Bunyi dan Rumus Hukum Perbandingan Volume Gay Lussac, 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-hukum perbandingan yang telah dibahas dalam artikel sebelumnya hanya mengkaji komposisi senyawa, sedangkan Hukum Perbandingan Volume yang akan kita bahas ini berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia yang melibatkan wujud gas. Bagaimana perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan adakah hubungan antara volume gas-gas yang bereaksi dengan koefisien reaksinya?

Di awal tahun 1781, Joseph Priestly menemukan hidrogen dapat bereaksi dengan oksigen membentuk air, kemudian Henry Cavendish menemukan volume hidrogen dan oksigen yang bereaksi membentuk uap air mempunyai perbandingan 2 : 1. Kemudian dilanjutkan William Nicholson dan Anthony Carlise berhasil menguraikan air menjadi gas hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Ternyata perbandingan volume hidrogen dan oksigen yang terbentuk dalah 2 : 1.

Lalu pada tahun 1808, seorang ahli kimia Prancis bernama Joseph Louis-Gay Lussac mengamati volume gas-gas yang terlibat dalam suatu reaksi seperti gas hidrogen (H2), oksigen (O2), klorin (Cl2) dan Nitrogen (N2). Pengamatan menunjukkan bahwa pada reaksi pengukuran temperatur dan tekanan yang sama diperoleh hasil sebagai berikut.

Tabel Hasil Percobaan I Volume H2 Tetap

V H2	V O2	V H2O
20 mL	5 mL	10 mL
20 mL	10 mL	20 mL
20 mL	15 mL	20 mL
20 mL	20 mL	20 mL

Tabel Hasil Percobaan II Volume O2 Tetap

V H2	V O2	V H2O
10 mL	10 mL	10 mL
15 mL	10 mL	15 mL
20 mL	10 mL	20 mL
25 mL	20 mL	20 mL

Dalam eksperimen I, pada saat volume O2 10 mL dan seterusnya, volume H2O tidak berubah yaitu 20 mL. Demikian pula pada eksperimen II, volume H2O tidak berubah lagi (20 mL) setelah volume H2 mencapai 20 mL (volume O2 = 10 mL). Dengan demikian, Gay Lussac menemukan bahwa perbandingan volume hidrogen : oksigen : uap air adalah 2 : 1 : 2 dengan persamaan reaksi sebagai berikut.

20 mL gas H2 + 10 mL gas O2 → 20 mL H2O

Sejalan dengan percobaan tersebut, reaksi gas-gas lain juga diukur perbandingan volumenya, seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut ini.

Tabel Perbandingan Volume Gas-Gas dalam Reaksi

Persamaan Reaksi	Perbandingan Volume
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)	10 mL : 10 mL : 20 mL
3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g)	15 mL : 5 mL : 10 mL
N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g)	10 mL : 20 mL : 20 mL

Berdasarkan data perbandingan volume gas-gas yang bereaksi, Gay Lussac merumuskan Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay-Lussac) yang bunyinya adalah seabagai berikut.

Pada suhu dan tekanan yang sama (tetap), perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana.

Pada suhu dan tekanan yang sama, artinya pada wujud gas, volume gas-gas tersebut berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Bulat mengandung arti bilangan bulat. Sederhana menunjukkan bilangan tersebut di bawah angka 10. Oleh karena perbandingan volume gas-gas tersebut sesuai dengan perbandingan koefisien gas-gas, maka dapat dikatakan.

Perbandingan koefisien reaksi = perbandingan volume gas

Karena perbandingan volume gas-gas sesuai dengan koefisien reaksi masing-masing gas, maka untuk dua buah gas, misalnya gas A dan gas B yang terlibat dalam suatu persamaan reaksi, berlaku hubungan sebagai berikut.

Volume A	=	Koefisien A
Volume B		Koefisien B

Volume A	=	Koefisien A	×	Volume B
		Koefisien B

Untuk memahami bagaimana penerapan Hukum Gay Lussac dan penggunaan rumus di atas dalam perhitungan kimia, silahkan kalian perhatikan beberapa contoh soal dan pembahasannya berikut ini.

Contoh Soal #1

Tiga liter gas propana (C3H8) dibakar sempurna dengan gas oksigen membentuk gas karbon dioksida dan air, sesuai persamaan reaksi berikut.

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l)

■ Berapa liter gas oksigen yang diperlukan?

■ Berapa liter gas karbon dioksida yang terbentuk?

■ Berapa liter air yang terbentuk?

Jawab

C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l)

■ Menentukan volume oksigen

Volume O2/Volume C3H8 = koefisien O2/koefisien C3H8

Volume O2 = (koefisien O2/koefisien C3H8) × volume C3H8

Volume O2 = (5/1) × 3 liter = 15 liter

■ Menentukan volume karbon dioksida

Volume CO2/Volume C3H8 = koefisien CO2/koefisien C3H8

Volume CO2 = (koefisien CO2/koefisien C3H8) × volume C3H8

Volume CO2 = (3/1) × 3 liter = 9 liter

■ Menentukan volume air

Volume H2O/Volume C3H8 = koefisien H2O/koefisien C3H8

Volume H2O = (koefisien H2O/koefisien C3H8) × volume C3H8

Volume CO2 = (4/1) × 3 liter = 12 liter

Contoh Soal #2

Sepuluh mL gas nitrogen (N2) dan 15 mL gas oksigen (O2) tepat habis bereaksi menjadi 10 mL gas NaOb. Tentukan rumus kimia gas NaOb tersebut!

Jawab

Perbandingan koefisien = perbandingan volume

Koefisien N2 : O2 : NaOb = 10 : 15 : 10 = 2 : 3 : 2

Dengan demikian, persamaan reaksinya dapat kita tulis sebagai berikut.

2N2 + 3O2 → 2NaOb

Karena jumlah atom di ruas kiri dan ruas kanan itu sama, maka harga indeks a dan b dapat dicari dengan cara sebagai berikut.

Jumlah atom N kiri = jumlah atom N kanan

2 × 2 = 2a

4 = 2a

a = 2

Jumlah atom O kiri = jumlah atom O kanan

3 × 2 = 2b

6 = 2b

b = 3

Dengan demikian, rumus kimia senyawa tersebut adalah N2O3.

Contoh Soal #3

Ke dalam tabung eudiometer dimasukkan gas O2 dan gas SO2, kemudian dilewatkan bunga api listrik. Pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm, volume gas-gas yang bereaksi diukur. Hasilnya ditunjukkan pada tabel berikut.

Pada volume O2 tetap:

Percobaan ke-	Volume O2	Volume SO2	Volume SO3
1	10 mL	10 mL	10 mL
2	10 mL	15 mL	15 mL
3	10 mL	20 mL	20 mL
4	10 mL	25 mL	20 mL

Pada volume SO2 tetap:

Percobaan ke-	Volume O2	Volume SO2	Volume SO3
1	5 mL	20 mL	10 mL
2	10 mL	20 mL	20 mL
3	15 mL	20 mL	20 mL
4	20 mL	20 mL	20 mL

■ Bagaimana perbandingan volume SO2 : O2 : SO3? Apakah sesuai dengan Hukum Perbandingan Volume?

■ Tuliskan persamaan reaksinya beserta koefisien reaksi berdasarkan hasil percobaan.

Jawab

Pada volume O2 tetap

Cermati percobaan ke-3, volume SO3 tidak berubah lagi saat volume SO2 mencapai 20 mL.

Pada volume SO2 tetap

Cermati percobaan ke-2, volume SO3 tidak berubah lagi saat volume O2 mencapai 10 mL.

■ Perbandingan volume SO2 : O2 : SO3 adalah

SO2 + O2 → SO3

20 mL : 10 mL : 20 mL

Jadi, SO2 : O2 : SO3 = 2 : 1 : 2

Dengan demikian, data tersebut sesuai dengan Hukum Gay-Lussac.

■ Persamaan reaksi yang terjadi adalah

2SO2(g)+ O2(g)→ 2SO3(g)

Demikianlah artikel tentang bunyi dan rumus Hukum Perbandingan Volume Gay Lussac 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.