Bunyi Hukum Kekekalan Massa Lavoisier, Contoh Soal dan Pembahasan

Daftar Materi Kimia

• 1. Struktur Atom (Proton, Elektron dan Neutron)
• 2. Ikatan Kimia (Ion, Kovalen dan Logam)
• 3. Stoikiometri (Perhitungan Kimia)
• 4. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
• 5. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Advertisement

Baca Juga:

Pernahkah kalian memperhatikan sepotong besi yang dibiarkan di udara terbuka dan pada suatu waktu kalian akan menemukan bahwa besi tersebut telah berubah menjadi karat besi? Jika kita timbang massa besi sebelum berkarat dengan karat besi yang dihasilkan maka massa karat besi lebih besar. Lalu benarkah demikian?

 

Sekarang kita coba ungkap fenomena lain seperti kayu atau kertas yang dibakar. Hasil yang diperoleh berupa sejumlah sisa pembakaran yaitu abu. Jika kita menimbang abu tersebut maka massa abu lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian?

Dari dua contoh fenomena tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa dalam suatu reaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi. Dalam mengungkap benar atau tidaknya fakta tersebut, percobaan-percobaan telah dilakukan oleh para ilmuwan sejak pertengahan abad ke-17 lalu sehingga muncul sebuah teori yang dinamakan “Teori Flogiston” sampai akhirnya lahir Hukum Kekekalan Massa Lavoisier.

Sejarah Lahirnya Hukum Kekekalan Massa Lavoisier

Sudah lama orang mengetahui bahwa pada pembakaran kayu akan dihasilkan arang atau abu yang massa lebih ringan, sedangkan logam menjadi lebih berat setelah menjadi karat atau setelah dibakar. Akan tetapi, sampai pertengahan abad ke-17 pada 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 Teori Flogiston

Ide awal teori flogiston berasal dari Johann Joachim Becker (1635 – 1682) yang kemudian menarik perhatian Gerge Ernst Stahl (1660 – 1734). Teori flogiston pada prinsipnya menyatakan bahwa:

■ Semua materi mengandung zat ringan yang disebut flogiston

■ Suatu reaksi kimia merupakan perpindahan flogiston dari suatu materi ke materi yang lain.

Becker dan Stahl memberikan contoh pada pembakaran suatu logam, massanya akan berubah menjadi lebih berat dibandingkan massa logam awal. Logam akan kehilangan phlogiston sehingga berubah menjadi calx logam (sekarang disebut oksida logam).

Untuk memperoleh kembali logam tersebut, calx  harus dibakar bersama karbon yang kaya flogiston, karena flogiston semula sudah menghilang di udara. Calx akan menyerap flogiston dari udara sehingga akan berubah menjadi logam semula.

#2 Percobaan Joseph Priestley

Hampir satu abad teori phlogiston dianut oleh para ilmuwan. Kemudian pada tahun 1774, Joseph Priestley (1733 – 1804) dari Inggris melakukan eksperimen dengan memanaskan calx merkuri (merkuri oksida) yang berupa serbuk merah. Calx merkuri dapat berubah kembali menjadi logam merkuri hanya dengan pemanasan tanpa penambahan materi yang kaya akan flogiston.

Calx merkuri  terurai menjadi logam raksa dan suatu “udara aneh” yang berbeda dari udara biasa. Jika bara api diletakkan dalam “udara aneh” tersebut, maka ia akan menyala lebih terang. Menurut Priestley, serbuk calx merkuri menyerap flogiston udara sehingga berubah menjadi logam raksa. Akibatnya udara di sekitarnya kehabisan flogiston yang disebut “dephlogisticated air”.

#3 Percobaan Antonie Laurent Lavoisier

Antonie Laurent Lavoisier (1743 – 1794) di Paris, Prancis menganggap “flogiston” adalah suatu zat khayal yang keberadaanya belum terbukti secara eksperimen. Menurut Lavoisier, suatu eksperimen kimia harus memakai pengukuran dan perhitungan kuantitatif.

Pada tahun 1779, Lavoisier mengulangi eksperimen Priestly dengan lebih teliti. Ia memanaskan 530 gram logam merkuri dalam wadah terhubung udara dalam silinder ukur pada sistem tertutup. Volume 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 tersebut ternyata sama dengan 1/5 bagian udara yang hilang. Ia menyadari bahwa 1/5 bagian udara tersebut adalah “udara tanpa flogiston” yang telah bergabung dengan logam merkuri membentuk calx merkuri. Kemudian Lavoisier menamakan bagian udara tersebut sebagai oksigen. Secara sistematis, persamaan reaksi hasil percobaan Lavoisier adalah sebagai berikut.

Bunyi Hukum Kekekalan Massa Lavoisier

Percobaan yang dilakukan oleh lavoisier telah berhasil membuktikan bahwa teori flogiston gagal. Hal ini disebabkan, pada massa sebelum Lavoisier, pada ilmuwan belum memahami keterlibatan gas dalam reaksi kimia. Kemudian teori flogiston itu hilang setelah Antonie Laurent Lavoisier menerbitkan bukunya yang berjudul Traite Elementaire de Chemie.

Dalam buku tersebut, Lavoisier mengemukakan bahwa jika suatu reaksi kimia dilakukan dalam tempat tertutup, sehingga tidak ada hasil reaksi yang keluar dari tempat tersebut, ternyata massa zat sebelum reaksi dan sesudah reaksi adalah tetap. Inilah yang disebut sebagai Hukum Kekekalan Massa. Hukum Kekekalan Massa berbunyi:

Dalam sistem tertutup untuk setiap reaksi kimia, jumlah massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.

Setelah menyatakan Hukum Kekekalan Massa, Lavoisier kemudian dikenal sebagai Bapak Kimia Modern karena ia merupakan orang yang pertama kali menggunakan metode ilmiah dalam ilmu kimia dan menekankan pentingnya pengamatan kuantitatif dalam eksperimen.

Perubahan materi yang kita amati dalam kehidupan sehari-hari umumnya berlangsung dalam wadah terbuka. Jika hasil reaksi ada yang berupa gas (seperti pada pembakaran kertas), maka massa zat yang tertinggal menjadi lebih kecil daripada massa semula. Sebaliknya, jika reaksi mengikat sesuatu dari lingkungannya (misalnya oksigen), maka hasil reaksi akan lebih besar daripada massa semula.

Misalnya, reaksi perkaratan besi (besi mengikat oksigen dari udara) sebagai berikut.

Besi yang mempunyai massa tertentu akan bereaksi dengan sejumlah oksigen di udara membentuk senyawa baru besi oksida atau Fe2O3(s) yang massanya sama dengan massa besi dan oksigen mula-mula.

Fe(s) + O2(g) → Fe2O3(s)

Contoh Soal Hukum Kekekalan Massa Lavoisier

Untuk memahami penerapan Hukum Kekekalan Massa dalam persamaan reaksi kimia, silahkan kalian perhatikan dua contoh soal dan pembahasannya berikut ini.

Contoh Soal #1

Kawat tembaga dibakar dalam pembakaran bunsen sehingga terbentuk tembaga oksida (CuO). Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut.

2Cu(s) + O2(g) → 2CuO(s)

Jika berat Cu semula adalah 32 g dan CuO yang terbentuk 40 g, berapakah berat O2 yang bereaksi?

Jawab

Menurut Hukum Kekekalan Massa, dalam reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa. Oleh karena itu, berat O2 yang bereaksi adalah 40 g – 32 g = 8 g.

32 g Cu(s) + 8 g O2(g) → 40 g CuO(s)

Contoh Soal #2

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

Jawab

massa H : massa O = 1 : 8

massa hidrogen yang bereaksi = 10 gram

sehingga perbandingannya 10 gram : massa O = 1 : 8

massa O = 8/1 × 10 gram = 80 gram.

Jadi, massa air yang dihasilkan = 10 gram + 80 gram = 90 gram.

10 g H2(g) + 80 g O2(g) → 90 g H2O(l)

Demikianlah artikel tentang bunyi Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier beserta contoh soal dan pembahasannya. Semoga dapat bermanfaat untuk Anda. Apabila terdapat kesalahan tanda, simbol, huruf maupun angka dalam penulisan mohon dimaklumi. Terimakasih atas kunjungannya dan sampai jumpa di artikel berikutnya.