Kompetensi
Kompetensi Dasar:
Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia
Indikator:
1. Menghitung volum gas pereaksi atau hasil reaksi berdasarkan hukum Gay Lussac.
2. Menentukan rumus molekul berbagai zat.
3. Menghitung volume 1 mol gas (volume molar) dengan menggunakan Hukum Avogadro.
2. Menentukan rumus molekul berbagai zat.
3. Menghitung volume 1 mol gas (volume molar) dengan menggunakan Hukum Avogadro.
Materi
Pendahuluan
Penemuan Hukum Perbandingan Volume oleh Gay Lussac dan dibantu dengan hipotesis Avogadro dapat menentukan perbandingan massa antar atom dari unsur - unsur yang menyusun suatu senyawa. Oleh karena itu rumus kimia dari berbagai zat dapat ditetapkan dan dapat memecahkan masalah hitungan kimia.
Hukum Gay Lussac
Konsep
Joseph Gay-Lussac menyimpulkan dari eksperimennya sebagai berikut:
"Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana".
Dikenal dengan Hukum Perbandingan / Penggabungan Volume atau Hukum Gay-Lussac (1808).
Pada suatu persamaan reaksi yang sudah setara, misalkan :
satu volume C3H8(g) bereaksi dengan lima volume O2(g) menghasilkan tiga volume CO2(g) dan empat volume H2O(g).
Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, maka untuk suatu persamaan reaksi yang sudah setara
berlaku:
berlaku:
Perbandingan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi sama dengan perbandingan volumenya.
Contoh:
Soal 1
150 L gas H2S dibakar sesuai dengan persamaan reaksi yang sudah setara sebagai berikut :
Hitung (T,P):
a. Volume gas oksigen yang diperlukan
b. Voulme gas SO2 yang terbentuk
Jawaban
a. Berdasarkan hukum Gay Lussac, volume gas H2S dan gas O2 berbanding 2 : 3.
Jadi volume gas O2 yang diperlukan :
Jadi volume gas O2 yang diperlukan :
b. Berdasarkan dari persamaan reaksi d atas, dua volume gas H2S menghasilkan dua volume gas
SO2. Jadi volume gas SO2 yang terbentuk : 150 L (sama dengan volume gas SO2)
Soal 2
Hitunglah volume gas nitrogen (T,P) dan gas hidrogen (T,P) yang dibutuhkan untuk membuat 24 liter amonia sesuai persamaan reaksi berikut :
Jawaban
Dari persamaan reaksi di atas menunjukkan bahwa :
* Perbandingan volume gas N2 terhadap gas NH3 adalah 1 : 2.
Jadi, volume gas N2 :
* Perbandingan volume gas N2 terhadap gas NH3 adalah 1 : 2.
Jadi, volume gas N2 :
* Volume gas H2 terhadap volume gas NH3 berbanding 3 : 2, maka volume gas H2 yang dibutuhkan:
Hukum Avogadro
Konsep
Amadeo Avogadro menyatakan hipotesanya sebagai berikut :
"Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang berbeda tetapi mempunyai volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama".
Terkenal sebagai Hipotesis Avogadro (1811).
Berdasarkan Hipotesis Avogadro terlihat jelas bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume menunjukkan juga perbandingan jumlah partikel. Jumlah partikel bisa dinyatakan sebagai koefisiennya. Jadi :
"Perbandingan volume = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien reaksi".
Dengan demikian Hipotesis Avogadro dapat menjelaskan hukum Gay Lussac dan juga dapat menentukan rumus molekul berbagai zat.
Contoh Soal:
Soal 1
Satu liter gas nitrogen (N2 ; T,P) tepat bereaksi dengan 2 liter gas oksigen (O2 ; T,P) membentuk 1 liter gas X (T,P).
Tentukan rumus moleku gas X tersebut !
Tentukan rumus moleku gas X tersebut !
Jawaban
Dalam molekul gas X pasti mengandung unsur Nitrogen dan Oksigen, jadi dimisalkan rumus molekul gas X : NxOy.
Persamaan reaksinya :
Persamaan reaksinya :
Ingat!
Perbandingan vol = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien, maka diperoleh:
N kiri = N kanan
2 = x
O kiri = O kanan
4 = y
Jadi, rumus molekul gas X adalah N2O4
Soal 2
Sebanyak 10 mL gas hidrokarbon CxHy (P,T) tepat dibakar habis dengan 35 mL gas oksigen (P,T).
Persamaan reaksinya :
Persamaan reaksinya :
Jika gas karbondioksida yang dihasilkan sebanyak 20 mL, maka tentukan rumus molekul hidrokarbon
tersebut!
tersebut!
Jawaban
Ingat !
Perbandingan volume = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien.
Perbandingan volume = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien.
C : 2x = 4 ; x = 2C : 14 = 8 + y ; y = 6
Rumus molekul hidrokarbon tersebut adalah C2H6
Aplikasi Hukum Avogadro
A. KEADAAN STANDAR
Hukum Gay Lussac dan hipotesis Avogadro berlaku jika kondisinya pada suhu dan tekanan tetap.
Persamaan gas ideal :
Persamaan gas ideal :
keterangan:
P = tekanan (atmosfir)
V = volume (liter)
n = mol
R = tetapan gas (0,082 L atm mol-1 K-1)
T = suhu (K)
Jika P dan T tetap, maka:
- n kecil V kecil
- n besar V besar
Hal ini yang menyebabkan kenapa ban bisa kempes jika terkena paku atau ban pecah jika dipompa terus.
Untuk memahami lebih jauh lagi, pelajari lebih dulu hitungannya.
Untuk memahami lebih jauh lagi, pelajari lebih dulu hitungannya.
Berdasarkan hipotesis Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang mempunyai volume sama mengandung jumlah molekul yang sama.
Ingat !
1 mol setiap gas = 6,02 x 1023 molekul
1 mol setiap gas = 6,02 x 1023 molekul
Maka, pada T,P sama berlaku :
1 mol gas mempunyai volum yang sama.
Jadi :
Perbandingan volume gas = Perbandingan jumlah molnya
Perbandingan volume gas = Perbandingan jumlah molnya
Pada keadaan standar atau STP (Standard of Temperature and Pressure) yaitu pada tekanan 1 atmosfir dan suhu 273 K (0°C) berlaku :
Jadi, volume molar gas pada STP = 22,4 L.
Contoh:
Soal 1
Diketahui massa atom relatif (Ar) C = 12, dan O = 16.
Berapakah volume standar dari :
a. 0,3 mol karbondioksida ?
b. 5,6 gram karbon monoksida ?
Berapakah volume standar dari :
a. 0,3 mol karbondioksida ?
b. 5,6 gram karbon monoksida ?
Jawaban
Ingat!
Pada STP, 1 mol gas = 22,4 L, maka:
a) n
= 0,3 mol 
V = 0,3 mol x 22,4 L/mol = 6,72 L
= 0,3 mol V = 0,3 mol x 22,4 L/mol = 6,72 L
b) n
= 
=
= 
= 0,2 mol
V= 0,2 mol x 22,4 L/mol
= 0,2 mol x 22,4 L/mol
= 4,48 L
Soal 2
Diketahui massa atom relatif (Ar) H = 1, dan C = 12.
Berapakah :
a. massa dari 5,6 liter (STP) gas metana (CH4) ?
b. jumlah molekul yang terdapat dalam 4,48 liter (STP) gas hidrogen (H2) ?
Berapakah :
a. massa dari 5,6 liter (STP) gas metana (CH4) ?
b. jumlah molekul yang terdapat dalam 4,48 liter (STP) gas hidrogen (H2) ?
Jawaban
Ingat !
Pada STP, 1 mol = 22,4 L dan 1 mol = 6,02 x 1023 partikel
Pada STP, 1 mol = 22,4 L dan 1 mol = 6,02 x 1023 partikel
a. n 
= 
= 0,25 mol
= = 0,25 mol
massa CH4 = 0,25 mol x Mr gr/mol
= 0,25 mol x 16 gr/mol
= 4 gram
b. n 
= 
= 0,2 mol
= = 0,2 mol
Jumlah molekul H2 = 0,2 mol x 6,02.1023 molekul/mol
= 1,204.1023 molekul
B. KEADAAN NON STANDAR
Pada keadaan yang non/bukan standar, volume gas dapat dihitung dengan persamaan gas ideal:
Contoh:
Soal 1
Hitunglah volume 16 gram gas oksigen (O2) pada 27°C dan 2 atm ! (Ar O = 16)
Jawaban
n
= 
= 
= 0,2 mol
= = = 0,2 mol
T = 27 + 273 = 300 K
Karena keadaan standar, maka :
PV = nRT
V = 
= 
= 2,46 L
Soal 2
Pada suhu dan tekanan tertentu (T,P), 16 gram gas oksigen (O2) bervolume 20 liter.
Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan volum dari 66 gram gas karbondioksida (CO2) !
(Ar C = 12 ; O = 16)
Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan volum dari 66 gram gas karbondioksida (CO2) !
(Ar C = 12 ; O = 16)
Jawaban
Karena suhu dan tekanan tidak diberikan besarannya berapa, tetapi kondisi pada T,P sama maka
INGAT HUKUM GAY LUSSAC dan HUKUM AVOGADRO !
Pada P,T sama berlaku :
INGAT HUKUM GAY LUSSAC dan HUKUM AVOGADRO !
Pada P,T sama berlaku :
