Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier), Bunyi, Dasar Teori, Praktikum, Percobaan, Contoh Soal, Kunci Jawaban


Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier), Bunyi, Dasar Teori, Praktikum, Percobaan, Contoh Soal, Kunci Jawaban - Sudah lama orang mengetahui bahwa pada pembakaran kayu akan dihasilkan arang atau abu yang massanya lebih ringan, sedangkan logam menjadi lebih berat setelah dibakar. Akan tetapi, sampai pertengahan abad ke-17 para ilmuwan tidak dapat menjelaskan adanya perubahan massa dalam reaksi kimia. Hal ini disebabkan keterlibatan udara dalam suatu reaksi belum dipahami secara jelas pada saat itu. [1]

Pernahkah Anda memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udara terbuka, dan pada suatu waktu kita akan menemukan, bahwa besi itu telah berubah menjadi karat besi? Jika kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan, ternyata massa karat besi lebih besar. Benarkah demikian? Anda sering melihat kayu atau kertas terbakar, bukan? Hasil yang diperoleh berupa sejumlah sisa pembakaran yaitu abu. Jika Anda menimbang abu tersebut maka massa abu lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian? Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam suatu reaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi. [2]

Padahal hal terjadi adalah sebagai berikut [3]

Apabila kita membakar kayu, maka hasil pembakaran hanya tersisa abu yang massanya lebih ringan dari kayu. Hal ini bukan berarti ada massa yang hilang. Akan tetapi, pada proses ini kayu bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan abu, gas karbon dioksida, dan uap air. Jika massa gas karbondioksida dan uap air yang menguap diperhitungkan, maka hasilnya akan sama.

Kayu + gas oksigen  → abu + gas karbon dioksida + uap air 

Massa (kayu + gas oksigen) = massa (abu + gas karbondioksida + uap air)

Kegagalan teori phlogiston disebabkan pada waktu itu para ilmuwan belum memahami keterlibatan gas dalam reaksi kimia.

Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) di Paris, Prancis, menganggap “phlogiston” adalah suatu zat khayal yang keberadaannya belum terbukti secara eksperimen. Menurut Lavoisier, suatu eksperimen kimia harus memakai pengukuran dan perhitungan kuantitatif.

Pada tahun 1779, Lavoisier mengulang eksperimen Priestly dengan lebih teliti. Ia memanaskan 530 gram logam merkuri dalam suatu wadah yang terhubung dengan udara dalam silinder ukur dalam suatu wadah tertutup. Volum udara dalam silinder ternyata berkurang sebanyak 1/5 bagian, sedangkan logam merkuri berubah menjadi calx merkuri (oksida merkuri) dengan massa 572,5 gram, atau terjadi kenaikan massa sebesar 42,4 gram. Besarnya kenaikan massa ini ternyata sama dengan bagian 1/5 udara yang hilang. Ia menyadari 1/5 bagian udara tersebut ialah udara tanpa phlogiston yang telah bergabung dengan logam merkuri membentuk calx merkuri. Ia menamakan bagian udara tersebut sebagai oksigen. [1]

Logam merkuri + gas oksigen → merkuri oksida
530 gram + 42,4 gram = 572,4 gram [3]

atau :
Logam merkuri Gas Oksigen Calx merkuri merkuri oksida
Lavoisier juga membuktikan kebalikannya, jika sebuah logam dipanaskan di udara, massanya akan bertambah sesuai dengan jumlah oksigen yang diambilnya dari udara. Kesimpulan Lavoisier ini dikenal dengan nama Hukum Kekekalan Massa. 

"Pada setiap reaksi kimia, massa zat-zat yang bereaksi adalah sama dengan massa produk reaksi."

Hukum ini dapat juga diungkapkan sebagai berikut:

"Materi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan."

"Dalam setiap reaksi kimia tidak dapat dideteksi perubahan massa."

Berikut ini contoh reaksi kimia yang berkaitan dengan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier). [3]

Tabel 1. Massa zat-zat pereaksi dan hasil reaksi

No.
Pereaksi I
Pereaksi II
Hasil Reaksi
1
gas hidrogen
gas oksigen
air

2 gram
16 gram
18 gram

4 gram
32 gram
36 gram

5 gram
40 gram
45 gram

6 gram
48 gram
54 gram
2
karbon
gas oksigen
gas karbondioksida

a. 6 gram
16 gram
... gram

b. 9 gram
... gram
33 gram

c. ... gram
40 gram
55 gram

Kunci Jawaban :  

a. massa gas karbon dioksida = massa karbon + massa gas oksigen. = 6 + 16 = 22 gram  
b. massa gas = oksigen = massa karbon dioksida – massa karbon 33 – 9 = 24 gram  
c. massa karbon = massa karbon dioksida – massa gas oksigen = 55 – 40 = 15 gram  

Percobaan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 1 :

Tujuan :

Mengamati dan membuktikan reaksi kimia berdasarkan data percobaan Hukum Kekekalan Massa

Alat dan Bahan :

Data percobaan

Langkah Kerja "

Cermati percobaan berikut.

Reaksi Mg(s) + Cl2(g)→MgCl2(s)


Massa (g)
Percobaan
Magnesium
Klor
Magnesium Klorida
Magnesium Sisa Reaksi
Klor Sisa Reaksi
1
1,0
2,9
3,9
2
3,0
8,9
11,9
3
6,0
20
23,8
2,2
4
5,0
14,2
19,0
0,2

Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.
  1. Hitunglah jumlah massa magnesium dan klor pada percobaan 1 dan bandingkan dengan jumlah massa magnesium klorida pada percobaan 1 tersebut.
  2. Dengan cara yang sama seperti percobaan 1 hitunglah untuk percobaan 2.
  3. Hitunglah jumlah massa magnesium dan klor yang bereaksi pada percobaan 3. Kemudian, bandingkan dengan jumlah massa magnesium klorida dan klor
  4. sisa pada percobaan 3 tersebut.
  5. Hitunglah jumlah massa magnesium dan klor yang bereaksi pada percobaan 4 dan bandingkan dengan jumlah massa magnesium klorida dan magnesium sisa pada percobaan 4 tersebut.
  6. Apakah jumlah massa sebelum reaksi dan sesudah reaksi pada keempat percobaan sama?
Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang diperoleh.

Percobaan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 2 : [4]

I. Judul
Hukum Dasar Kimia (Hukum Lavoisier)

II. Kompetensi Dasar
Menemukan hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan.

III. Alat dan Bahan

No.
Nama Alat
Jumlah
1.
Tabung Y
1 buah
2.
Timbangan
1 buah
3.
Pipet Tetes
2 buah
4.
Sumbat
1 buah
5.
Gelas Ukur
1 buah

No.
Nama Bahan
Jumlah
1.
Pb(NO3)2 1 M
2 mL
2.
KI 1 M
2 mL

IV. Prosedur Percobaan

1. Satu kaki tabung Y diisi dengan 2 mL larutan timbal(II) nitrat, sedangkan kaki tabung yang lain diisi dengan 2 mL larutan kalium iodida. Kemudian tutup dengan sumbat dan ditimbang.
percobaan hukum kekelana massa lavoisier


2. Setelah itu kedua macam larutan dicampurkan dalam tabung Y yang dimiringkan. Catat perubahan yang terjadi. Kemudian timbang kembali tabung Y bersama isinya.

V. Data Percobaan

Massa Sebelum Reaksi
Massa Sesudah Reaksi





VI. Pertanyaan
  1. Apakah massa sebelum dan sesudah reaksi sama?
  2. Apakah kesimpulan Anda berdasarkan massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi?
  3. Bagaimana bunyi hukum Lavoisier berdasarkan percobaan di atas?
Percobaan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 3 : [2]

Gunakan tabung Y dan sumbat karet, ambillah serbuk besi, setelah itu masukkan dalam satu sisi tabung kanan. Isi tabung kiri dengan serbuk belerang, tutup dan timbang sebelum direaksikan. Setelah ditimbang, reaksikan hingga sempurna. Timbang kembali tabung tersebut. Bagaimana kesimpulan dari reaksi tersebut?

Percobaan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 4 : [2]

Tujuan: Mengamati hubungan massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi.

Alat dan Bahan :
  1. Neraca
  2. Gelas kimia 500 mL
  3. Tabung reaksi berbentuk Y terbalik
  4. Tabung reaksi biasa (2)
  5. Silinder ukur 10 mL
  6. Serbuk pualam sebesar pasir (kira-kira 1 g)
  7. Larutan asam klorida (HCl) 2M
  8. Larutan kalium iodida (KI) 0,5 M
  9. Larutan timbal(II) asetat (Pb(CH3COO)2) 0,1 M
  10. Larutan tembaga(II) sulfat (CuSO4) 0,1 M
Cara Kerja :

1. Reaksi antara larutan KI dengan larutan (Pb(CH3COO)2).

• Masukkan 5 mL larutan Kl 0,5 M ke dalam salah satu kaki tabung bentuk Y terbalik, dan 5 mL larutan Pb(CH3COO)2 ke dalam kaki yang satu lagi.
• Masukkan tabung bentuk Y tesebut ke dalam sebuah gelas kimia 500 mL dengan hati-hati, kemudian timbanglah gelas itu beserta isinya. Catat massanya.
• Miringkan tabung bentuk Y sehingga larutan pada kedua kakinya bercampur. Perhatikan reaksi yang terjadi. Timbang kembali gelas kimia beserta tabung berisi larutan itu. Catat massanya.
• Bandingkan massa tabung beserta isinya sebelum dan sesudah reaksi.

2. Lakukan percobaan yang sama dengan menggunakan larutan CuSO4 dan larutan KI.

3. Reaksi antara pualam dengan larutan HCl.

• Masukkan 2 g serbuk pualam ke dalam satu gelas kimia 100 mL
• Ukur 20 mL larutan HCl 2 M dan masukkan ke dalam sebuah gelas kimia lain. Masukkan kedua gelas kimia itu ke dalam gelas kimia 500 mL, kemudian timbang. Catat massanya.
• Tuangkan larutan HCl ke dalam gelas berisi serbuk pualam dan biarkan hingga reaksi berhenti. Kemudian kedua gelas dimasukkan kembali ke dalam gelas kimia 500 mL tadi, lalu timbang sekali lagi. Catat massanya.
• Bandingkan massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi.

Pertanyaan:
  1. Kesimpulan apa yang dapat ditarik dari percobaan 1 dan 2?
  2. Jika massa zat-zat hasil reaksi lebih kecil daripada massa zat-zat yang direaksikan pada percobaan 3, bagaimana Anda menjelaskan itu?
Percobaan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 5 : [1]

Membuktikan Hukum Kekekalan Massa

Tujuan percobaan: Membuktikan berlakunya Hukum Kekekalan Massa pada reaksi kimia.

Alat dan bahan:
Tabung Y
Pipet tetes
Pita magnesium
Gelas ukur
Amplas
Larutan HCl
Gelas kimia
Larutan KI
Larutan CuSO4
Neraca
Larutan Pb(NO3)2
Larutan NaOH

No.
Cara kerja
Pengamatan
1.
Masukkan pada tabung Y masing-masing
5 mL larutan KI 0,1 M dan 5 mL larutan
Pb(NO3)2 0,1 M.
warna larutan KI ....
warna larutan Pb(NO3)2 ....
2.
Masukkan tabung Y ke dalam gelas kimia, kemudian timbanglah.
Massa kedua zat sebelum dicampur ... gram.
3.
Campurkan kedua zat dalam tabung Y, kemudian timbang kembali dalam gelas kimia.
warna setelah dicampur ….
massa zat setelah di campur ....
4.
Ulangi langkah 1–3 dengan:


a. 2 gram pita magnesium dan 5 mL larutan HCl 0,1 M;


b. 5 ml larutan CuSO4 0,1 M dan 5 mL larutan NaOH 0,1 M.


Kesimpulan: 

Massa zat sebelum bereaksi = ... gram.
Massa zat sesudah bereaksi = ... gram.

Jadi ....

Contoh Soal 1 :

Unsur hidrogen dan oksigen bereaksi membentuk air (H2O) dengan perbandingan 1 : 8. Jika diketahui massa hidrogen yang bereaksi 10 gram, hitunglah berapa massa air yang dihasilkan.

Kunci Jawaban :

massa H : massa O = 1 : 8
massa hidrogen yang bereaksi = 10 gram
sehingga perbandingannya 10 gram : massa O = 1 : 8
massa O = 8/1 x gram = 80 gram
Jadi, massa air yang dihasilkan = 10 gram + 80 gram = 90 gram.

Percobaan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) 5 : [1]

Hukum Lavoisier tentang kekekalan massa secara efektif dapat ditunjukkan dengan membandingkan massa zat sebelum dan sesudah eksperimen. Jika buah pir dimasukkan ke dalam suatu wadah yang kedap udara kemudian dibiarkan selama beberapa hari, massa dari buah pir akan berkurang dari massa buah pir sebelum dibiarkan selama beberapa hari.

Bersama kelompok Anda buktikanlah hal tersebut di rumah dengan membandingkan massa buah pir sebelum dan sesudah didiamkan selama beberapa hari dalam suatu wadah. Apakah massanya berubah?

Kerjakan secara berkelompok dan presentasikan hasilnya di depan kelas.

Siapakah Antoine Lavoiser?

"It took them only an instant to cut off that head, and a hundred years may not produce another like it"

Hanya perlu sekejap untuk memenggal kepala Lavoisier, namun seratus tahun pun mungkin tidak bisa melahirkannya kembali. Kata-kata ini diucapkan oleh ahli matematika Prancis, Joseph Louis Lagrange, beberapa saat setelah kepala Antoine Lavoisier dipenggal pada 8 Mei 1794. Siapakah Antoine Lavoisier itu sehingga Lagrange berucap seperti itu?

Antoine Laurent Lavoisier, demikian nama lengkap ilmuwan kimia Prancis yang lahir pada tahun 1743 di Paris. Selain menguasai ilmu kimia, Lavoisier juga menguasai berbagai ilmu lainnya, seperti hukum, ekonomi, pertanian, dan geologi. Sebelum menekuni ilmu kimia, Lavoisier mengikuti jejak ayahnya mempelajari ilmu hukum. Meskipun mempelajari ilmu hukum, Lavoisier menunjukkan ketertarikannya dalam ilmu sains.

Pada tahun 1768, Lavoisier terpilih menjadi anggota Academie Royale des Sciences (Akademi Sains Kerajaan Prancis), suatu komunitas ilmuwan sains. Pada tahun yang sama, ia membeli Ferme Generate, perusahaan swasta yang bergerak di bidang jasa pengumpulan pajak untuk kerajaan.

Lavoisier diangkat menjadi Komisaris Polisi Kerajaan ketika berusia 32 tahun. Lavoisier diberi tangggung jawab mengelola laboratorium serbuk mesiu. Ia mengembangkan laboratoriumnya dengan merekrut kimiawan-kimiawan muda dari berbagai penjuru Eropa. Lavoisier dan anak buahnya bekerja keras memperbaiki metode pembuatan serbuk mesiu. Ia dan timnya berhasil meningkatkan kualitas dan kemurnian bahan baku pembuatan mesiu, yaitu sendawa, belerang, dan batu bara. Hasilnya tidak mengecewakan, serbuk mesiu yang dihasilkan laboratoriumnya menjadi lebih banyak dan lebih baik dibandingkan sebelumnya. Itulah awal perkenalan Lavoisier dengan penelitian kimia. Sejak itu, Lavoisier semakin giat melakukan penelitian di bidang kimia.

Usaha keras Lavoisier didukung penuh oleh istrinya, yaitu Marie-Anne Pierrette Paulze. Marie membantu suaminya menerjemahkan tulisan kimiawan Inggris, Joseph Priestley. Selain itu, Marie-Anne Pierrette mempunyai keterampilan menggambar. Keterampilannya ini digunakan untuk menggambar hasil-hasil penelitian Lavoisier.

Sumbangan terbesar Lavoisier terhadap pengembangan ilmu kimia sehingga dijuluki bapak kimia modern adalah keberhasilannya menggabungkan semua penemuan di bidang kimia yang terpisah dan berdiri sendiri menjadi suatu kesatuan. Lavoisier membuat kerangka dasar kimia berdasarkan hasil penelitian kimiawan sebelumnya, seperti Joseph Black, Henry Cavendish, Joseph Priestley, dan George Ernst Stahl.

Pada saat itu, para ilmuwan mempercayai bahwa reaksi pembakaran menghasilkan gas flogiston sehingga massa zat setelah pembakaran lebih sedikit daripada sebelumnya. Hal ini didasarkan pada percobaan yang dilakukan Priestley. Priestley memanaskan oksida raksa (red calx mercury). Reaksi pemanasan padatan oksida raksa menghasilkan air raksa dan gas tak berwarna di atasnya. Setelah ditimbang, massa air raksa lebih sedikit daripada massa oksida raksa. Priestley menyebut gas tak berwarna itu dengan istilah flogiston. Namun tidak demikian dengan Lavoisier, ia meragukan adanya gas flogiston. Menurut dugaannya, yang dimaksud flogiston adalah gas oksigen. Kemudian, Lavoisier mengulang percobaan Priestley untuk membuktikan dugaannya. Ia menimbang massa zat sebelum dan setelah reaksi pemanasan oksida raksa secara teliti menggunakan timbangan yang peka. Ternyata, terjadi pengurangan massa oksida raksa. Lavoisier menjelaskan alasan berkurangnya massa oksida raksa setelah pemanasan. Ketika dipanaskan, oksida raksa menghasilkan gas oksigen sehingga massanya akan berkurang. Lavoisier juga membuktikan kebalikannya. Jika sebuah logam dipanaskan di udara, massanya akan bertambah sesuai dengan jumlah oksigen yang diambil dari udara. Kesimpulan Lavoisier ini dikenal dengan nama hukum kekekalan massa. Jumlah massa zat sebelum dan sesudah reaksi tidak berubah, begitu bunyi hukum tersebut. Dengan penemuan ini, teori flogiston yang dipercayai para ilmuwan kimia selama kurang lebih 100 tahun akhirnya tumbang. Lavoisier juga menyatakan proses berkeringat merupakan hasil pembakaran lambat di dalam tubuh.

Lavoisier menuliskan ide-idenya dalam sebuah buku yang berjudul Traite Elementaire de Chimie (Pokok-pokok Dasar Ilmu kimia). Buku yang dipublikasikan pada tahun 1789 itu juga memuat pendapat Lavoisier mengenai definisi unsur kimia. Lavoisier berpendapat bahwa unsur adalah zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana. Berdasarkan hal tersebut, Lavoisier membuat daftar 33 zat yang termasuk unsur.

Pada tahun 1789, kondisi ekonomi Prancis terguncang. Harga-harga tidak stabil. Masyarakat pun resah. Pada saat itu Lavoisier tengah asyik melakukan penelitian. Lavoisier terpaksa mengurangi kegiatan penelitiannya karena waktunya lebih banyak tercurah untuk memperbaiki kondisi ekonomi negaranya.

Mereformasi pajak garam, mencegah penyelundupan dengan cara membangun benteng di sekeliling Paris, dan memperbaiki metode pertanian merupakan beberapa usahanya untuk memperbaiki ekonomi.

Walaupun memberikan banyak kontribusi terhadap sains maupun ekonomi, hidup Lavoisier terpaksa berakhir secara tragis. Ketika terjadi revolusi Prancis, seluruh pejabat dan bangsawan kerajaan ditangkap, termasuk Lavoisier. Ia dikenakan dakwaan turut aktif mengambil pajak rakyat untuk kerajaan melalui perusahaan pajaknya (Ferme Generate), menurunkan kualitas udara kota karena membangun benteng di sekeliling Paris, mencampurkan tembakau dengan air, dan memindahkan serbuk mesiu dari gudang senjata. Akhirnya Lavoisier dijatuhi hukuman mati. Sesaat sebelum eksekusi dilaksanakan, Lavoisier meminta penundaan waktu hukuman. "Saya ilmuwan bukan bangsawan", ujar Lavoisier. Tapi hakim dengan tegas menjawab, "Republik tidak memerlukan ilmuwan!".

Nyawa Lavoisier melayang. Dunia berduka. Salah satu permata ilmu hilang secara sia-sia. Benar apa yang dikatakan Joseph Louis Lagrange, "Hanya perlu sekejap untuk memenggal kepala Lavoisier, namun seratus tahun pun mungkin tidak bisa melahirkannya kembali." Sayang, nasi telah menjadi bubur. (Sumber: Antoine Lavoisier (1743-1794): Hidupnya Berakhir Tragis di Tiang Gantungan Oleh Sandri Justiana, S.Si alumnus Kimia FMIPA UnPad, Editor Buku, dan Ketua Komunitas Kimia.)

Catatan Kimia :

Senyawa yang sama dari cuplikan yang berbeda, unsur-unsurnya selalu memiliki perbandingan massa yang sama.

Anda sekarang sudah mengetahui Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Rahayu, I. 2009. Praktis Belajar Kimia, Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p 210.

Referensi Lainnya :

[1] Permana, I. 2009. Memahami Kimia 1 : SMA/MA untuk Kelas Semester 1 dan 2. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 175.

[2] Setyawati, A. A. Kimia : Mengkaji Fenomena Alam Untuk Kelas X SMA/MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 186.

[3] Harnanto, A. dan Ruminten. 2009. Kimia 1 : untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 194.

[4] Utami, B. A. N. Catur Saputro, L. Mahardiani, dan S. Yamtinah, Bakti Mulyani.2009. Kimia : Untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 250.



Pengunjung dapat menyalin materi di blog ini menggunakan Browser Google Chrome. Google Chrome
Bacalah terlebih dahulu Panduan Pengunjung jika anda ingin menggunakan materi dari blog ini.
DMCA.com

Masukkan Kata Kunci




Artikel Terkait :

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.