1. Hukum Avogadro

Hukum Avogadro (Terkadang disebut hipotesis Avogadro atau prinsip Avogadro)

adalah percobaan hukum gas yang berkaitan dengan pengaruh volume gas kepada jumlah zat

yang terdapat dalam gas. Menurut Avogadro, partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal

(monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Hukum Avogadro

merupakan bagian dari hukum-hukum dasar kimia. Pernyataan hukum Avogadro adalah

sebagai berikut:

Gas-gas yang memiliki volume yang sama, pada suhu dan tekanan yang sama,

memiliki jumlah molekul yang sama.

Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul

yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain perbandingan volume gas-gas yang bereaksi

sama dengan koefisien reaksinya.

A . Sejarah Penemuan Hukum Avogadro

Untuk menjelaskan hukum gay lussac di atas maka pada tahun 1811 Amadeo

Avogadro (1776-1956) dari italia mengajukan yang kemudian di sebut teori avogadro.

Mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana?

Banyak ahli termasuk Dalton dan Gay Lussac gagal menjelaskan hukum perbandingan

volume yang ditemukan oleh Gay Lussac. Ketidakmampuan Dalton karena ia menganggap

partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik). Pada tahun 1811, Amedeo

Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac. Menurut Avogadro, partikel unsur tidak selalu

berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik).

Para ahli fisika abad ke-19 tidak memiliki pengetahuan mengenai masa molekul atau

atom dan ukurannya sampai pergantian abad ke-20, setelah penemuan elektron oleh ahli

fisika Amerika, Robert Andrews Millikan, yang menentukan dengan hati-hati muatannya.

Penentuan ini, akhirnya, menunjukkan angka avogadro tersebut secara akurat, bahwa jumlah

molekul dalam jumlah bahan yang sama beratnya sama dengan molekulnya.

B . Penjelasan Hukum Avogadro

Hukum ini ditemukan oleh Amedeo Avogadro pada tahun 1811. Hipotesis Avogadro

menyatakan bahwa dua sampel gas ideal dengan volume, suhu, dan tekanan yang sama, maka

akan mengandung molekul yang jumlahnya sama. Contohnya adalah, ketika hidrogen dan

nitrogen dengan volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama ketika mereka

berada pada suhu dan tekanan yang sama. Avogadro menyebut partikel sebagai molekul.

Untuk suatu massa dari gas ideal, volume dan mol gas secara langsung akan

proporsional jika suhu dan tekanannya konstan. Persamaan tersebut dapat ditulis sebagai

berikut:

 atau 

Dimana:

V adalah volume gas

n adalah jumlah zat dari gas (dalam satuan mol)

k adalah konstanta yang sama dengan RT/P, di mana R adalah konstanta gas

universal, T adalah suhu Kelvin, dan P adalah tekanan. Sebagai suhu dan tekanan yang

konstan, RT/P juga konstan dan disebut sebagai k. Ini berasal dari hukum gas ideal.

Hukum ini menjelaskan bagaimana dalam kondisi suhu, tekanan, dan volume gas

yang sama pasti mengandung jumlah molekul yang sama. Untuk membandingkan substansi

yang sama di bawah dua set yang kondisinya berbeda, hukum ini dapat dinyatakan sebagai

berikut:

Persamaan ini menunjukkan bahwa, jika jumlah mol gas meningkat, volume gas juga

akan meningkat secara proporsional. Dan sebaliknya, jika jumlah mol gas berkurang, maka

volume juga menurun.

C . Definisi Matematika Hukum Avogadro

Hukum Avogadro dinyatakan secara matematis sebagai berikut:

Dimana:

V adalah volume gas

n adalah jumlah zat gas

k adalah konstanta

Ketetapan yang paling terlihat dari hukum Avogadro adalah pada konstanta gas ideal

memiliki nilai yang sama untuk semua jenis gas. Yang dirumuskan sebagai berikut:

Dimana:

p adalah tekanan gas

T adalah temperatur gas dalam Kelvin

Satu mol adalah jumlah zat yang mangandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak

atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12).

Jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram karbon-12 sebanyak 6,02×1023 atom C-12.

tetapan ini disebut tetapan Avogadro. Tetapan Avogadro (L) = 6,02×1023 partikel/mol.

Tetapan avogadro adalah jumlah molekul yang terdapat dalam satu mol atau berat gram

molekul dari bahan apapun.

Satu mol gas ideal memiliki volum 22.4 liter pada kondisi standar (STP), dan angka

ini sering disebut volum molar gas ideal. Gas-gas nyata (non-ideal) memiliki nilai yang

berbeda.

2 . Hukum Kekekalan Massa (lavoisier)

Hukum kekekalan massa atau prinsip kekekalan massa menyatakan bahwa untuk

setiap sistem yang melakukan transfer materi dan energi dalam keadaan tertutup (keduanya

memiliki massa), massa sistem akan tetap konstan sepanjang waktu, massa sistem tidak dapat

mengubah jumlahnya jika tidak ditambahkan atau dihilangkan. Oleh karena itu, massa kekal

dari waktu ke waktu. Hukum kekekalan massa merupakan bagian dari hukum-hukum dasar

kimia.

Hukum ini menjelaskan bahwa massa tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan,

meskipun dapat dirangkai atau dirubah bentuknya. Hukum ini juga menjelaskan bahwa

selama reaksi kimia apapun, reaksi nuklir, atau peluruhan radioaktif, maka massa total

reaktan akan tetap sama dengan massa produk.

Hukum kekekalan massa secara luas digunakan di berbagai bidang seperti kimia,

mekanik, dan dinamika fluida. Secara historis, hukum kekekalan massa ditemukan oleh

Antoine Lavoisier pada akhir abad ke-18. Penemuan beliau adalah penemuan penting dalam

mengubah alkemi menjadi ilmu kimia modern.

Dalam teori relativitas khusus, massa bukanlah dikonversi menjadi energi, karena

massa dan energi tidak dapat dihancurkan dan energi dalam segala bentuknya selalu

mempertahankan jumlahnya yang setara dengan massa. Beberapa jenis materi dapat

diciptakan atau dihancurkan, tetapi dalam semua proses ini, energi dan massa tetap tidak

berubah, tetapi energi menjadi berubah bentuk.

A . Sejarah Hukum Kekekalan Massa (lavoisier)

Terdapat falsafat Yunani kuno yang menyatakan bahwa “tidak ada yang datang dari

tidak ada” dan masih berlaku hingga kini. Falsafah ini ditemukan di Empedokles yang dibuat

sekitar tahun 490-430 SM. Selain itu, terdapat falsafah “sebab ianya mustahil datang dari

tidak ada menjadi ada, dan mustahil juga untuk benar-benar dibinasakan.”

Prinsip kekekalan massa lebih lanjut dinyatakan oleh Epikurus (341-270 SM) yang

menggambarkan tentang alam semesta, yang bahwa “keseluruhan hal-hal itu selalu seperti itu

sekarang, dan akan selalu seperti itu”.

Filsafat Jain, yang berdasarkan ajaran-ajaran Mahavira (abad ke-6 SM), menyatakan

bahwa alam semesta dan isinya tidak dapat menghancurkan atau menciptakan. Teks Jain

Tattvarthasutra (abad ke-2) menyatakan bahwa substansi itu permanen, tetapi mode dapat

diciptakan dan dihancurkan. Prinsip kekekalan massa ini juga dinyatakan oleh Nasir al Din al

Tusi (1201-1274). Dia menyatakan bahwa “tubuh tidak dapat hilang sepenuhnya, itu

hanyalah perubahan bentuk, kondisi, komposisi, warna, dan yang lainnya dan berubah

menjadi hal yang lebih rumit atau kembali ke dasarnya”.

Hukum kekekalan massa pertama kali dijelaskan oleh Mikhail Lomonosov (1711-

1765). Ia membuktikannya dengan eksperimen meskipun terkadang ia ditentang. Antoine

Lavoisier (1743-1794) menjelaskan ide-ide ini pada tahun 1774. Dia sering disebut sebagai

bapak kimia modern. Ide-ide yang lainnya sebelum karya Lavoisier adalah oleh Joseph Black

(1728-1799), Henry Cavendish (1731-1810), dan Jean Rey (1583-1645).

Antoine Lavoisier mendapatkan hukum ini dengan melakukan eksperimen

mereaksikan cairan merkuri dengan gas oksigen dalam suatu wadah di ruang tertutup

sehingga menghasilkan merkuri oksida yang berwarna merah. Apabila merkuri oksida

dipanaskan kembali, senyawa tersebut akan terurai menghasilkan sejumlah cairan merkuri

dan gas oksigen dengan jumlah yang sama seperti semula. Dengan bukti dari percobaan ini

Lavoisier merumuskan suatu hukum dasar kimia yaitu Hukum Kekekalan Massa yang

menyatakan bahwa jumlah massa zat sebelum dan sesudah rekasi adalah sama.

Hukum kekekalan massa tidak terlihat selama ribuan tahun karena pengaruh berat gas

pada atmosfer. Contohnya, kayu beratnya berkurang setelah dibakar. Ini yang membuat

sebagian orang berpendapat bahwa massanya berkurang, berubah, atau hilang. Namun, jika

kita meneliti

di tempat yang tertutup kaca, ditemukan bahwa reaksi kimia tidak mengubah berat

penutup dan isinya. Pompa vakum juga memungkinkan untuk menimbang berat gas.

Setelah hukum ini dimengerti, hukum kekekalan massa menjadi penemuan yang sangat

penting dalam yang mengubah alkemi menjadi ilmu kimia modern. Setelah kimiawan

menyadari bahwa bahan kimia tidak bisa hilang tetapi hanya dapat diubah menjadi zat lain

dengan berat sama, para ilmuwan pertama kalinya melakukan studi perubahan zat.

B . Generalisasi Hukum Kekekalan Massa (prouts)

Dalam teori relativitas khusus, kekekalan massa tidak berlaku jika sistem terbuka dan

energi lolos. Namun, itu tetap berlaku untuk sistem yang benar-benar terisolasi. Jika energi

tidak dapat pergi dari sistem, massa tidak dapat diturunkan. Dalam teori relativitas, asalkan

semua jenis energi masih terperangkap dalam sistem, massanya akan tetap.

Jika misalnya dicampurkan 32 gram belerang dan 63,5 gram tembaga. Maka hasilnya

adalah tembaga (II) sulfida dengan massa 95,5 gram yang merupakan massa belerang

ditambah massa tembaga.

Perubahan massa terjadi dimana partikel atom atau partikel lainnya dapat melarikan

diri, tetapi jenis energi lainnya (seperti cahaya atau panas) diperbolehkan untuk masuk atau

keluar. Teori dari seluruh energi dengan massa dibuat oleh Albert Einstein pada tahun 1905.

Namun Max Planck menunjukkan bahwa perubahan dalam massa sistem sebagai akibat dari

ekstraksi atau penambahan energi kimia (seperti yang dikatakan oleh teori Einstein) begitu

kecil sehingga tidak dapat diukur. Itu adalah contoh percobaan dari teori Einstein.

C . Penyimpangan Hukum Kekekalan Massa (prouts)

Penyimpangan hukum kekekalan massa dapat terjadi pada sistem terbuka dengan

proses yang melibatkan perubahan energi yang sangat signifikan seperti reaksi nuklir. Salah

satu contoh reaksi nuklir yang dapat diamati adalah reaksi pelepasan energi dalam jumlah

besar pada bintang. Hubungan antara massa dan energi yang berubah dijelaskan oleh Albert

Einstein dengan persamaan E = m.c2. E merupakan jumlah energi yang terlibat, m merupakan

jumlah massa yang terlibat dan c merupakan konstanta kecepatan cahaya. Namun, perlu

diperhatikan bahwa pada sistem tertutup, karena energi tidak keluar dari sistem, massa dari

sistem tidak akan berubah.

3. Hukum Perbandingan Tetap

Dalam kimia, hukum perbandingan tetap yang terkadang disebut hukum Proust,

menyatakan bahwa senyawa kimia selalu mengandung unsur-unsur dengan perbandingan

massa yang sama. Hal ini sesuai dengan hukum komposisi konstan, yang menyatakan bahwa

semua senyawa kimia memiliki komposisi unsur yang sama dengan massanya. Hukum

perbandingan tetap merupakan bagian dari hukum-hukum dasar kimia. Bersama dengan

hukum perbandingan berganda, hukum perbandingan tetap membentuk dasar dari

stoikiometri.

A . Sejarah Hukum Perbandingan Tetap

Penelitian tentang hukum perbandingan tetap pertama kali dilakukan oleh seorang

kimiawan berkebangsaan Perancis Joseph Proust di antara tahun 1798 sampai tahun 1804.

Namun, pada akhir abad ke-18, konsep senyawa kimia belum sepenuhnya dikembangkan.

Bahkan ketika pertama kali hukum ini diusulkan, hukum ini menjadi pernyataan

kontroversial dan ditentang oleh kimiawan lainnya, terutama kerabat Proust yang bernama

Claude Louis Berthollet, yang menyatakan bahwa unsur dapat digabungkan dengan proporsi

apapun. Perdebatan ini menunjukkan bahwa pada saat itu perbedaan senyawa kimia murni

dan campuran belum sepenuhnya dikembangkan.

Hukum perbandingan tetap menjadi dasar teoritis yang kuat. Teori atom yang

dijelaskan oleh John Dalton dimulai pada tahun 1803, yang menjelaskan masalah yang terdiri

dari atom diskrit, bahwa ada satu jenis atom untuk setiap elemen. Dan juga ada senyawa yang

terbuat dari kombinasi dari berbagai jenis atom dalam proporsi yang tetap.

B . Percobaan Proust

Pada tahun 1799 Proust menemukan bahwa senyawa tembaga karbonat baik yang

dihasilkan melalui sintesis di laboratorium maupun yang diperoleh di alam memiliki susunan

yang tetap

Hukum ini mematahkan pendapat Archimedes yang dipakai ahli kimia dari Arab

sampai Eropa selama ratusan tahun, bahwa senyawa hanyalah asal campur dengan

perbandingan asal. Walaupun jauh setelahnya ditemukan kesalahan yang amat kecil, hukum

ini membuka jalan pengembangan reaksi senyawa pada kimia modern.

Bunyi hukum Proust adalah: “perbandingan massa unsur-unsur pembentuk

senyawa selalu tetap, sekali pun dibuat dengan cara yang berbeda”. Sebagai contoh,

perbandingan massa hidrogen dengan oksigen dalam air adalah 1:8, tidak bergantung pada

jumlah air yang dianalisis. Hal itu juga berarti bahwa massa hidrogen yang bereaksi dengan

oksigen membentuk air adalah 1:8. Apabila hidrogen direaksikan dengan oksigen tidak

dengan perbandingan 1:8 maka salah satu diantaranya akan bersisa.

C . Senyawa Stoikiometri Bebas

Perlu diketahui bahwa sekalipun hukum ini amat berguna dalam dasar-dasar kimia

modern, hukum perbandingan tetap tidak selalu berlaku untuk semua senyawa. Senyawa

yang tidak mematuhi hukum ini disebut senyawa non-stoikiometris. Perbandingan massa

unsur-unsur pada senyawa non-stoikiometris berbeda-beda pada berbagai sampel. Misalnya

oksida besi wüstite, memiliki perbandingan antara 0.83 hingga 0.95 atom besi untuk setiap

atom oksigen. Proust tidak mengetahui hal ini karena peralatan yang ia gunakan tidak cukup

akurat untuk membedakan angka ini.

Selain itu, hukum Proust juga tidak berlaku untuk senyawa-senyawa yang

mengandung komposisi isotop yang berbeda. Komposisi isotop dapat berbeda sesuai sumber

dari unsur yang membentuk senyawa tersebut. Perbedaan ini dapat digunakan untuk

penanggalan secara kimia, karena proses-proses astronomis, atmosferis, maupun proses

dalam samudera, kerak bumi dan Bumi bagian dalam kadang-kadang memiliki

kecenderungan terhadap isotop berat ataupun ringan. Perbedaan yang diakibatkan amat

sedikit, namun biasanya dapat diukur dengan peralatan modern. Selain itu, hukum Proust

juga tidak berlaku pada polimer, baik polimer alami maupun polimer buatan.

4. Hukum Perbandingan Berganda (Hukum Dalton)

Pada saat mengajukan hukum ini, rumus kimia senyawa belum diketahui. Hukum ini

diajukan JohnDalton, ahli kimia Inggris sekaligus penemu teori atom modern. Hukum ini

menyebutkan bahwa jika massa salah satu unsur dalam dua senyawa sama, maka

perbandingan massa unsur lainnya merupakan bilangan bulat dan sederhana.

Contohnya, perbandingan unsur karbon (C) dan oksigen (O) pada karbon monoksida dan

karbon dioksida berurutan adalah 3:4 dan 3:8. Jika massa C adalah sama, maka perbandingan

massa O pada karbon monoksida dan karbon dioksida adalah 4:8 atau 1:2.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.

Perlu dicatat, bahwa hukum ini adalah pengembangan dari hukum Proust, walaupun

ditemukan sebelum hukum Proust sendiri. Hukum ini juga menyatakan bahwa atom tidak

dapat berbentuk pecahan seperti setengah, harus bilangan bulat. Hukum ini kuat karena

didukung teori atom.Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap

senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum

Perbandingan

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 sederhan

5. Hukum Dasar Kimia: Hukum Gay Lussac

Hukum perbandingan volume atau hukum Gay Lussac dihasilkan berdasarkan percobaan Gay

Lussac yang meneliti tetang bagaimana gas-gas bereaksi. Hukum ini berbunyi “Pada suhu

dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas-gas hasil

reaksi merupaka perbandingan bilangan bulat yang sederhana”

Pada reaksi

Hidrogen 

+Oksigen ® Air

Volume ke-1 2 1 2

Volume ke-2 4 2 4

Volume ke-3 6 3 6

Jadi, pada pembentukan air, perbandingan Hidrogen : Oksigen : air selalu sama yaitu 2 : 1 :2.

Demikian juga yang terjadi pada gas-gas lain.

Contoh:

Pembakaran gas etana menurut persamaan reaksi berikut ini.

2C2H6(g) + O2(g)  ® 4CO2 (g) + 6H2O(g)

Volume gas CO2 yang terbentuk pada pembakaran 2 L gas etana adalah ………. L

Jawab:

Perbandingan volume = Perbandingan koefisien

Volume CO2      = volume C2H6 = 4 : 2

volume CO2       = 4/2 x  volume C2H6

                        = 4/2 . 3 L

                        = 6 L

Ringkasan

Hukum Dasar Kimia

1.     Hukum Dalton

 Nama Lengkap : John Dalton.

 Tahun Penemuan : 1803.

 Asal Negara : Eagle Field, Cumberland, English.

 Bunyi : “Jika dua buah unsur dapat membentuk senyawa untuk massa salah satu unsur sama

banyaknya berbanding, maka massa unsur yang kedua dalam senyawa berbanding sebagai

bilangan – bilangan bulat dan sederhana.”

 Contoh Soal : Senyawa NO tersusun dari 21 gr N dan 240 senyawa Wo2  tersusun dari 28 gr N

dari 640, buktikan bahwa hal tersebut adalah hukum kelipatan ganda.

 Jawab : 28/21 x 24 gr = 32 gr

Berarti senyawa No awalnya tersusun dari 21 gr N menjadi 28 gr N dan 24 O jadi 32 gr,

perbandingan dalam NO dengan O dalam NO2 = 32 : 64 = 1 : 2

2.     Hukum Proust

 Nama Lengkap : Louis Proust

 Tahun Penemuan : 1799

 Asal Negara : Perancis

 Bunyi : “Dalam suatu senyawa, perbandingan unsur penyusunannya secara tetap.”

 Contoh Soal : Tentukan massa perbandingan nitrogen dan oksigen dalam NO2 jika diketahui Ar

N = 14, Ar O = 16.

 Jawab : Perbandingan massa dalam NO2 dapat ditentukan dengan persamaan yang telah

diberikan. Yakni N jumlah atom Ox dan Ar.O

= 1 x 14 = 2 x 16

= 14 = 32

= 7 = 16

3.     Hukum Lavosier

 Nama Lengkap : Antonie Laurent Lovosier

 Tahun Penemuan : 1979

 Asal Negara : Paris, Perancis

 Bunyi Hukum : “Hukum kekekalan massa dalam suatu reaksi zat massa sebelum dan sesudah

reaksi adalah sama.”

 Contoh Soal : Dalam tabung tertutup ditimbang 32 gr belakang dan 63,5 setelah dicamput lalu

dipanaskan maka tabung tertutup dan reaksi berjalan sempurna maka terjadi zat baru yaitu

tembaga (ii) Sulvida. Berapa zat massa barunya?

 Jawab : 63,5 gr + 32 gr = 95, 5 gr. Ternyata massa zat terbaru tersebut sama dengan massa total

sebelum reaksi

4.     Hukum Avogadro

 Nama Lengkap : Amedeo Carlo Avogadro

 Tahun Penemuan : 1811

 Asal Negara : Italy

 Bunyi Hukum : “Pada suhu dan tekanan yang sama, gas – gas yang volumenya sama

mengandung jumlah molekul sama.”

 Contoh Soal : Berapa volume 8,5 gram amoniak (NH3) pada suhu 27◦ C dan tekanan 1 atom.

 Jawab : 85 gr Amoniak(STP) = 0,5 x 22,4 = 11,26

 P1 . V1 / T1 = P2 . V2 / T2

= 1 x 112. T / 272, t x v2 / (273 + 27)  V2 = 12, 3, L

5.     Hukum Lussae

 Nama Lengkap : Joseph Louis Gay – Lussae

 Tahun Penemuan : 1809

 Asal Negara : Perancis

 Bunyi Hukum : “Perbandingan antara volume antara gas suatu reaksi kimia adalah bilangan

bulat sementara.

 Contoh Soal :  untuk P1 : P2 dan T1 : T2 berlaku V1/V2 = N1/N2

 Hitung massa 10 liter gas N2 jika kondisi tersebut 1 liter N2massanya 0,1

 V1/V2 = N1/N2  10/1 (x/28) / (0,1/2)  x = 14

Hukum dasar kimia

*

*

*

*

*

*

Tugas kimia

Nama : ratna aryani

Kelas : X MIA 2