kekekalan Massa (disebut juga sebagai Hukum Lavoisier).

Contoh penerapan Hukum Lavoisier:

Sebelum reaksi Sesudah reaksi

air kapur + Larutan asam sulfat → Zat baru (air keruh)

20 gram 15 gram 35 gram

a gram b gram (a + b) gram

x gram y gram (x + y) gram

Percobaan Lavoisier dapat menjelaskan lebih jauh tentang reaksi kimia bahkan mendorong ilmuwan lain pada zamannya untuk melakukan berbagai percobaan yang menghasilkan berbagai hukum dalam kimia.

2. Hukum Perbandingan Tetap

Pada tahun 1799 Joseph Louis Proust (Perancis) mempublikasikan hasil penemuannya tentang sifat senyawa. Perhatikanlah data pengamatan salah satu percobaan Proust berikut terhadap pembentukan senyawa air dari unsur hidrogen dan unsur oksigen berikut.

Tabel 1. Data Percobaan Dan Perbandingan Massa Unsur Pada Pembentukan Senyawa Air dari Unsur Hidrogen Dan Unsur Oksigen.

Dari data percobaan di atas ini memperlihatkan bahwa, (1) senyawa yang terbentuk selalu memiliki perbandingan massa antar unsur pembentuknya yang tetap yakni H : O = 1 : 8. (2) dalam H berlebih, H bereaksi dengan O menurut perbandingan tersebut; dan kelebihan H ditemukan sebagai sisa reaksi; begitu juga dalam kelebihan O. (3) keempat percobaan menunjukkan bahwa massa sebelum dan sesudah reaksi adalah sama, atau tidak bertentangan dengan Hukum Kekekalan Massa.

Berdasarkan eksperimen seperti di atas terhadap beberapa senyawa, Proust kemudian menyimpulkan bahwa “setiap senyawa memiliki perbandingan massa antar unsur pembentuknya yang tetap dan tertentu”. Pernyataan ini kemudian dikenal sebagai Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Komposisi Tetap (atau disebut Hukum Proust). Selain Hukum Lavoisier, Hukum Proust pun memiliki peranan penting karena dapat menunjukkan hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia. Untuk memperjelas hal ini dapat diikuti contoh soal berikut.

3. Hukum Avogadro

Pada tahun 1811, Amadeo Avogadro (Italia), mengajukan hipotesisnya yang terkenal, yaitu: “Gas (atau uap) apa saja bervolum sama akan mengandung jumlah molekul yang sama jika kondisi (suhu dan tekanan) gas itu sama” Hipotesis ini selanjutnya dinyatakan sebagai Hukum Avogadro, karena berhasil dibuktikan di kemudian hari (½ abad) oleh 2 ilmuwan lain. Bentuk lain dari pernyataan hukum Avogadro:

“22,4 L gas (atau uap) apa saja pada suhu 00 C dan tekanan 1 atm akan mengandung jumlah partikel yang sama sebesar 6 x 1023 partikel”.

“1 mol gas (atau uap) apa saja pada suhu 00 C dan tekanan 1 atm akan memiliki volum yang sama, yakni 22,4 L”.

Catatan:

• Bilangan 6 x 1023 ini kemudian disebut bilangan Avogadro (simbol N) sebagai penghormatan kepada Avogadro.

• Istilah “mol” akan dibahas di bagian berikutnya pada BBM ini.

Selain itu, hukum Avogadro juga memperlihatkan adanya hubungan antara volum dan koefisien masing-masing gas dalam persamaan reaksinya.

Untuk reaksi 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g) pada suhu dan tekanan yang sama berlaku:

volum gas H2 : volum gas O2 : volum uap H2O = koef H2 : koef O2 : koef H2O = 2 : 1 : 2

Hukum Avogadro memiliki aplikasi cukup luas di dalam perhitungan kimia yang berhubungan dengan gas-gas.

4. Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum ini merupakan perpaduan dua hukum gas: [1] hubungan P-V (antara tekanan dan volum) dengan [2] hubungan antara tekanan, P dan suhu, T. Hukum ini berguna untuk memperkirakan gas dari satu keadaan ke keadaan lain melalui perbandingan berikut:

5. Hukum Dalton

Seorang ilmuwan asal Inggris, John Dalton, melakukan penelitian dengan membandingkan massa unsur-unsur pada beberapa senyawa, contohnya oksida karbon dan oksida nitrogen. Senyawa yang digunakan Dalton adalah karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO₂). Dari perbandingan keduanya, diperoleh hasil sebagai berikut.

Jika massa karbon di dalam CO dan CO₂ sama, massa oksigen di dalamnya akan memenuhi perbandingan tertentu. Perbandingan massa oksigen pada senyawa CO dan CO₂ yang diperoleh Dalton adalah 4 : 8 = 1 : 2. Dengan demikian, hukum Dalton dikenal sebagai hukum perbandingan berganda. Dari pernyataan tersebut hukum dalton dapat dinyatakan "jika dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa dengan salah satu massa unsur dibuat tetap, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa tersebut merupakan bilangan bulat yang sebenarnya.