HUKUM KEKEKALAN MASSA (HUKUM LAVOISIER) DAN HUKUM PERBANDINGAN TETAP (HUKUM PROUST)

A. Hukum Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa)

Dalam suatu reaksi kimia yang berlangsung dalam wadah tertutup sedemikian sehingga tidak ada materi yang dapat masuk atau keluar, massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Fakta bahwa massa zat-zat kekal, pada awalnya belum diketahui karena keterlibatan gas dalam reaksi belum dipahami (Teori Phlogiston). Baru sekitar abad 18, para ahli mulai memahaminya. Adalah Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794) yang percaya pentingnya pengamatan kuantitatif, berhasil menjelaskan keterlibatan gas dalam reaksi kimia.

Antoine Lavoisier (1743-1794)

Keterlibatan gas dalam reaksi kimia diawali dari keberhasilan Stephen Hales (1677-1761) merancang alat analisis ga secara kuantitatif. Joseph Black (1728-1799) menggunakan alat tersebut dalam eksperimen pembakaran batu kapur dan kayu kemudian mengamati pembakaran gas yang mirip dengan gas sylvestre (CO₂).

 Struktur 3D CO₂

Selanjutnya seorang ilmuwan bernama Joseph Priestley (1733-1840) melakukan eksperimen pemanasan calx merkuri (oksida merkuri). Ia memperoleh sejenis gas dan menemukan bahwa materi dapat terbakar lebih hebat dalam gas tersebut. ia menamakan gas tersebut udara tanpa phlogiston (dephlogisticated air). 

Di tahun 1774, Priestley bertemu Antonie Lavoisier (1743-1749). seorang pelopor yang percaya pentingnya membuat pengamatan kuantitatif dalam eksperimen. Lavoisier kemudian mengulang eksperimen Priestley. Ia memanaskan 530 gram logam merkuri dalam suatu wadah yang terhubung dengan udara dalam silinder ukur yang tertutup. Di akhir eksperimen, volume udara dalam silinder ternyata berkurang sebanyak 1/5 bagian. Sedangkan logam merkuri telah berubah menjadi calx merkuri dengan massa 572,4 gram atau terjadi kenaikan massa sebesar 42,4 gram. Besarnya kenaikan massa ini ternyata sama dengan massa 1/5 bagian udara yang hilang. Ia menyadari bahwa 1/5 bagian udara tersebut adalah udara tanpa phlogiston yang bergabung dengan logam merkuri membentuk calx merkuri. ia menamakan 1/5 bagian udara tersebut sabagai oksigen. 

Logam merkuri + Gas Oksigen    →   Calx Merkuri

(530gram)        (42,4gram)         (572,4gram) 

Penemuan ini menjelaskan mengapa oksida logam yang terbentuk pada pembakaran logam mempunyai massa yang lebih besar dibandingkan logam awal. Hal ini juga membuktikan bahwa teori Phlogiston tidak terbukti kebenarannya. 

Dari eksperimen ini dan banyak eksperimen lainnya, Lavoisier menemukan bahwa di dalam suatu reaksi kimia tidak terjadi perubahan massa zat-zat. Berdasarkan hal ini ia merumuskan Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier) yang berbunyi:

"Di dalam suatu reaksi kimia, massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi sama".

Contoh soal Menerapkan Hukum Kekekalan massa

Sebanyak 254 gram tembaga dan 128 gram belerang(sulfur) habis bereaksi membentuk senyawa tembaga sulfida. Menurut hukum Kekekalan massa, berapa banyak tembaga sulfida yang akan diperoleh dari reaksi tersebut?

            Jawab:

            Reaksi :  Tembaga  +   Belerang   →  Tembaga sulfida

                           254gram        128gram      

  

            Menurut hukum kekekalan massa,

            Massa zat-zat sebelum reaksi              =  Massa zat-zat sesudah reaksi

            Massa tembaga + massa belerang      =  Massa Tembaga sulfida

                        254 gram + 128 gram                =  Massa Tembaga sulfida

                        Massa Tembaga sulfida            =  382 gram

B. Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)

Di akhir abad 18, Lavoisier dan para ilmuwan lainnya mengamati bahwa zat tersusun dari dua atau lebih unsur yang berbeda jenis. Zat yang kemudian dikenal sebagai ini memiliki unsur-unsur dengan perbandingan yang tetap, terlepas darimana senyawa itu berasal, apakah dibuat atau terdapat di alam.

Joseph L. Proust (1754-1826)

Di tahun 1799, Joseph Louis Proust  (1754-1826) berupaya membuktikan keberlakuan fenomena ini secara umum. Salah satu eksperimen yang dilakukannya adalah mereaksikan unsur hidrogen dan unsur oksigen. Proust menemukan bahwa unsur hidrogen dan unsur oksigen selalu bereaksi membentuk senyawa air dengan perbandingan massa tetap, yakni 1:8.

            Massa Hidrogen : Massa Oksigen = 1 : 8

Massa unsur Hidrogen yang direaksikan (gram)	Massa unsur Oksigen yang direaksikan (gram)	Massa senyawa air yang terbentuk (gram)	Sisa unsur hidrogen atau oksigen (gram)
1	8	9	0
2	8	9	1 g Hidrogen
1	9	9	1 g Oksigen
2	16	18	0

Proust menemukan bahwa senyawa selalu mengandung unsur-unsur dengan perbandingan tetap dan tertentu. Ia merumuskan hukum yang dikenal sebagai Hukum Perbendingan Tetap (Hukum Proust) yang berbunyi:

  “Perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa adalah tetap”.

Contoh soal Menerapkan  hukum perbandingan tetap

Perbandingan massa magnesium (Mg) dengan oksigen (O) dalam magnesium oksida (MgO) adalah 

3 : 2. Pada suatu percobaan, direaksikan 10gram magensium dengan 8 gram oksigen.

Tentukanlah:

1. Massa magneisum oksida (MgO) yang terbentuk,
2. Massa pereaksi yang bersisa.

Jawab:

Sesuai dengan Hukum Proust, massa magnesium : massa oksigen membentuk magnesium oksida haruslah 3:2, tidak bergantung pada seberapa banyak pereaksi yang dicampurkan.

Jika massa Mg : O yang dicampurkan = 3 : 2, maka massa MgO sama dengan jumlah kedua pereaksi itu. Akan tetapi, jika massa Mg :  O yang direaksikan tidak sama dengan 3 : 2, maka salah satu pereaksi akan bersisa. Jadi, yang harus dilakukan adalah memeriksa perbandingan massa magnesium dengan massa oksigen yang direaksikan apakah sama perbandingannya dalam MgO, yaitu 3 : 2. Suatu Perbandingan tidak berubah nilainya jika dikalikan dengan bilangan yang sama. Jika magnesium dikalikan bilangan x, maka oksigen juga harus dikalikan dengan bilangan x. Jika ternyata bilangan pengalinya tidak sama, maka yang digunakan adalah pengali yang paling kecil.

1.   Mg + O    →      MgO

Perbandingan massa Mg : O : MgO = 3 : 2 : 5

Massa magnesium yang direaksikan = 10g, berarti dikalikan 3,33 ( dari 10/3)

Massa oksigen yang direaksikan = 8g, berarti dikalikan 4(dari 8/2)

Oleh karena dikalikan dengan bilangan yang lebih besar maka oksigen akan bersisa.

Massa MgO yang terbentuk = 5 x 3,33 g = 16,67g

   2. Massa Pereaksi yang bersisa (dalam hal ini oksigen) = selisih massa pereaksi dengan massa produk = (10g + 8g) – 16,67g = 1,33g

untuk lebih lajut lagi, silahkan nonton video penjelasan berikut:

Contoh Soal Ujian Nasional Mengenai Hukum Lavoisier dan Proust

Soal tentang Hukum Dasar Kimia UN 2014

1. Data percobaan reaksi tembaga dengan sulfur membentuk tembaga (II) sulfida sebagai berikut:

No. Percobaan	Massa Tembaga (gram)	Massa Sulfur (gram)	Massa Tembaga (II) Sulfida (gram)
1 2 3 4	18 28 8 8	2 3 4 5	6 9 12 1

Berdasarkan data tersebut, perbandingan massa tembaga dan massa sulfur dalam tembaga (II) sulfida adalah ….
A.   1 : 1
B.   1 : 2
C.   2 : 1
D.   2 : 3
E.   3 : 2

Soal tentang Hukum Dasar Kimia UN 2013

2. Sebanyak 10,8 gram logam aluminium habis bereaksi dengan 9,6 gram oksigen dalam ruang tertutup membentuk aluminium oksida menurut persamaan reaksi:
4Al (s) + 3O₂ (g) → 2Al₂O₃ (s)
Massa aluminium oksida yang dapat terbentuk sebanyak …. (A_r Al = 27, O = 16)
A.   3,6 gram
B.   10,8 gram
C.   13,0 gram
D.   20,4 gram
E.   102,0 gram

Soal tentang Hukum Dasar Kimia UN 2012

3. Pada reaksi antara logam magnesium sebanyak 10 gram dengan 6 gram oksigen sesuai persamaan reaksi:
2Mg (s) + O₂ (g) → 2MgO (s)
Ternyata dari percobaan dihasilkan 15 gram magnesium oksida dan sisa logam magnesium sebanyak 1 gram. Kenyataan ini sesuai hukum …. (Ar Mg = 24, O = 16)
A.   Dalton
B.   Lavoisier
C.   Boyle
D.   Proust
E.   Gay Lussac

Soal tentang Hukum Dasar Kimia UN 2015

    4. Besi dapat bereaksi dengan oksigen membentuk besi (II) oksida dengan perbandingan massa sebagai berikut:

Massa Fe (gr)	Massa O (gr)	Massa FeO (gr)
7 14 16 10	10 4 4 2	9 18 18 9

Berdasarkan data tersebut, perbandingan massa Fe dengan O dalam senyawa tersebut adalah ....

A.   2 : 1

B.   7 : 2

C.   7 : 3

D.   7 : 4

E.   7 : 8

Soal tentang Hukum Dasar Kimia 2016

5. Sebanyak 32 gram serbuk sulfur direaksikan dengan 32 gram gas oksigen dalam ruang tertutup menghasilkan gas sulfur dioksida menurut reaksi:

2S(s) + 2O₂(g) → 2SO₂(g)

Massa gas sulfur dioksida yang dihasilkan pada reaksi tersebut adalah ... (Ar S = 32; O = 16).

A.   30 gram

B.   32 gram

C.   34 gram

D.   40 gram

E.   64 gram

  Jawaban dan Pembahasan Contoh soal UAN klik disini

       Materi Terkait 

               Klik Materi judul berikut:

             1.  Hukum dalton dan Gay Lussac

            2.  Perhitungan Kimia
            3. Persamaan Reaksi Kimia
              4. Tata Nama Senyawa

DAFTAR PUSTAKA

 Johari, J.,M.,C. dan M. Rachmawati. 2009. KIMIA SMA dan MA untuk Kelas XI IPA. Jakarta: Esis

 Pruba, Michael dan Sunardi. 2012. KIMIA UNTUK SMA/MA KELAS XI. Jakarta:erlangga
Jazuli, Akhmad.2016. Pembahasan Kimia UN: Hukum Dasar Kimia. https://kakajaz.blogspot.co.id/2016/02/pembahasan-kimia-un-hukum-dasar-kimia.html. Diakses pada tanggal 15 juni 2017

t