Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac) , Bunyi, Dasar Teori, Praktikum, Percobaan, Contoh Soal, Kunci Jawaban

Leave a Comment
Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac), Bunyi, Dasar Teori, Praktikum, Percobaan, Contoh Soal, Kunci Jawaban - Telah banyak ilmuwan sebelum Gay Lussac yang menemukan bahwa gas hidrogen bereaksi dengan gas oksigen membentuk air. Di antaranya Henry Cavendish, William Nicholson, dan Anthony Carlise yang menemukan perbandingan volume hidrogen dan oksigen, tetapi belum menemukan perbandingan volume air yang dihasilkan dari reaksi antara gas hidrogen dan oksigen.

Di awal tahun 1781 Joseph Priestley (1733–1804) menemukan hidrogen dapat bereaksi dengan oksigen membentuk air, kemudian Henry Cavendish (1731–1810) menemukan volume hidrogen dan oksigen yang bereaksi membentuk uap air mempunyai perbandingan 2 : 1. Dilanjutkan William Nicholson dan Anthony Carlise berhasil menguraikan air menjadi gas hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Ternyata perbandingan volume hidrogen dan oksigen yang terbentuk 2 : 1. [1]

Joseph Louis-Gay Lussac, seorang ahli kimia Prancis pada 1808 mengamati volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi. Pengamatan menunjukkan bahwa pada reaksi pengukuran temperatur dan tekanan yang sama diperoleh hasil sebagai berikut.

a. Satu bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas klorin menghasilkan dua volume gas hidrogen klorida:

H2(g) + Cl2(g)→2 HCl(g)

b. Dua bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas oksigen menghasilkan 2 bagian volume air:

2 H2(g) + O2(g)→ 2 H2O(g)

Dari data tersebut, Gay Lussac menyimpulkan Hukum Perbandingan Volume.

"Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dengan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan yang bulat dan mudah."

Dapat juga dikatakan:

"Pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas sama dengan perbandingan koefisien dalam reaksi yang sama."

Berikut data dari percobaan yang dilakukan oleh Gay Lussac : [2]

Tabel 1. Data Percobaan Gay Lussac

Percobaan
Volume Gas
Oksigen yang
Direaksikan (L)
Volume Gas
Hidrogen yang
Direaksikan (L)
Volume Uap Air
yang Dihasilkan
(L)
1
1
2
2
2
2
4
4
3
3
6
6

Menurut Gay Lussac, 2 volume gas hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas hidrogen diperlukan 1 volume gas oksigen, menghasilkan 2 volume uap air.

Rumus Hukum perbandingan volume (Gay Lussac):

V1 / N1 = V2 / N2 → dimana P dan T tetap

Keterangan :

P = tekanan gas (atm)
T = suhu (K)
V = volume gas (L)
N= banyaknya gas (mol)

Coba Anda perhatikan data hasil percobaan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama. (untuk lebih memahami hukum perbandingan volume) Data hasil percobaan sebagai berikut.

No
Volume Gas yang
Bereaksi
Hasil Reaksi
Perbandingan
Volume
1.
Hidrogen + Oksigen
Uap air
2 : 1 : 2
1 L + 0.5 L
1 L

2.
Nitrogen + Hidrogen
Amonia
1 : 3 : 2
2 L + 6 L
4 L

3.
Hidrogen + Klor
Hidrogen klorida
1 : 1 : 2
1 L + 1 L
2 L

4.
Etilena + Hidrogen
Etana
1 : 1 : 1
1 L + 1 L
1 L


Berdasarkan data percobaan dalam tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Data percobaan tersebut sesuai dengan hukum perbandingan volume atau dikenal dengan hukum Gay Lussac bahwa:

"Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat".

Contoh Soal 1 :

Amonia dibuat dari reaksi gas hidrogen dengan gas nitrogen menurut persamaan:

3 H2(g) + N2(g) →2 NH3(g)

Jika 6 liter hidrogen bereaksi dengan nitrogen untuk membentuk amonia, hitunglah volume N2 yang bereaksi serta volume 3 H2(g) + N2(g) →2 NH3(g) yang terbentuk jika diukur pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama.

Kunci Jawaban :

Perbandingan koefisien H2 : N2 : NH3 = 3 : 1 : 2. Jadi, jika H2 = 6 L

maka :

N2 = 1/3 x 6 L = 2 L

NH3 = 2/3 x 6 L = 4 L

Jadi, volume N2 yang bereaksi = 2 L dan volume NH3 yang terbentuk = 4 L.

Contoh Soal 2 :

Persamaan reaksi

C2H4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)

Perbandingan volume gas-gas sebelum dan sesudah reaksi pada suhu dan tekanan yang sama adalah ....

A. 3 : 2 : 2 : 3
B. 2 : 3 : 2 : 2
C. 2 : 2 : 3 : 2
D. 1 : 2 : 2 : 2
E. 1 : 3 : 2 : 2

Kunci Jawaban :

Setelah disetarakan

C2H4(g) + 3 O2(g) → 2CO2(g) + 2 H2O(g)

Dari persamaan reaksi tersebut, sesuai dengan hukum kekekalan massa bahwa zat sebelum dan sesudah reaksi sama maka didapat perbandingannya adalah 1 : 3 : 2 : 2. Jadi, perbandingan volumenya adalah (E) 1 : 3 : 2 : 2.

Percobaan Kimia Sederhana 1 :

Pembuktian Hukum Gay Lussac

Tujuan :

Mengamati dan membuktikan Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac) berdasarkan data percobaan

Alat dan Bahan

Data percobaan

Langkah Kerja :

Cermati data reaksi hidrogen dan oksigen membentuk uap air berikut. Percobaan dilakukan pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama.

Percobaan
Hidrogen
Oksigen
Uap Air
1
2 liter
1 liter
2 liter
2
1 liter
0,5 liter
1 liter
3
... liter
2 liter
4 liter
4
5 liter
... liter
5 liter
5
3 liter
1,5liter
... liter

Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.
  1. Tentukan perbandingan volume hidrogen; oksigen; uap air untuk percobaan 1 dan percobaan 2.
  2. Tentukan volume hidrogen pada percobaan 3 sesuai dengan perbandingan volume percobaan 1 dan percobaan 2.
  3. Tentukan volume oksigen pada percobaan 4.
  4. Tentukan volume uap air pada percobaan 5.
  5. Bandingkan perbandingan volume hidrogen; oksigen; uap air dengan perbandingan koefisien reaksi H2(g) + O2(g) → H2O(g) setelah disetarakan.
  6. Apakah menunjukkan perbandingan yang sama?
Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.

Pada pembahasan di atas, Anda sudah mempelajari Hukum Perbandingan Volume. Dalam materi selanjutnya ini, Anda akan mempelajari penerapan dari Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac). Untuk memudahkan Anda dalam mempelajari subbab ini, lakukanlah penyelidikan berikut.

Percobaan Kimia Sederhana 1 :

Penerapan Hukum Gay Lussac

Tujuan :

Menghitung volume gas pereaksi atau hasil reaksi berdasarkan Hukum Gay Lussac

Alat dan Bahan :

Tabel percobaan

Langkah Kerja :

Cermati persamaan reaksi dan tabel berikut.

Persamaan Reaksi: C3H8(g) + 5 O2(g)→ 3 CO2(g) + 4 H2O(g)

Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.
  1. Hitunglah berapa volume O2, CO2, dan H2O pada percobaan 3.
  2. Hitunglah volume C3H8 dan H2O pada percobaan 4.
  3. Dengan cara yang sama, hitung masing masing volume pada percobaan 5 dan 6.
  4. Hitunglah perbandingan volume C3H8CO2, dan H2O pada percobaan 1 sampai dengan percobaan 6.
  5. Apakah perbandingan volume zat-zat yang bereaksi sama dengan perbandingan koefisiennya?
Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikanlah hasil yang diperoleh.

Untuk memahami cara menghitung volume gas pereaksi atau hasil reaksi berdasarkan Hukum Gay Lussac, pelajarilah penjelasan dan contoh soal berikut.

Suatu persamaan reaksi kimia yang menyatakan terlibatnya suatu pereaksi atau hasil reaksi yang berwujud gas memiliki koefisien reaksi sehingga jumlah atom-atom pereaksi dan hasil reaksi dalam persamaan reaksi tersebut setara.

Koefisien reaksi dalam persamaan reaksi tersebut menyatakan perbandingan volume gas pada temperatur dan tekanan yang sama. Perhitungan volume gas-gas pereaksi atau hasil reaksi berdasarkan Hukum Gay Lussac juga dapat dinyatakan:

"Perbandingan koefisien dalam reaksi kimia = perbandingan volume pada keadaan suhu dan tekanan yang sama."

Contoh Soal 3 :

Reaksi N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g). Jika volume nitrogen yang bereaksi 2 liter, berapakah volume hidrogen yang dibutuhkan dan volume amonia yang terbentuk pada kondisi suhu dan tekanan yang sama?

Kunci Jawaban :

Perbandingan volume N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2. Jika volume N2 = 2 liter maka

Volume H2 = (koefisien H2 / koefisien N2) x volume N2 = 3/1 x 2 liter = 6 liter

Volume NH3 =(koefisien NH3 / koefisien N2) x volume N2 = 2/1 x 2 liter = 4 liter

Jadi, volume hidrogen yang dibutuhkan adalah 6 L dan volume amonia yang ter– bentuk adalah 4 L.

Contoh Soal 4 :

Sebanyak 4 L CH4 dibakar habis dengan gas oksigen sesuai persamaan reaksi:

CH4(g) + 2 O2(g)→ CO2(g) + 2 H2O(l)

pada suhu dan tekanan yang sama. Volume gas CO2 yang dihasilkan adalah .... Jawab Perbandingan volume CH4 : O2 : CO2 : H2O = 1 : 2 : 1 : 2. Jika volume CH4 sebanyak 4 L, maka volume gas CO2 yang dihasilkan yaitu:

Kunci Jawaban :

Volume CO2 = (koefisien CO2 / koefisien CH4) x volume CH4 = 1/1 x 4 liter = 4 liter

Jadi, volume gas CO2 yang dihasilkan adalah 4 L.

Contoh Soal 4 : [3]

Tiga liter gas propana (C3H8) dibakar sempurna dengan gas oksigen membentuk gas karbon dioksida dan air, sesuai persamaan reaksi berikut.

C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)

a. Berapa liter gas oksigen yang diperlukan?
b. Berapa liter gas karbon dioksida yang terbentuk?
c. Berapa liter air yang terbentuk?

Kunci Jawaban :

C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)

a.  Volume O2/Volume C3H8 = koefisien O2/koefisien C3H8

Volume O2 = (koefisien O2/koefisien C3H8)  x Volume C3H8

Volume O2 = (5/1) x 3 liter = 15 liter

b. Volume CO2/Volume C3H88 = koefisien CO2/koefisien C3H8

Volume CO2 = (koefisien CO2/koefisien C3H8)  x Volume C3H8

Volume CO2 = (3/1) x 3 liter = 9 liter

c. Volume H2O/Volume C3H8 = koefisien H2O/koefisien C3H8

Volume H2O = (koefisien H2O/koefisien C3H8)  x Volume C3H8

Volume H2O = (4/1) x 3 liter = 9 liter

Contoh Soal 5 : [3]

Sepuluh mL gas nitrogen (N2) dan 15 mL gas oksigen (O2) tepat habis bereaksi menjadi 10 mL gas NaOb. Tentukan rumus kimia gas NaOb tersebut!

Kunci Jawaban :

Perbandingan koefisien = perbandingan volume

Koefisien N2 : O2 : NaOb = 10 : 15 : 10 = 2 : 3 : 2

N2 + 3 O2 → 2 NaOb

Karena jumlah atom di ruas kiri dan di ruas kanan sama, maka harga a dan b dapat dicari sebagai berikut.

Jumlah atom N kiri= Jumlah atom N kanan
2 × 2 = 2a
4 = 2a
a = 2

Jumlah atom O kiri= Jumlah atom O kanan
3 × 2 = 2b
6 = 2b
b = 3

Jadi, rumus kimia senyawa tersebut adalah N2O3.

Contoh Soal 6 : [1]

Sebanyak 2,3 liter gas A bereaksi dengan 1,15 liter gas B menghasilkan 3,45 liter gas C. Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, apakah reaksi ini sesuai dengan Hukum Perbandingan Volume?

Kunci Jawaban :

Perbandingan volume gas A : B : C = 2,3 : 1,15 : 3,45 = 2 : 1 : 3

Perbandingan volume gas A : B : C merupakan bilangan bulat sederhana maka reaksi di atas sesuai Hukum Perbandingan Volume.

Anda sekarang sudah mengetahui Hukum Perbandingan Volume atau Hukum Gay Lussac. 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] Harnanto, A. dan Ruminten. 2009. Kimia 1 : untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 194.

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

[3] 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.
Next PostNewer Post Previous PostOlder Post Home

0 komentar:

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.