Hipotesis Avogadro

Lat ihan 4

E. 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 data percobaan penentuan jumlah molekul beberapa gas pada volum 1 L serta suhu dan tekanan standar (0 rC, 76 cmHg) pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Data percobaan pengukuran volum pada suhu dan tekanan standar

Nama Massa (gram) Volum (L) Jumlah Molekul

Oksigen 1,460 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 volum 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 volum yang sama mengandung jumlah molekul yang sama pula.

Berdasarkan hipotesis tersebut kamu dapat menentukan jumlah molekul gas lain, jika volumnya diketahui. Untuk lebih mamahaminya perhatikan contoh soal berikut.

Hukum Dasar Kimia 1 0 3 Molekul H₂

1 : 1 : 2 Molekul Cl₂ Molekul HCl

Cont oh Soal

Pada suhu dan tekanan tertentu dalam 1 L gas O₂ terdapat 3 x 1022 _molekul.

Berapa jumlah molekul yang terdapat di dalam 2 liter gas CO₂pada suhu dan tekanan tersebut?

Penyelesaian:

Jumlah molekul CO₂ = 2 1 x 3.10

22 _{molekul = 6.10}22 _molekul.

Bagaimana perbandingan jumlah molekul zat pada reaksi gas? Jika satu volum gas hidrogen direaksikan dengan satu volum gas klor akan dihasilkan dua volum gas hidrogen klorida dengan perbandingan 1 : 1 : 2. Amati jumlah molekul pada diagram berikut.

Perbandingan molekul H₂: Cl₂: HCl adalah 5 : 5 : 10 = 1 : 1 : 2 atau 1 molekul gas hidrogen dengan 1 molekul gas klor akan menghasilkan 2 molekul gas hidrogen klorida.

Reaksinya dapat ditulis: H₂(g) + Cl₂(g)€€p 2 HCl(g)

Berdasarkan uraian tentang hipotesis ini, maka perbandingan jumlah molekul pada reaksi ini sama dengan perbandingan koefisien reaksinya.

Cont oh Soal

Gas nitrogen dan gas hidrogen dapat bereaksi membentuk gas amoniak (NH₃) pada keadaan tekanan dan suhu yang sama.

Jika 40 molekul gas nitrogen, berapa molekul gas hidrogen yang diperlukan dan berapa molekul gas NH₃ yang dihasilkan?

+

€€p

H₂(g) Cl₂(g) HCl(g)

Gambar 4.4 Reaksi H₂ dan Cl₂

Gambar 4.5 Perbandingan molekul H2 : Cl2 : HCl

Sumber: Ebbing, General Chemistry

Penyelesaian:

Reaksi : N₂(g) + 3H₂(g)€p 2 NH₃(g) Perbandingan koefisien : 1 : 3 : 2 Perbandingan volum : 1 vol : 3 vol : 2 vol Gas H₂ yang diperlukan : 3

1 x 40 molekul = 120 molekul Gas NH₃ yang terjadi : 2

1 x 40 molekul = 80 molekul

Jadi, gas H₂yang diperlukan adalah 120 molekul dan NH₃yang terjadi adalah 80 molekul.

Lat ihan 4 .5

Selesaikan soal-soal berikut!

1. Pada suhu dan tekanan yang sama, 100 molekul gas nitrogen direaksikan dengan 300 molekul gas oksigen menghasilkan oksida nitrogen. Tentukan rumus oksida nitrogen yang dihasilkan!

2. Dua liter gas metana dibakar menurut reaksi CH₄(g) + 2 O2(g)€p CO2(g) + 2 H2O(g).

Jika dalam 1 liter gas metana terdapat 100.000 molekul, tentukan jumlah molekul gas CO₂ dan gas H₂O yang dihasilkan!

Rangkuman

1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) berbunyi jumlah massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

Zat A + Zat B p Zat C Massa A + B = massa C

2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust) berbunyi perbandingan massa unsur-unsur penyusun dalam tiap senyawa selalu tetap. Unsur A + Unsur B p Senyawa C

Massa A: massa B selalu tetap membentuk senyawa C

3. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton) berbunyi jika ada dua senyawa yang dibentuk dari dua unsur yang sama dan massa satu unsur pada kedua senyawa itu sama maka massa unsur yang lainnya mempunyai angka perbandingan yang sederhana dan bulat.

Unsur A + Unsur B p Senyawa I: AB Senyawa II: A₂B₃

Hukum Dasar Kimia 1 0 5 4. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay Lussac) berbunyi pada

temperatur dan tekanan yang sama perbandingan volum gas-gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan mudah. 1 volum gas A + 1 volum gas B p 2 volum gas C

Volum A : Volum B : Volum C = 1 : 1 : 2

5. Hukum Avogadro berbunyi pada temperatur dan tekanan yang sama, semua gas pada volum yang sama mengandung jumlah molekul yang sama pula.

P dan T sama: A₂ + B₂p 2AB

Jumlah molekul A₂ : Jumlah molekul B₂ : Jumlah molekul AB p 1 : 1 : 2

Kat a Kunci

•

Hukum dasar kimia

•

Hukum kekekalan massa (Hukum Lavoisier)

•

Hukum perbandingan tetap (Hukum Proust)

•

Hukum kelipatan perbandingan (Hukum Dalton)

•

Hukum perbandingan volum (Hukum Gay Lussac)

•

Hukum Avogadro

Evaluasi Akhir Bab

A. Pilihlah salah satu jawaban yang benar.

1. Pernyataan yang tepat tentang penemu dan nama hukum dasar kimia yang ditemukannya adalah . . . .

Penemu Nama Hukum

A. Lavoisier Kelipatan Perbandingan B. Gay Lussac Kekekalan Massa C. Avogadro Perbandingan Berganda D. Proust Perbandingan Tetap E. Dalton Kekekalan Massa

2. Jika 24 gram karbon dibakar dengan gas oksigen dalam wadah tertutup rapat, maka hasil reaksinya . . . .

A. sama dengan 24 gram B. lebih besar dari 24 gram C. lebih kecil dari 24 gram

D. kurang lebih sama dengan 24 gram E. tidak dapat diramalkan

3. Data percobaan pembentukan air dari gas hidrogen dan gas oksigen adalah sebagai berikut.

Massa Sisa Massa Massa Massa

Hidrogen Oksigen H₂O Hidrogen Oksigen

4 gram 16 gram 18 gram 2 gram –

5 gram 32 gram 36 gram 1 gram –

6 gram 50 gram 54 gram – 2 gram

Dari data di atas, perbandingan massa hidrogen dan oksigen pada air adalah . . . . A. 1 : 4 B. 2 : 4 C. 1 : 6 D. 1 : 8 E. 2 : 9

4. Berapa mol oksigen, O₂, yang diperlukan untuk membakar dua mol C₄H₁₀(g) dengan sempurna? Reaksi C₄H₁₀(g) + O₂(g)€p CO₂(g) + H₂O(l).

A. 2 B. 8 C. 10 D. 13 E. 2

5. Suatu unsur A bersenyawa dengan unsur B menghasilkan senyawa yang rumus molekulnya A₂B. Jika 100 atom A dicampur dengan 200 atom B, maka jumlah molekul A₂B dapat dihasilkan pada reaksi itu sebanyak-banyaknya adalah . . . . A. 50 B. 75 C. 100 D. 150 E. 200

6. Pada P dan T tertentu 2 liter gas NO mengandung 4n molekul. Pada keadaan yang sama 10 liter gas oksigen mengandung jumlah molekul sebanyak . . . . A. 2 n

B. 5 n C. 8 n D. 10 n E. 20 n

Hukum Dasar Kimia 1 0 7 7. Diketahui 2 liter gas nitrogen (25 rC, 1 atm) bereaksi dengan 3 liter gas oksigen

(25rC, 1 atm), membentuk 2 liter gas N_xO_y(25rC, 1 atm). Rumus molekul N_xO_y adalah . . . . A. NO B. N₂O₃ C. NO₂ D. N₂O E. NO₃

8. Unsur belerang dan unsur oksigen dapat membentuk dua senyawa yaitu SO₂ dan SO₃. Senyawa SO₂ mengandung 50% belerang dan senyawa SO₃ mengandung 40% belerang. Untuk kedua senyawa itu berlaku Hukum Kelipatan Perbandingan maka perbandingan massa oksigen adalah . . . .

A. 1 : 1 D. 4 : 5

B. 1 : 2 E. 5 : 6

C. 2 : 3

9. 100 mL gas oksigen mengandung x molekul. Jumlah molekul di dalam 100 mL gas karbon dioksida pada kondisi yang sama adalah . . . .

A. 4 11x D. 8 4 x B. 8 11x E. 11 4 x C. x

10. Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Pernyataan tersebut dikemukakan oleh . . . . A. Dalton B. Lavoisier C. Proust D. Avogadro E. Gay Lussac

B. Selesaikan soal-soal berikut dengan jelas dan singkat.

1. Perbandingan massa magnesium dan oksigen dalam MgO adalah 3 : 2, berapa gram MgO dapat dihasilkan apabila:

a. 6 gram Mg direaksikan dengan 4 gram O, b. 8 gram Mg direaksikan dengan 4 gram O, c. 6 gram Mg direaksikan dengan 6 gram O?

2. Pada keadaan tertentu ternyata 100 mL gas N_xO_yterurai menjadi 100 mL gas NO dan 50 mL gas O₂ dengan reaksi sebagai berikut.

3. Karbon dan oksigen dapat membentuk dua buah senyawa dengan massa karbon dalam senyawa-senyawa tersebut masing-masing 3

7 bagian dan 4 6 bagian. Apakah kedua senyawa itu memenuhi hukum kelipatan perbandingan?

Hukum dasar kimia sangat penting bagi pemecahan masalah pada ilmu kimia dan ilmu pengetahuan alam lainnya. Ada beberapa ahli yang berjasa pada penemuan ini. Cobalah cari informasi tentang penemu hukum-hukum ini secara lengkap, bagaimana sejarahnya sampai mendapatkan penemuan-penemuan yang berharga untuk memotivasimu dalam belajar kimia.

Informasi bisa didapat dari buku-buku, internet, majalah atau ensiklopedia. Buat laporannya dengan singkat!

Per hitungan Kimia 1 0 9 TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mengikuti pembelajaran siswa dapat :

1. menentukan A_rsuatu atom dan M_rsuatu senyawa, 2. menjelaskan pengertian mol,

3. menjelaskan hubungan mol dengan jumlah partikel, massa, dan volum, 4. menerapkan konsep mol dalam berbagai perhitungan kimia.