Hukum Gay Lussac dan hipotesis Avogadro membentuk dasar stoikiometri reaksi gas, di mana perbandingan volum gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksi jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, memungkinkan perhitungan volum gas lain berdasarkan volum yang diketahui.
2. HUKUM GAY LUSSAC DAN
HIPOTESIS AVOGADRO
Dalam teori atomnya, John Dalton mengatakan
bahwa senyawa terbentuk dari dua jenis
atom/lebih dengan perandingan tertentu.
Namun demikian, pada masa itu, para ahli
belum mengetahui cara menentukan rumus
kimia zat. Dalton bahkan pernah menyatakan
rumus kimia air sebagai HO karena menganggap
bahwa unsur-unsur selalu terdiri dari atom-atom
dan bahwa senyawa merupakan penggabungan
sederhana dari atom-atom unsur. Cara
menentukan rumus kimia zat bisa dilakukan
setelah penemuan Gay Lussac dan Avogadro.
3. HUKUM GAY LUSSAC
Henry Cavendish (1731-1810)
Seorang ahli kimia berkebangsaan
Inggris, menemukan fakta bahwa perbandingan
volum hidrogen : volum oksigen dalam bentuk
air adalah 2 : 1, dengan syarat kedua gas itu
diukur pada suhu (T) dan tekanan (P) yang
sama.
Joseph Louis Gay Lussac (1778-1850)
Ilmuan berkebangsaan Perancis tersebut
tertarik pada penemuan Henry C, kemudian
melakukan percobaan terhadap berbagai reaksi
gas dan menemukan hasil dalam percobaannya.
4. 1) Pada reaksi antara gas hidrogen dengan gas
klorin membentuk gas hidrogen
klorida, perbandingan volumnya adalah 1 : 1 :
2.
V liter (T,P)
Gas klorin
Joseph Louis Gay Lussac menemukan hasil
sebagai berikut.
+
V liter (T,P)
Gas hidrogen
2V liter (T,P)
Gas hidrogen klorida
5. 2) Pada reaksi antara gas hidrogen dengan gas
oksigen membentuk uap air, perbandingan
volumnya adalah 2 : 1 : 2.
+
2V liter (T,P)
Gas hidrogen
V liter (T,P)
Gas oksigen
2V liter (T, P)
Uap air
6. 3) Pada reaksi antara gas nitrogen dengan
hidrogen membentuk amonia, perbandingan
volumnya adalah 1 : 3 : 2.
+
V liter (T,P)
Gas nitrogen
3V liter (T,P)
Gas hidrogen
2V liter (T,P)
Gas amonia
7. Hukum Perbandingan Volume Gay Lussac
secara tegas dapat dinyatakan sebagai berikut.
“Bila diukur pada suhu dan tekanan yang
sama, volum gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi
berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.”
Atau
“ Perbandingan volume gas-gas sesuai dengan
koefisien masing-masing.“
8. Untuk dua buah gas (misalnya
gas A dan Gas B) dalam suatu
persamaan reaksi berlaku
hubungan:
Volume A Koefisien A
Volume B Koefisien B
=
Ingat !
9. HIPOTESIS AVOGADRO
Mengapa perbandingan volum gas-gas dalam
suatu reaksi merupakan bilangan sederhana?
Banyak ahli, termasuk Dalton dan Gay
Lussac, gagal menjelaskan hukum perbandingan
volum yang ditemukan oleh Gay Lussac.
Penyebab kegagalan mereka adalah anggapan
bahwa partikel unsur selalu berupa atom.
Barulah pada tahun 1811, Amadeo Avogadro
(1776 - 1856) dari Italia, mengemukakan bahwa
partikel unsur tidak harus berupa atom yang
berdiri sendiri tetapi dapat juga berupa
gabungan dari beberapa atom yang disebut
molekul unsur.
10. Avogadro dapat menjelaskan hukum
perbandingan volum dengan
mengajukan hipotesis sebagai berikut :
“Pada suhu dan tekanan sama, semua
gas bervolum sam mengandung jumlah
molekula yang sama pula.”
Jadi, perbandingan volum gas-gas itu juga
merupakan perbandingan jumlah molekul yang
terlibat dalam reaksi. Dengan kata
lain, perbandingan Volum gas-gas yang
bereaksi sama dengan koefisien reaksinya.
11. Contoh soal Menentukan rumus molekul
senyawa gas dari data perbandingan volum
Dua liter gas nitrogen (N₂) tepat bereaksi dengan 3 liter
gas oksigen (O) membentuk 2 liter gas X, semuanya
diukur pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama.
Tentukanlah rumus molekul gas X tersebut.
Analisis Masalah :
Sesuai dengan hipotesis Avogadro, perbandingan volum
gas-gas yang terlibat dalam reaksi sama dengan
koefisien reaksinya. Dengan demikian, setelah
menentukan koefisien reaksi, rumus molekul gas X akan
dapat ditentukan berdasarkan kesetaraan atom-atom
sebelum dan sesudah reaksi.
12. Jawab:
Misalkan rumus molekul gas X itu NaOb
Volum N₂ : O₂ : NaOb = 2 : 3 : 2
Oleh karena perbandingan volum gas
merupakan koefisien reaksi, maka
persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai
berikut.
2N₂(g) + 3O(g) 2NaOb
Jumlah atom sebelum reaksi sama dengan
sesudah reaksi, maka :
- Untuk kesetaraan atom N:
Jumlah atom N di ruas kiri = 4,
di ruas kanan = 2a
Berarti, 2a=4 atau a=2
- Untuk kesetaraan atom O:
Jumlah atom O di ruas kiri = 6,
di ruas kanan = 2b
Berarti, 2b=6 atau b=3
Dengan a=2 dan b=3, maka rumus kimia gas X atau
NaOb adalah N₂O₃.
13. STOIKIOMETRI REAKSI-REAKSI
GAS
Hukum Gay Lussac dan hipotesis
Avogadro menjadi dasar bagi stoikiometri
reaksi-reaksi gas. Jika pengukuran
dilakukan pada suhu dan tekanan
sama, maka perbandingan volum gas
yang terlibat dalam reaksi sama dengan
koefisien reaksinya. Oleh karena itu, jika
volum salah satu komponen
diketahui, maka volum komponen lainnya
dapat ditentukan.
14. Contoh Soal Menentukan volum gas lain jika
volum salah satu gas diketahui
Gas etana (C₂H₆) terbakar menurut persamaan sebagai
berikut.
2C₂H₆(g) + 7O₂(g) 4CO₂(g) + 6H₂O(g)
Hitunglah volum oksigen yang diperlukan untuk
membakar 6 liter C₂H₆?
Analisis Masalah :
Pada contoh soal ini, Anda diberikan persamaan reaksi
yang melibatkan gas serta volum salah satu
komponennya, kemudian Anda diminta menentukan
volum komponen gas lainnya. Untuk itu,pergunakan
perbandingan koeisien untuk menentukan volum gas
yang ditanyakan.
15. Jawab:
Perbandingan volum O₂ : C₂H₆ = 7 : 2
(sama dengan koefisien reaksi)
Diketahui volum C₂H₆ = 6 liter, maka
volum O₂ = ⁷/₂ x 6 liter = 21 liter.
Jadi, untuk membakar 6 liter C₂H₆(T,P)
diperlukan 21 liter O₂ (T,P)
16. - Gay Lussac menemukan bahwa
perbandingan volum gas pereaksi dan hasil
reaksi merupakan bilangan bilat sederhana asal
diukur pada suhu dan tekanan yang sama.
- Avogadro menjelaskan hukum Gay Lussac
dengan hipotesis bahwa gas-gas bervolum
sama mengandung jumlah molekul yang
sama, asal diukur pada suhu dan tekanan yang
sama.
- Berdasarkan hipotesis
Avogadro, perbandingan volum gas yang
terlihat dalam reaksi sama dengan koefisien
reaksinya, asal diukur pada suhu dan tekanan
yang sama.
Rangkuman
