Hukum dasar kimia ialah teori yg merumuskan fakta-fakta empiris dr berbagai observasi & eksperimen kimia berulang-ulang menggunakan metode ilmiah. Hukum-hukum dasar kimia penting untuk dipahami sebelum mempelajari faktor kuantitatif & kualitatif ilmu kimia. Aspek kuantitatif mencakup keterkaitan jumlah zat-zat yg terlibat dlm reaksi kimia. Aspek kualitatif meliputi penentuan zat.
1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
Berdasarkan pengamatan kuantitatif terhadap eksperimen-eksperimen kimia yg dilakukannya, Antoine Laurent Lavoisier memperoleh bahwa: “Dalam tata cara tertutup, massa zat sebelum & sesudah reaksi ialah sama”. Dengan kata lain, dlm reaksi kimia atom-atom tak dimusnahkan, tak diciptakan, ataupun diubah menjadi atom lain, tetapi hanya mengalami pergeseran susunan menjadi partikel zat yg berlawanan.
Dari eksperimen-eksperimen tersebut, Lavoisier pula mendapatkan peranan gas oksigen dlm reaksi-reaksi pembakaran. Massa gas oksigen yg bereaksi dlm reaksi pembakaran pula perlu dipertimbangkan. Gas-gas yg terlibat dlm suatu reaksi kimia selaku pereaksi ataupun hasil reaksi pula memiliki massa yg mesti ikut diperhitungkan dlm pengamatan kuantitatif setiap reaksi dlm eksperimen kimia.
Pada eksperimen reaksi pemanasan 572,4 g calx merkuri (HgO) menghasilkan 530 g logam merkuri (Hg) & 42,4 g gas oksigen (O2), tampakbahwa total massa zat sebelum reaksi (572,4 g) sama dgn total massa zat sesudah reaksi (530 g + 42,4 g). Hal ini sesuai dgn aturan kekekalan massa, di mana pada reaksi kimia tak terjadi pergeseran massa.
2. Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
Pada tahun 1799, Joseph Louis Proust mendapatkan bahwa: “Perbandingan massa bagian-komponen dlm sebuah senyawa ialah tertentu & tetap”. Suatu senyawa yg sama meskipun dihasilkan dr reaksi kimia yg berbeda pula akan memiliki komposisi bagian yg sama.
Pada eksperimen reaksi unsur hidrogen (H2) dgn komponen oksigen (O2) membentuk senyawa air (H2O), diperoleh bahwa perbandingan massa hidrogen dgn massa oksigen yg bereaksi senantiasa tetap, yakni 1 : 8.
| massa hidrogen yg direaksikan | massa oksigen
yang direaksikan |
massa air
yang terbentuk |
massa pereaksi
yang tersisa |
massa H2 : massa O2
yang bereaksi |
| 1 g | 8 g | 9 g | − | 1 : 8 |
| 1 g | 9 g | 9 g | 1 g oksigen | 1 : (9 – 1) = 1 : 8 |
| 2 g | 8 g | 9 g | 1 g hidrogen | (2 − 1) : 8 = 1 : 8 |
| 2 g | 16 g | 18 g | − | 2 : 16 = 1 : 8 |
| 5 g | 24 g | 27 g | 2 g hidrogen | (5 – 2) : 24 = 1 : 8 |
3. Hukum Kelipatan Perbandingan (Hukum Dalton)
Senyawa merupakan zat yg terbentuk dr adonan dua atau lebih unsur berlawanan dgn komposisi tertentu & tetap. Gabungan dr dua komponen berbeda memungkinkan dibentuknya beberapa senyawa yg berbeda komposisi masing-masing unsurnya. Misalnya, unsur karbon (C) & unsur oksigen (O) mampu bergabung membentuk senyawa CO & CO2.
John Dalton mengamati adanya sebuah pola keteraturan terkait dgn perbandingan komponen dlm senyawa-senyawa tersebut. Pola keteraturan tersebut kemudian dirumuskan selaku Hukum Kelipatan Perbandingan yg berbunyi: “Bila dua bagian mampu membentuk lebih dr satu senyawa & bila massa salah satu unsur tersebut dlm senyawa-senyawa tersebut adalah sama, maka perbandingan massa unsur yg lain dlm senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bundar & sederhana”.
Sebagai contoh, bagian sulfur & unsur oksigen mampu membentuk dua jenis senyawa. Komposisi senyawa I ialah 50% sulfur & 50% oksigen. Komposisi senyawa II yakni 40% welirang & 60% oksigen.
| massa senyawa | massa welirang | massa oksigen | perbandingan massa
sulfur : oksigen |
|
| senyawa I | 100 g | 50 g | 50 g | 50 : 50 = 1 : 1 |
| senyawa II | 100 g | 40 g | 60 g | 40 : 60 = 1 : 1,5 |
Jika dimisalkan masing-masing terdapat 100 g senyawa I & senyawa II, tampakbahwa perbandingan massa belerang dgn massa oksigen pada senyawa I & senyawa II berturut-turut yakni 1 : 1 & 1 : 1,5. Bila massa sulfur dlm senyawa I & senyawa II ialah sama, misalnya sama-sama sebanyak 1 g, maka perbandingan massa oksigen dlm senyawa I dgn senyawa II adalah 1 g : 1,5 g atau sama dgn 2 : 3. Nilai perbandingan massa komponen oksigen dlm senyawa I dgn senyawa II tatkala massa bagian sulfur dlm senyawa I & senyawa II sama tersebut merupakan bilangan lingkaran & sederhana. Hal ini menunjukkan bahwa kedua senyawa tersebut memenuhi Hukum Kelipatan Perbandingan.
4. Hukum Perbandingan Volum (Hukum Gay-Lussac)
Berdasarkan hasil eksperimen kepada banyak sekali reaksi kimia dr gas-gas, Joseph Louis Gay-Lussac menyimpulkan bahwa: “Pada suhu & tekanan yg sama, volum gas-gas yg bereaksi & volum gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan lingkaran & sederhana”. Ia menemukan bahwa kalau diukur pada suhu & tekanan yg sama, untuk setiap dua satuan volum gas hidrogen (H2) yg bereaksi dgn satu satuan volum gas oksigen (O2) akan menciptakan dua satuan volum uap air (H2O). Hasil ini memperlihatkan bahwa perbandingan volum gas hidrogen : oksigen : uap air ialah 2 : 1 : 2 yg merupakan bilangan bundar & sederhana. Namun, hukum perbandingan volum tersebut hanya berlaku untuk reaksi-reaksi dlm wujud gas saja.
5. Hipotesis Avogadro (Hukum Avogadro)
Hasil eksperimen Gay-Lussac tentang perbandingan volum gas selaku bilangan lingkaran sederhana tak mampu dijelaskan dgn teori atom Dalton. Dalton gagal menerangkan perbandingan volum gas hidrogen & gas oksigen yg menghasilkan uap air yaitu 2 : 1 : 2. Menurut teori atom Dalton, perbandingan volum gas hidrogen : oksigen : uap air sebaiknya 1 : 1 : 1. Hal ini dikarenakan perkiraan Dalton bahwa partikel bagian selalu berupa atom tunggal (monoatomik).
Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro menyatakan bahwa partikel komponen tak harus senantiasa berbentukatom tunggal (monoatomik), tetapi mampu berupa dua atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Partikel bagian yg terdiri dr dua atom atau lebih tersebut disebutnya selaku molekul komponen. Berdasarkan hal tersebut, Avogadro mengajukan suatu hipotesis yg diketahui dgn Hipotesis Avogadro (kadang disebut pula Hukum Avogadro), yg berbunyi: “Pada suhu & tekanan yg sama, semua gas yg volumnya sama akan mengandung jumlah molekul yg sama pula”. Kaprikornus, perbandingan volum gas-gas akan sama dgn perbandingan jumlah molekul gas-gas tersebut. Dengan kata lain, nilai perbandingan volum gas-gas yg terlibat dlm reaksi sama dgn koefisien reaksi masing-masing gas dlm persamaan reaksi. Untuk lebih jelasnya, amati ilustrasi berikut.
Contoh Soal Hukum Dasar Kimia & Pembahasan
Sebanyak 50 mL (100°C, 1 atm) gas dinitrogen pentaoksida terurai menjadi 100 mL (100°C, 1 atm) gas nitrogen dioksida & 25 mL (100°C, 1 atm) gas oksigen.
a. Apakah hasil percobaan tersebut memenuhi hukum perbandingan volum?
b. Berapa banyak gas nitrogen dioksida & oksigen yg dapat dihasilkan jika 0,4 L (100°C, 1 atm) gas dinitrogen pentaoksida terurai?
Pembahasan:
a. Perbandingan volum gas-gas yg terlibat dlm reaksi
gas dinitrogen pentaoksida → gas nitrogen dioksida + gas oksigen
50 mL : 100 mL : 25 mL
2 : 4 : 1
Ya, menyanggupi hukum perbandingan volum, sebab nilai perbandingan volum gas-gas tersebut bilangan bulat & sederhana.
b. Perbandingan volum gas dinitrogen pentaoksida : gas nitrogen dioksida : gas oksigen = 2 : 4 : 1
untuk 0,4 L gas dinitrogen pentaoksida yg terurai akan dihasilkan:
volum gas nitrogen dioksida 
volum gas oksigen 
Referensi:
Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2009. Kimia Sekolah Menengan Atas & MA untuk Kelas X Jilid 1. Jakarta: Esis
Purba, Michael. 2007. Kimia 1B untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga
Sudarmo, Unggul. 2007. Kimia Sekolah Menengan Atas 1 untuk SMA Kelas X. Jakarta: Phibeta
Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI
Materi Sosiologiku.com yang lain: