LKPD Hukum Dasar Kimia [PDF]

Citation preview

Lembar Kerja Peserta Didik PERTEMUAN 2 Hukum Lavoiser, Hukum Proust, Hukum Dalton, Hukum Gay-Lussac, Hukum Avogadro 1) Hukum Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa) Awal abad ke-18, para kimiawan yang mempelajari kalor dan pembakaran menemukan hal aneh. Contohnya, jika kayu dibakar, akan menghasilkan abu yang jauh lebih ringan daripada kayu semula. Tetapi jika logam dibakar di udara bebas akan menghasilkan oksida yang lebih berat dibanding dengan logam semula, misalnya pada pembakaran logam magnesium. Oleh karena itu, Antoine lavoisier yang percaya pentingnya pengamatan kuantitatif melakukan percobaan dan pengukuran secara cermat menggunakan neraca kimia sehingga massa reaktan dan hasil reaksi dapat diukur. Pada tahun 1785 Lavoisier memanaskan 530 gram logam merkuri dalam wadah tertutup dan mengukur volume udara dalam tabung. Di akhir eksperimen, terbentuk zat berwarna merah yaitu merkuri (II)oksida dengan massa 572,4 gram atau terjadi penambahan massa sebesar 42,4 gram dan volume udara dalam tabung telah berkurang sebanyak 42,4 gram. Besarnya penambahan ini sama tabung. bagian udara yang berkurang itu adalah oksigen. Logam merkuri + oksigen→merkuri(II)oksida 530 gram



42,4 gram



572,4 gram



Kemudian ia memanaskan oksida merkuri, ternyata diperoleh kembali logam merkuri dan 42,4 gram udara yang hilang tadi, dengan total massa sama dengan oksida merkuri. HgO(s) → Hg + O2(g) 572,4 g



530 g



42,4 g



572,4 gram Lavoisier menyimpulkan bahwa dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa, yang dirumuskan sebgai hukum kekekalan massa “ Dalam sistem tertutup, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”. a. Percobaan apa yang dilakukan oleh mengemukakan hukum kekekalan massa?



Lavoiser,



sehingga



dapat



Jawab:.............................................................................................................. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... b. Data apa yang diperolehnya? Jawab:.............................................................................................................. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... c. Kesimpulan apa yang diambil berdasarkan percobaan itu? Jawab:.............................................................................................................. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... d. Bagaimanakah pernyataan hukum kekekalan massa? Jawab:.............................................................................................................. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... Contoh Soal: Sebanyak 36 gram logam magnesium dibakar dengan oksigen menghasilkan magnesium oksida. Bila massa magnesium oksida yang dihasilkan 60 gram, maka berapakah massa oksigen yang bereaksi? Jawab: Massa zat sebelum bereaksi= massa zat setelah reaksi, dengan persamaan rekasi. Mg(s) + O2(g) MgO(s) Massa magnesium + massa oksigen = massa magnesium oksida ... gram + massa oksigen = ... Massa oksigen = ... – ... Massa oksigen = ... gram Latihan: 1. Pemanasan sempurna 5,6 gram serbuk besi (Fe) dengan 3,2 gram serbuk belerang (S) menghasilkan zat baru(FeS) sebanyak 8,8 gram. Tunjukkan bahwa reaksi tersebut memenuhi hukum kekalan massa. 2. Magnesium dan bromin dapat bereaksi secara langsung membentuk magnesium bromida. Dalam suatu eksperimen, 6,0 g Mg dicampur dengan 35,0 g Br. Setelah semua Br habis beraksi, ternyata masih didapatkan 0,70 g Mg yang tidak bereaksi. Berapa persen massa komposisi magnesium bromida? 2). Hukum Perbandingan Tetap ( Hukum Proust )



Tahun 1799, Joseph Louis Proust meneliti unsur dalam senyawa. Dia menemukan bahwa unsur hidrogen dan oksigen selalu bereaksi membentuk senyawa air dengan perbandingan massa yang tetap yakni 1 : 8. Senyawa yang sama memiliki komposisi yang sama pula. Artinya untuk membentuk air, perbandingan massa oksigen dan hidrogen harus selalu 1 : 8. Kalau massa pereaksi dirubah, maka salah satu pereaksi akan bersisa. Data hasilMassa percobaan reaksi antara oksigenair yang hidrogen Massahidrogen oksigen dan Massa yang yang direaksikan terbentuk direaksikan



No



1.



1g



8g



9g



2.



...



16 g



18 g



3.



5g



...



45 g



Tentukan perbandingan massa hidrogen dan oksigen dalam air. Jawab: Maka perbandingan massa hidrogen dan oksigen adalah ...: : ... dapat dirumuskan: Perbandingan massa unsur – unsur dalam suatu senyawa adalah tetap. Berdasarkan penelitian terhadap berbagai senyawa, Proust menyimpulkan bahwa “perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap” yang dikenal dengan Hukum Perbandingan Tetap. 1) Percobaan apakah yang dilakukan oleh Proust sehingga dapat mengemukakan hukum perbandingan tetap? Jawab:............................................................................................................. ........................................................................................................................ ....................................................................................................................... 2) Tulislah pernyataan dari hukum perbandingan tetap? Jawab:............................................................................................................. ........................................................................................................................ ....................................................................................................................... Contoh: Perbandingan unsur nitrogen dan unsur hidrogen pada pembentukan amonia sebesar 14 : 3. Jika 28 gram gas nitrogen dan 9 gram gas hidrogen direaksikan, maka tentukan : a. massa amonia yang terbentuk; b. zat yang tersisa dan banyaknya! Jawab:



Perbandingan massa nitrogen, (28 : 14) = 2) adalah 2 kali angka perbandingan, sedangkan hidrogen (9 : 3 = 3) adalah 3 kali angka perbandingan. Jadi, nitrogen habis bereaksi dan hidrogen bersisa. x …=… gram a. massa amonia yang dihasilkan = ❑ ❑ x …=… gram b. massa hidrogen yang bereaksi = ❑ ❑ massa hidrogen sisa = ... ....= gram massa yang dicari=



perbadingan zat yang dicari x massa zat yang diketa h ui perbandingan zat yang diketa h ui Latihan 1. Sepuluh gram tembaga dengan empat gram belerang membentuk tembaga(II)sullfida. Perbandingan massa tembaga dan belerang dalam senyawa itu adalah 2:1. Berapa gram tembaga(II)sulfida yang terbentuk? 2. Belerang dapat bereaksi dengan oksigen membentuk oksida belerang dengan perbandingan massa belerang : massa oksigen = 2 : 3. Jika direaksikan, 8 gram belerang dengan 9 gram oksigen, Tentukalah: a. berapa gram oksida belerang yang terbentuk? b. adakah zat sisa yang tidak bereaksi? Jika ada, zat apa dan berapa gram banyaknya? 3). Hukum Dalton Hukum yang dikemukakan oleh Jhon Dalton tahun 1805 menyatakan bahwa jika terdapat 2 unsur yang berbeda membentuk lebih dari 1 jenis senyawa, dan jika massa–massa salah satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut sama, sedangkan massa-massa unsur lainnya berbeda, maka perbandingan massa unsur lainnya dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana. Hukum tersebut dinamakan kelipatan perbandingan atau hukum Dalton. Contohnya dapat dilihat dalam pahami kimia berikut Contoh : Bagaimana perbandingan N dan O berdasarkan massa atom relative untuk membentuk senyawa N2O,NO,N2O3,NO2, dan N2O5 jika massa unsur N diambil sebagai pembanding untuk semua senyawa? Jawab :



Senyawa N2O NO N2O3 N2O5



Perbandingan Massa N : O = 28 : 16 = 7 : 4 N : O = 14 : 16 = 7 : 8 N : O = 14 : 32 = 7 : 16 N : O = 28 : 80 = 7 : 20



a. berikanlah setidaknya dua contoh pasangan unsur lain yang dapat membentuk dua atau lebih jenis senyawa ! Jawab:............................................................................................................. ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ....................................................................................................................... b. tuliskanlah pernyataan hukum kelipatan berganda: Jawab:............................................................................................................. ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Contoh: Karbon dan oksigen dapat membentuk dua macam senyawa yaitu CO dan CO2. Jika kandungan karbon pada senyawa CO dan CO2 berturut- turut 42,85% dan 27,2%. Apakah data ini sesuai dengan hukum Dalton? Jawab: Dimisalkan senyawa CO dan CO2 masing-masing 100 gram. Senyawa



Massa



Massa



Massa



Massa



senyawa



karbon



oksigen



karbon:



(gram)



(gram)



(gram)



massa oksigen



CO



.....



....



.....



.... : ....



CO2



.....



....



.....



.... : ....



Perbandingan massa oksigen dalam CO2 dan CO = .... : ....=..... : ....Perbandingan massa oksigen dalam kedua senyawa adalah bulat sederhana, sesuai dengan hukum Dalton Latihan 1. belerang dan oksigen bereaksi membentuk dua jenis senyawa. Kadar belerang dalam senyawa I dan II berturut- turut adalah 50% dan 40%. Apakah hukum Dalton berlaku untuk senyawa tersebut? 2. Fosfor dan oksigen membentuk dua macam senyawa. Dalam 55 gram senyawa I terdapat 31 gram fosforus, sedangkan 71 gram senyawa II mengandung 40 Gram oksigen. Tunjukkan bahwa kedua senyawa itu memenuhi hukum Dalton! 4). Hukum Perbandingan Volume (Gay Lussac) Dalton berhasil menyelidiki hubungan massa antara zat-zat yang membentuk suatu senyawa. Pada tahun 1808 Josep Louis Gay Lussac dari Perancis menyelidiki hubungan antara volum gas-gas dalam suatu reaksi kimia. Ia menemukan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, satu volume gas oksigen bereaksi dengan dua volume gas hidrogen menghasilkan dua volume uap air. Dari data percobaan tersebut Gay Lussac menyimpulkan: Pada temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana. Berikut contoh perbandingan volum pada reaksi-reaksi gas pada kondisi (suhu dan tekanan) yang sama. 1. H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g) Perbandingan volum H2 : Cl2 : HCl = 1 : 1 : 2 1L 1L 2L 2. 2 NH3(g) → N2(g) + 3 H2(g) Perbandingan volum NH3 : N2 : H2 = 2 : 1 : 3 2L 1L 3L Hukum ini hanya berlaku untuk reaksi-reaksi gas yang susunan molekulnya sederhana. Hukum perbandingan volum ini diperoleh semata-mata dari hasil percobaan. Berdasarkan hukum ini, kita dapat menghitung volum gas pada suatu reaksi, jika volum salah satu gas diketahui.



a. Percobaan apakah yang dilakukan oleh Gay-Lussac sehingga dapat mengemukakan hukum perbandingan volume? Jawab:.............................................................................................................. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... b. Salah satu reaksi yang dipelajari oleh Gay-Lussac yaitu reaksi antara gas hidrogen dengan gas oksigen menghasilkan uap air. 2H2(g) + O2(g)  2H2O(l) Gay-Lussac menemukan perbandingan volume gas hidrogen dan gas oksigen yang bereaksi dan volume uap air hasil reaksinya, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, mengikuti perbandingan 2: 1: 2, suata angka perbandingan yang merupakan bilangan-bilangan sederhana. Kemukakan setidaknya 2 contoh reaksi gas lain yang mencerminkan hukum perbandingan volume. Jawab:............................................................................................................. ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ c. Bagaimanakah pernyataan dari hukum perbandingan volume? Jawab:.............................................................................................................. ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... Contoh Pada suhu tertentu 6 liter gas nitrogen direaksikan dengan gas hidrogen menghasilkan gas amonia. Jika pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, maka tentukan: a. persamaan reaksi setaranya; b. volume gas hidrogen yang bereaksi; c. volume gas amonia yang terbentuk! Jawab: a. Persamaan reaksinya: ....+.....  ....



Koefiesien … . x volume … koefisien… . …. x… = …. = .....liter Koefiesien … . x volume … c. Volume NH3 = koefisien… . …. x… = …. = .....liter Perbandingan gas N2: H2: NH3 = .... : .... : .... = .... : .... : .... Perbadingan volume gas N2 : H2 : NH3 merupakan bilangan bulat dan sederhana maka sesuai hukum perbandingan volume. b.Volume H2 =



Latihan 1. Tiga liter gas propana (C3H8) dibakar sempurna dengan gas oksigen membentuk gas karbon dioksida dan air, sesuai persamaan reaksi berikut. C3H8(g) + 5O2(g)  3CO2(g) + 4H2O(l) a. berapa liter gas oksigen yang diperlukan? b. berapa liter gas karbon dioksida yang terbentuk? c. berapa liter air yang terbentuk? 2. Lima liter gas N2O5 terurai sesuai reaksi berikut. 2N2O5(g)  2N2(g) + 5O2(g) Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan volume gas nitrogen dan volume gas oksigen yang terbentuk! 5) Hipotesis Avogadro Pada tahun 1811, seorang ahli fisika dari Italia bernama Amadeo Avogadro berpendapat bahwa ada hubungan antara jumlah partikel-partikel dalam gas dan volum gas, yang tidak bergantung pada jenis gas. Untuk memahaminya, perhatikan



2 liter gas H2



1 Liter O2



2 Liter H2O



Data percobaan penentuan jumlah molekul beberapa gas pada volum 1 L serta suhu dan tekanan standar (0 oC, 76 cmHg) pada Tabel



Nama



Massa (gram)



Volume(l)



Jumlah molekul



Oksigen



1,4660



1



2,688 x 1022



Nitrogen



1,250



1



2,688 x 1022



Karbon dioksida



1,961



1



2,688 x 1022



Dari data tersebut ternyata dalam volume yang sama dan keadaan yang sama terdapat jumlah molekul yang sama pula. Hipotesis ini dijadikan suatu hukum, yang dikenal sebagai Hukum Avogadro. Hipotesis Avogadro berbunyi: “Pada temperatur dan tekanan yang sama, semua gas pada volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama pula.” Berdasarkan hipotesis Avogadro dan hukum perbandingan volume dapat disimpulkan bahwa: Perbandingan volume gas= perbadingan jumlah molekul = perbandingan koefiesin, atau dirumuskan: volume gs x jumla h molekul gas x koefisien x = = volume gas y jumla h molekul gas y koefisien y



1).Untuk menjelaskan hukum perbandingan volume, Avogadro mengajukan hipotesis yang kemudian dikenal sebagai hipotesis Avogadro. Bagaimanakah pernyataan hipotesis Avogadro? Jawab:............................................................................................................. ........................................................................................................................ ....................................................................................................................... Contoh: Pada suhu dan tekanan tertentu (T,P), dalam 1 liter oksigen terdapat 1,0 x 1022 molekul oksigen (O2). Pada suhu dan tekanan yang sama, a. berapakah jumlah molekul gas klorin yang terdapat dalam 2 liter gas klorin? Jawab: Sesuai hipotesis Avogadro, pada temperatur dan tekanan yang sama: 1 liter gas oksigen mengandung .............. molekul 1 liter gas klorin mengandung ........... molekul Banyaknya molekul gas klorin yang terdapat dalam 2 liter gas klorin= .....liter x ................molekul = .................. molekul b.berapakah volume dari 5,0 x 1022 molekul gas hidrogen klorida? Sesuai hipotesis avogadro: Volume 1,0 x 1022 molekul gas oksigen = ..... liter



Volume 1,0 x 1022 molekul gas hidrogen klorida= ...... liter Volume 5,0 x 1022 molekul gas hidrogen klorida = jumla h molekul … … ……………… x volume … ..= x …=… L jumla h molekul … ... ……………….



Latihan 1. Pada temperatur dan tekanan tertentu, 9 liter gas H2 mengandung 9 x 1022 molekul gas H2. Pada temperatur dan tekanan yang sama, berapa banyaknya molekul yang terdapat dalam 3 liter gas nitrogen? 2. Pada temperatur dan tekanan tertentu, 4 x 1022 molekul gas NH3 bervolume 8 liter. Pada temperatur dan tekanan yang sama, berapa liter volume 2 x 1022 molekul gas NO2? 3. Sebanyak 100 ml gas NxOy terurai menjadi 200 ml gas NO dan 50 ml gas oksigen. Tentukan rumus kimia gas NxOy tersebut!



Bahan Diskusi Kimia Semester Genap 2017