Hukum Dasar Kimia, Data, dan Persamaan Reaksi

Kamis, 19 Maret 2020 edit

Memahami soal terapan hukum-hukum dasar kimia memerlukan analisis data. Apakah dalam soal tersebut akan digunakan hukum dasar tertentu atau hukum dasar yang lain. Refleks penyelesaian soal memang dapat dilatih dengan banyak menghadapi variasi soal dan menyimak penyelesaiannya dari contoh yang diberikan.  Berikut beberapa variasi soal identifikasi hukum dasar yang mana yang harus digunakan.


Dalam setiap reaksi kimia berlaku hukum-hukum dasar kimia sebagai berikut.
  1. Hukum Lavoisier (Kekekalan Massa)
  2. Hukum Proust (Perbandingan Tetap, Komposisi Tetap) 
  3. Hukum Dalton (Kelipatan perbandingan, Perbandingan Berganda)

Khusus untuk reaksi-reaksi yang melibatkan zat fase gas maka hukum dasar yang berlaku ditambah 2 hukum lagi.
  1. Hukum Gay Lussac (Perbandingan Volume sebanding dengan Koefisien Reaksi)
  2. Hipotesis Avogadro (Volume Sebanding dengan Jumlah Molekul pada P dan T sama).

Contoh dan penjelasan untuk penggolongan hukum dasar apa yang sesuai ada data yang disajikan.

Berdasarkan data yang disajikan dalam soal semestinya sudah dapat diidentifikasi hukum dasar kimia apa saja yang berlaku untuk data tersebut.

Contoh soal nomor 5 UN Kimia 2019:
Asam sulfat merupakan salah satu bahan kimia yang banyak digunakan di laboratorium maupun industri. Pembuatan asam sulfat yang dilakukan melalui proses kontak, salah satu tahapannya membakar belerang murni di udara adar terbentuk gas SO2.
Persamaan reaksinya:
S(s) + O2 (g) → SO2(g)
urip.info
Berikut data hasil percobaan pembakaran belerang murni menghasilkan gas SO2.
urip.info
Hukum dasar kimia yang mendasari wacana tersebut adalah ......
  1. Hukum Lavoisier
  2. Hukum Proust
  3. Hukum Dalton
  4. Hukum Gay Lussac
  5. Hukum Avogadro
Pembahasan Soal Nomor 5.
Memang semua reaksi kimia selalu berlaku Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier), tampak massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi tidak berubah, atau tetap. Untuk data pada setiap percobaan menghasilkan kelipatan tertentu untuk massa gas SO2 (32, 64, 128) hal ini menjadi dasar Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust). Berapapun massanya tetapi memberikan perbandingan S dengan O yang tetap yaitu 1 : 1 untuk membentuk SO2.
Jawaban yang tepat  B.

Yang perlu diingat bahwa hukum Lavoisier selalu berlaku pada setiap jenis reaksi kimia.

Bila data yang disajikan diberikan berulang dengan model percobaan 1, 2, 3 dan seterusnya seperti pada soal UN di atas dan tidak melibatkan gas biasanya hanya sampai hukum perbandingan tetap. Untuk mempelajari lebih lanjut dapat memanfaatkan kalkulator hukum perbandingan tetap yang tersedia di blog ini.

Bila data yang disajikan spesifik ingin membandingkan jumlah baik dalam satuan persen atau massa (g) jelas ini mengarah ke penerapan Hukum Dalton (hukum perbandingan berganda) seperti kalimat berikut.

Soal:
Hidrogen dan oksigen membentuk dua senyawa. Hidrogen dalam senyawa pertama memiliki proporsi 42,9% dan dalam senyawa kedua proporsinya 27,3%. Buktikan senyawa ini mengikuti hukum kelipatan berganda.

Penyelesaian Soal:
Diasumsikan terdapat 100 g senyawa pertama maka:
massa hidrogen dalam senyawa pertama = 42,9% × 100 g = 42,9 g
dan massa oksigen = (100 − 42,9) g = 57,1 g.



Jadi rasio hidrogen dalam kedua senyawa tersebut dengan oksigen bermassa tetap (1 g) = 0,75 : 0,375 atau 2:1 ini membuktikan bahwa hukum perbandingan ganda berlaku.

Untuk menerapkan Hukum Dalton, biasa menggunakan hukum Proust (hukum perbandingan tetap) dan Hukum Lavoisier. Untuk mempelajari lebih lanjut dapat memanfaatkan kalkulator hukum perbandingan berganda yang tersedia di blog ini.

Dalam perhitungan perbandingan kelipatan berganda, sudah pasti akan berlaku hukum kekekalan massa dan hukum perbandingan tetap.

Untuk soal reaksi kimia yang melibatkan gas kemudian diberi data temperatur (suhu), volume, tekanan maka kemungkinan berlaku lebih banyak macam hukum dasar yang diterapkan. Hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, bisa juga hukum perbandingan berganda, Hukum Gay-Lussac (berlaku saat V dan T tetap), bahkan penerapan Hipotesis Avogadro (berlaku saat P dan T tetap).

Soal:
Sebuah wadah terbuat dari logam dengan volume tetap berisi uap air pada suhu 200 °C dan tekanan 6,0 atm. Air tersebut kemudian diuraikan secara elektrokimia menjadi gas hidrogen (H2) dan gas oksigen (O2). Berapakah tekanan setelah air semua terurai pada suhu 200 °C.

Penyelesaian:
1) Tulis persamaan reaksi dan setarakan jumlah atom pereaksi dan hasil reaksi:
2H2O(g) →  2H2(g) + O2(g)

2) Ikuti hukum Gay-Lussac:
Karena volume dan temperatur tetap (konstan/tidak berubah), jumlah gas-gas (satuan mol) dan tekanan akan sebanding.

3) Hitungan stoikiometri:
koefisien H2O : koefisien total zat hasil reaksi = P H2O : P hasil reaksi
$\mathsf{\dfrac{Koefisien~H_2O}{koefisien~total~hasil~reaksi}=\dfrac{P_{H_2O}}{P_{hasil~reaksi}}}\\[8pt]$
$\mathsf{\dfrac{2}{3}=\dfrac{6~atm}{x}}\\[8pt] $
$\mathsf{x = \dfrac{6~atm \times 3}{2}}\\[8pt] $
$\mathsf{x = \dfrac{18~atm}{2}}\\[8pt]$
$\mathsf{x = 9~atm} \\[8pt]$

Soal di atas ini, berlaku hukum kekekalan massa, hukum perbandingan tetap, Hukum Gay-Lussac. Pada soal ini tidak berlaku Hipotesis Avogadro karena reaksi berlangsung dalam volume tetap, volume tidak berubah.

Kalkulator yang khusus untuk perhitungan yang melibatkan reaksi dengan fase gas (hukum-hukum gas) dapat menggunakan kalkulator ini.

Berikut ini contoh terapan yang menggunakan Hipotesis Avogadro, namun hukum dasar yang lain juga digunakan dalam penyelesaian soal.

Soal:
Satu liter (T, P) gas fosfor (P4) bereaksi dengan 5 liter (T, P) gas oksigen (O2) membentuk 2 liter gas PaOb. Tentukan rumus molekul gas PaOb!

Penyelesaian:
Persamaan reaksi:
P4 + O2 → PaOb
1 P4 + 5 O2 → 2 PaOb

4P = 2aP
4 = 2a
a = 2

10 O = 2b O
10 = 2b
b = 5

Jadi gas yang dimaksud adalah P2O5.

Dari volume yang sebanding dengan koefisien zat yang bereaksi atau jumlah zat yang sebanding dengan volume tersebut dapat ditentukan rumus molekul. Penentuan rumus molekul ini juga merupakan terapan dari Hukum Proust selain Hukum Lavoisier, dan Hipotesis Avogadro. Hukum Dalton dan Hukum Gay-Lussac tidak diterapkan pada soal tersebut.

CMIIW.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2020 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info