Bunyi Hukum Perbandingan Tetap Proust, Contoh Soal dan Pembahasan
https://blogmipa-kimia.blogspot.com/2017/09/hukum-perbandingan-tetap-proust.html
Daftar Materi Kimia
Advertisement
Garam dapur atau natrium klorida merupakan suatu senyawa yang sangat berguna untuk kesehatan tubuh kita, juga membuat makanan menjadi enak rasanya. Unsur-unsur pembentuk garam dapur yaitu logam natrium dan gas klorin yang masing-masing memiliki sifat yang berbeda. Logam natrium apabila direaksikan dengan air dapat meledak. Sedangkan gas klorin dalam jumlah yang cukup apabila terisap pada saat bernafas dapat menimbulkan iritasi pada selaput lendir hidung.
Dengan demikian, suatu senyawa merupakan zat baru yang sifatnya berbeda dengan unsur pembentuknya. Selain garam dapur, ada banyak sekali senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih, sebagai contoh air (H2O). Air ini dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur hidrogen dan oksigen. Materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen.
Lalu bagaimana kita mengetahui massa unsur hidrogen dan oksigen yang terdapat dalam air? Pada tahun 1799, seorang ahli kimia Prancis bernama Joseph Louis Proust (1754 – 1826) melakukan eksperimen yaitu dengan mereaksikan unsur hidrogen dan unsur oksigen. Ia menemukan bahwa unsur hidrogen dan unsur oksigen selalu bereaksi membentuk senyawa air dengan perbandingan massa yang tetap, yaitu 1 : 8. Berikut ini adalah tabel hasil percobaan Proust.
Tabel Hasil Eksperimen Proust
Massa zat sebelum reaksi
|
Massa zat setelah reaksi
| ||
Hidrogen (gram)
|
Oksigen (gram)
|
Air (gram)
|
Sisa unsur yang tidak bereaksi
|
1
|
8
|
9
|
0
|
2
|
8
|
9
|
1 gam hidrogen
|
1
|
9
|
9
|
1 gram oksigen
|
2
|
16
|
18
|
0
|
Berdasarkan tabel di atas, terlihat bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8 gram oksigen menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya air yang terbentuk.
Dari percobaan yang telah dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Komposisi Tetap, yang berbunyi sebagai berikut.
Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tertentu dan tetap.
|
Dengan memakai pemahaman Hukum Perbandingan Tetap, definisi senyawa dapat diperluas sebagai berikut.
Senyawa adalah zat yang terbentuk oleh dua atau lebih unsur yang berbeda jenis dengan perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya adalah tetap.
|
Dari definisi senyawa berdasarkan Hukum Proust di atas, mengindikasikan bahwa senyawa yang sama meskipun berasal dari daerah yang berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda, ternyata mempunyai komposisi yang sama. Contohnya, hasil analisis terhadap garam natrium klorida dari berbadai daerah sebagai berikut.
Tabel Hasil Analisis terhadap Garam dari Berbagai Daerah
Asal
|
Massa Garam
|
Massa Natrium
|
Massa Klorida
|
Massa Na : Cl
|
Indramayu
|
2 gram
|
0,786 gram
|
1,214 gram
|
1 : 1,54
|
Madura
|
1,5 gram
|
0,59 gram
|
0,91 gram
|
1 : 1,54
|
Impor
|
2,5 gram
|
0,983 gram
|
1,517 gram
|
1 : 1,54
|
Sebagaimana ditunjukkan dalam perhitungan di atas, bahwa perbandingan massa Na terhadap Cl ternyata tetap, yaitu 1 : 1,54. Jadi senyawa tersebut telah memenuhi Hukum Proust. Agar kalian lebih paham mengenai penerapan konsep Hukum Perbandingan Tetap dalam perhitungan kimia (stoikiometri), silahkan pelajari beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini.
Contoh Soal #1
Perbandingan massa hidrogen dan oksigen adalah 1 : 8. Jika 6 gram hidrogen direaksikan dengan 12 gram oksigen, tentukan:
■ massa hidrogen dan oksigen yang bereaksi
■ massa zat yang tersisa
■ massa air yang terbentuk
Penyelesaian
Perbandingan massa H : O = 1 : 8; Massa H = 6 g; massa O = 12 g. Langkah pertama adalah mencari pereaksi yang habis lebih dahulu (pereaksi pembatas) dengan cara sebagai berikut.
● misalnya H sebanyak 6 g habis lebih dulu, maka:
Massa O yang bereaksi = 8/1 × massa H = 8/1 × 6 g = 48 g
Hal ini tidak mungkin, karena O yang direaksikan hanya 12 g, tetapi yang bereaksi malah 48 g.
● misalnya O sebanyak 12 g habis lebih dulu, maka:
Massa H yang bereaksi = 1/8 × massa O = 1/8 × 12 g = 1,5 g
Hal ini mungkin, karena H yang direaksikan 6 g dan yang bereaksi hanya 1,5 g. Jadi O sebanyak 12 g sebagai pereaksi pembatas.
■ massa H dan O yang bereaksi
O bereaksi semua, sehingga massa O yang bereaksi = 12 g
Massa H yang bereaksi = 1/8 × massa O = 1/8 × 12 g = 1,5 g
■ massa zat yang tersisa
O habis bereaksi, maka yang tersisa adalah H
Sisa H = massa H awal – massa H yang bereaksi
Sisa H = 6 g – 1,5 g = 4,5 g
■ massa air
Massa H2O = massa O yang bereaksi + massa H yang bereaksi
Massa H2O = 12 g + 1,5 g = 13,5 g.
Catatan Penting:
Perbandingan massa H dan O dalam H2O dapat diperoleh dari perbandingan massa atom relatifnya. Perbandingan massa H : O dalam H2O adalah sebagai berikut.
⇔ (2 × Ar H) : (1 × Ar O)
⇔ (2 × 1) : (1 × 16)
⇔ 2 : 16
⇔ 1 : 8
Contoh Soal #2
Kawat tembaga dibakar sehingga terbentuk tembaga oksida (CuO). Perhatikan reaksi berikut.
32g Cu(s) + 8g O2(g) → 40g CuO(s)
Berapa persen massa atau perbandingan massa unsur Cu : O dalam senyawa CuO?
Penyelesaian
Untuk menentukan persen massa unsur-unsur dalam senyawa adalah dengan cara membandingkan massa unsur terhadap massa senyawanya.
Persen massa Cu dalam CuO = 32/40 × 100% = 80%
Persen massa O dalam CuO = 8/40 × 100% = 20%
Perbandingan massa unsur Cu : O ditentukan dari perbandingan persen massa unsur-unsurnya.
Massa Cu : Massa O = 80% : 20%.
Jadi, perbandingan massa unsur Cu : O = 4 : 1.
Contoh Soal #3
Senyawa NaCl diperoleh dari tiga sumber yang berbeda. hasilnya disusun dalam tabel berikut.
Sumber
|
Laut
|
Mineral
|
Sintesis
|
Massa NaCl
|
2,00 g
|
1,50 g
|
1,0 g
|
Massa Na
|
0,78 g
|
0,59 g
|
0,39 g
|
Massa Cl
|
1,22 g
|
0,91 g
|
0,61 g
|
Apakah senyawa NaCl pada tabel tersebut mengikuti Hukum Proust?
Penyelesaian
Untuk membuktikan kebenaran Hukum Proust, dapat dilakukan perbandingan massa setiap unsur dari ketiga sumber tersebut. Jika perbandingan massa unsur-unsur dalam ketiga sumber itu selalu tetap, berarti Hukum Proust terbukti.
■ sumber laut
Persen Na = Massa Na/Massa NaCl × 100% = 0,78 g/2,00 g × 100% = 39%
Persen Cl = Massa Cl/Massa NaCl × 100% = 1,22 g/2,00 g × 100% = 61%
■ sumber Mineral
Persen Na = 0,59 g/1,5 g × 100% = 39%
Persen Cl = 0,91 g/1,5 g × 100% = 61%
NaCl dari laut memiliki komposisi yang sama, demikian pula dari hasil sintesis dengan cara yang sama akan menghasilkan perbandingan massa tetap. Jadi, Hukum Perbandingan Tetap terbukti kebenarannya.
Contoh Soal #4
Diketahui perbandingan massa kalsium dan oksigen dalam membentuk senyawa kalsium oksida adalah 5 : 2. Bila direaksikan 10 gram kalsium dan 12 gram oksigen, tentukan massa kalsium oksida (CaO) yang terbentuk dan sisa pereaksi!
Penyelesaian
Langkah-langkah
|
Massa Kalsium
|
Massa Oksigen
|
Massa CaO yang terbentuk
|
Massa Sisa Pereaksi
|
Mula-mula
|
10 gram
|
12 gram
|
-
|
-
|
Perbandingan massa
|
10/5 = 2
(pilih angka kecil)
|
12/2 = 6
| ||
Bereaksi
|
2 × 5 = 10 gram
|
2 × 2 = 4 gram
|
10 + 4 = 14 gram
| |
Sisa
|
10 – 10 = 0 gram
|
12 – 4 = 8 gram
|
8 gram oksigen
|
Contoh Soal #5
Berapa gram NH3 yang terbentuk dari 14 g N2 dan 14 g H2? Diketahui NH3 tersusun atas 82% N dan 18% H.
Penyelesaian
82% N2(g) + 18% H2(g) → 100% NH3(g)
Persen massa dapat diartikan sebagai perbandingan massa unsur-unsur yang bersenyawa sesuai Hukum Kekekalan Massa, yaitu
82 g N2 tepat bereaksi dengan 18 g H2 membentuk 100 g NH3 .
Jika 14 g N2 yang bereaksi maka gas H2 yang diperlukan sebanyak:
14 g N2
|
× 18 g H2 = 3 g H2
|
82 g N2
|
Berdasarkan persamaan reaksinya:
14g N2(g) + 3g H2(g) → 17g NH3(g)
(sesuai Hukum Kekekalan Massa)
Jadi, berat NH3 yang dihasilkan dari reaksi 14 g N2 dan 14 g H2 sama dengan 17 g. Menurut Hukum Proust, senyawa memiliki komposisi yang tetap. Jadi, berapapun H2 ditambahkan, yang bereaksi hanya 3 g berat dari H2. Sisanya, tetap sebagai gas H2 sebanyak 11 g tidak bereaksi.
Demikianlah artikel tentang bunyi Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Proust 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.
