Bunyi Hukum (Hipotesis) Avogadro, 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:

Hukum Perbandingan Volume yang dicetuskan oleh Gay Lussac menyatakan bahwa “Pada suhu dan tekanan yang sama (tetap), perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana”. Namun yang menjadi pertanyaannya sekarang adalah, mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana?

Pada awalnya, Hukum Gay Lussac tidak dapat dijelaskan oleh para ilmuwan termasuk John Dalton, sang pencetus teori atom. Ketidakmampuan Dalton karena ia menganggap partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik). Kemudian pada tahun 1811, seorang ahli fisika dari Italia bernama Amadeo Avogadro melanjutkan eksperimen yang telah dilakukan oleh Gay Lussac.

Avogadro mengaitkan perbandingan volume gas dalam reaksi dengan jumlah partikel. Avogadro berpendapat suatu gas seperti hidrogen, oksigen dan nitrogen yang bereaksi berupa molekul diatomik bukan monoatomik sehingga rumus kimianya adalah H2, O2 dan N2 bukan H, O dan N. Percobaan dari Gay Lussac dituliskan oleh Avogadro sebagai berikut.

Gay Lussac:

2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen → 2 volume uap air

Avogadro:

2 molekul gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen → 2 molekul uap air

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

Berdasarkan penulisan tersebut, 2 molekul uap air dapat dibentuk dengan mereaksikan 2 molekul hidrogen dengan 1 molekul oksigen. Dari sini Avogadro mengajukan hipotesis yang dikenal sebagai Hipotesis Avogadro yang berbunyi sebagai berikut.

Pada suhu dan tekanan yang sama , semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.

Makna hipotesis tersebut dapat diartikan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi menunjukkan perbandingan molekul-molekulnya. Sebagai gambaran, tinjau reaksi antara gas N2 dan gas O2 menghasilkan gas NO2 berikut ini.

■ 1 volume N2 + 2 volume O2 → 2 volume NO2

■ 1 molekul N2 + 2 molekul O2 → 2 molekul NO2

■ n molekul N2 + 2n molekul O2 → 2n molekul NO2

Apabila reaksi yang diukur pada suhu dan tekanan yang sama, jumlah molekul O2 yang bereaksi adalah dua kali jumlah molekul N2 (volumenya 2×) dan jumlah molekul NO2 yang dihasilkan adalah dua kali jumlah molekul N2 atau sama dengan jumlah molekul O2. Oleh karena hipotesis Avogadro dapat diterima kebenarannya dan dapat dibuktikan kapanpun dan oleh siapapun, maka hipotesis tersebut telah dikukuhkan sebagai Hukum Avogadro.

Dari semua penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa perbandingan volume sebanding dengan perbandingan koefisien, sehingga perbandingan koefisien juga menyatakan perbandingan jumlah molekul sesuai dengan konsep Hukum Avogadro.

		Perbandingan koefisien reaksi sama dengan perbandingan jumlah molekul
Hukum Avogadro	→

Apabila Hukum Perbandingan Volume Gay Lussac kita gabungkan dengan Hukum Avogadro maka untuk suhu dan tekanan yang sama, kita peroleh hubungan antara perbandingan volume, jumlah molekul dan koefisien reaksi sebagai berikut.

Perbandingan volume = perbandingan molekul = perbandingan koefisien

Untuk lebih memahami bagaimana contoh penerapan atau penggunaan Hukum Avogadro dalam perhitungan kimia, silahkan kalian pelajari beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini.

Contoh Soal #1

Pada suhu dan tekanan tertentu, gas N2 direaksikan dengan gas H2 menjadi gas NH3. Jika gas H2 yang bereaksi sebanyak 7,5 × 1023 molekul, berapakah jumlah molekul NH3 yang terbentuk?

Jawab

■ Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama akan mengandung jumlah molekul yang sama (menurut Avogadro)

■ Koefisien reaksi menyatakan perbandingan volume gas-gas yang bereaksi (menurut Gay Lussac).

■ Persamaan reaksi kimia dari reaksi N2 dan H2 dapat dituliskan sebagai berikut.

H2(g) + N2(g) → NH3(g) [belum setara]

Baca: 2 Cara Mudah Menyetarakan Persamaan Reaksi Kimia.

3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g) [setara]

Dari soal diketahui bahwa gas H2 yang bereaksi sebanyak 7,5 × 1023 molekul dan berdasarkan persamaan reaksi kimia di atas, koefisien H2 adalah 3. Hal ini mengandung pengertian bahwa dalam 3 volume H2 terkandung 7,5 × 1023 molekul maka dalam 2 volume NH3 terkandung:

⇔ (2 volume NH3/3 volume H2) × 7,5 × 1023 molekul H2

⇔ (2/3) × 7,5 × 1023 = 5,0 × 1023

Jadi, jumlah molekul NH3 yang terbentuk adalah sebanyak 5,0 × 1023 molekul.

Contoh Soal #2

Jika 5 liter gas hidrogen pada suhu dan tekanan yang sama jumlah molekulnya 3n, maka tentukan:

■ Volume gas CO2 yang mengandung 6n buah molekul CO2

■ Jumlah molekul dari 15 liter gas oksigen

Jawab:

■ Volume CO2

⇔ Volume CO2 = (jumlah molekul CO2/jumlah molekul H2) × volume H2

⇔ Volume CO2 = (6n/3n) × 5 liter

⇔ Volume CO2 = 10 liter

■ Jumlah molekul O2

⇔ Jumlah molekul O2 = (volume O2/volume H2) × jumlah molekul H2

⇔ Jumlah molekul O2 = (15/5) × 3n

⇔ Jumlah molekul O2 = 9n buah molekul

Contoh Soal #3

Diketahui 0,5 liter gas hidrokarbon CxHy tepat bereaksi dengan 1,75 liter gas oksigen menghasilkan 1 liter gas karbon dioksida dan 1,5 liter uap air. Semuanya diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Tentukan rumus kimia gas hidrokarbon tersebut!

Jawab:

CxHy(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)

Perbandingan volume antara gas hidrokarbon, oksigen, karbon dioksida dan uap air adalah sebagai berikut.

⇔ CxHy : O2 : CO2 : H2O = 0,5 L : 1,75 L : 1 L : 1,5 L

⇔ CxHy : O2 : CO2 : H2O = 2 : 7 : 4 : 6

Karena perbandingan volume = perbandingan koefisien, maka persamaan reaksi kimia di atas bisa kita tuliskan sebagai berikut.

2CxHy(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(g)

Kemudian, kita samakan jumlah atom di ruas kiri dengan jumlah atom di ruas kanan sebagai berikut.

■ Jumlah atom C di kiri = jumlah atom C di kanan

2x = 4

x = 2

■ Jumlah atom H di kiri = jumlah atom H di kanan

2y = 12

y = 6

Dengan demikian, rumus kimia gas hidrokarbon tersebut adalah C2H6.

Contoh Soal #4

Tiga liter gas metana (CH4) dibakar sempurna menghasilkan gas CO2 dan H2O. Jika pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan yang sama, maka tentukan:

■ Persamaan reaksinya

■ Volume gas oksigen yang diperlukan

■ Volume gas CO2 yang dihasilkan

■ Volume uap air yang dihasilkan

Jawab:

■ Persamaan reaksi:

CH4(g) + 2O2(g) → 2H2O(g) + CO2(g)

■ Volume O2

⇔ Volume O2 = (koefisien O2/koefisien CH4) × volume CH4

⇔ Volume O2 = (2/1) × 3 liter

⇔ Volume O2 = 6 liter

■ Volume O2

⇔ Volume CO2 = (koefisien CO2/koefisien CH4) × volume CH4

⇔ Volume CO2 = (1/1) × 3 liter

⇔ Volume CO2 = 3 liter

■ Volume H2O

⇔ Volume H2O = (koefisien H2O/koefisien CH4) × volume CH4

⇔ Volume H2O = (2/1) × 3 liter

⇔ Volume H2O = 6 liter

Demikianlah artikel tentang bunyi Hukum atau Hipotesis Avogadro beserta contoh soal dan pembahasannya lengkap. 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.