Hukum Perbandingan Volume Gay Lussac
Di tahun 1808, seorang pakar kimia Prancis namanya Joseph Louis-Gay Lussac memperhatikan volume gas-gas yang terjebak pada suatu reaksi seperti gas hidrogen (H2), oksigen (O2), klorin (Cl2) serta Nitrogen (N2). Penilaian memperlihatkan jika pada reaksi pengukuran suhu serta desakan yang sama didapat hasil seperti berikut. Tabel Hasil Eksperimen I Volume H2 Masih 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 Eksperimen II Volume O2 Masih 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 uji coba I, di saat volume O2 10 mL dan sebagainya, volume H2O tidak beralih yakni 20 mL. Demikian juga pada uji coba II, volume H2O tidak beralih lagi (20 mL) sesudah volume H2 capai 20 mL (volume O2 = 10 mL). Dengan begitu, Gay Lussac mendapatkan jika perbandingan volume hidrogen : oksigen : uap air ialah 2 : 1 : 2 dengan kesamaan reaksi seperti berikut. 20 mL gas H2 + 10 mL gas O2 → 20 mL H2O
Searah dengan eksperimen itu, reaksi gas-gas lain diukur perbandingan volumenya, sama seperti yang diperlihatkan pada tabel di bawah ini. Tabel Perbandingan Volume Gas-Gas dalam Reaksi Kesamaan 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
Berdasar data perbandingan volume gas-gas yang bereaksi, Gay Lussac merangkum Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay-Lussac) yang bunyinya ialah seabagai berikut. Pada temperatur serta desakan yang sama (tetap), perbandingan volume gas-gas yang bereaksi serta volume gas-gas hasil reaksi adalah bilangan bundar serta simpel.
Pada temperatur serta desakan yang sama, berarti pada bentuk gas, volume gas-gas itu berbanding untuk bilangan bundar serta simpel. Bundar memiliki kandungan makna bilangan bundar. Simpel memperlihatkan bilangan itu di bawah angka 10. Oleh sebab perbandingan volume gas-gas itu sesuai perbandingan koefisien gas-gas, karena itu bisa disebutkan. Perbandingan koefisien reaksi = perbandingan volume gas
Sebab perbandingan volume gas-gas sesuai koefisien reaksi semasing gas, karena itu untuk dua buah gas, contohnya gas A serta gas B yang terjebak pada suatu kesamaan reaksi, berlaku jalinan seperti berikut. Volume A = Koefisien A Volume B Koefisien B Volume A = Koefisien A × Volume B Koefisien B
Contoh Masalah: 1. Sepuluh mL gas nitrogen (N2) serta 15 mL gas oksigen (O2) pas habis bereaksi jadi 10 mL gas NaOb. Tetapkan rumus kimia gas NaOb itu! Jawab Perbandingan koefisien = perbandingan volume Koefisien N2 : O2 : NaOb = 10 : 15 : 10 = 2 : 3 : 2 Dengan begitu, kesamaan reaksinya bisa kita catat seperti berikut. 2N2 + 3O2 → 2NaOb Sebab jumlah atom di batas kiri serta batas kanan itu sama, karena itu harga indeks a serta b bisa dicari dengan seperti 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 begitu, rumus kimia senyawa itu ialah N2O3.
2. Ke tabung eudiometer dimasukkan gas O2 serta gas SO2, selanjutnya ditinggalkan bunga api listrik. Pada temperatur 25°C serta desakan 1 atm, volume gas-gas yang bereaksi diukur. Hasilnya diperlihatkan pada tabel berikut. Pada volume O2 masih: Eksperimen 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 masih: Eksperimen 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? Apa sesuai Hukum Perbandingan Volume? ■ Tulis kesamaan reaksinya dan koefisien reaksi berdasar hasil eksperimen. Jawab Pada volume O2 masih Perhatikan eksperimen ketiga, volume SO3 tidak beralih lagi waktu volume SO2 capai 20 mL. Pada volume SO2 masih Perhatikan eksperimen kedua, volume SO3 tidak beralih lagi waktu volume O2 capai 10 mL. ■ Perbandingan volume SO2 : O2 : SO3 ialah SO2 + O2 → SO3 20 mL : 10 mL : 20 mL Jadi, SO2 : O2 : SO3 = 2 : 1 : 2 Dengan begitu, data itu sesuai Hukum Gay-Lussac. ■ Kesamaan reaksi yang berlangsung ialah 2SO2(g)+ O2(g)→ 2SO3(g)
Hukum (Tesis) Avogadro Sebelumnya, Hukum Gay Lussac tidak bisa diterangkan oleh beberapa periset termasuk juga John Dalton, si pemrakarsa teori atom. Ketakmampuan Dalton sebab dia memandang partikel faktor tetap berbentuk atom tunggal (monoatomik). Selanjutnya di tahun 1811, seorang pakar Fisika dari Italia namanya Amadeo Avogadro meneruskan uji coba yang sudah dilaksanakan oleh Gay Lussac.
Avogadro menyangkutkan perbandingan volume gas dalam reaksi dengan jumlah partikel. Avogadro memiliki pendapat satu gas seperti hidrogen, oksigen serta nitrogen yang bereaksi berbentuk molekul diatomik bukan monoatomik hingga rumus kimianya ialah H2, O2 serta N2 bukan H, O serta N. Eksperimen dari Gay Lussac dituliskan oleh Avogadro seperti 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)
Berdasar tulisan itu, 2 molekul uap air bisa dibuat dengan mereaksikan 2 molekul hidrogen dengan 1 molekul oksigen. Dari sini Avogadro ajukan tesis yang diketahui untuk Tesis Avogadro yang mengeluarkan bunyi seperti berikut. Pada temperatur serta desakan yang sama , semua gas dengan volume yang sama akan memiliki kandungan jumlah molekul yang sama juga.
Arti tesis itu bisa disimpulkan jika pada temperatur serta desakan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi memperlihatkan perbandingan molekul-molekulnya. Untuk deskripsi, evaluasi reaksi di antara gas N2 serta gas O2 membuahkan gas NO2 di bawah 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
Jika reaksi yang diukur pada temperatur serta desakan yang sama, jumlah molekul O2 yang bereaksi ialah 2x jumlah molekul N2 (volumenya 2×) serta jumlah molekul NO2 yang dibuat ialah 2x jumlah molekul N2 atau sama juga dengan jumlah molekul O2. Oleh sebab tesis Avogadro bisa diterima kebenarannya serta bisa ditunjukkan kapan saja serta oleh siapa saja, karena itu tesis itu sudah dikukuhkan untuk Hukum Avogadro.
Dari semua keterangan di atas, karena itu bisa diambil kesimpulan jika perbandingan volume sesuai dengan perbandingan koefisien, hingga perbandingan koefisien mengatakan perbandingan jumlah molekul sesuai ide Hukum Avogadro.
Perbandingan koefisien reaksi sama
dengan perbandingan jumlah molekul Hukum Avogadro →
Jika Hukum Perbandingan Volume Gay Lussac kita satukan dengan Hukum Avogadro karena itu untuk temperatur serta desakan yang sama, kita dapatkan jalinan di antara perbandingan volume, jumlah molekul serta koefisien reaksi seperti berikut. Perbandingan volume = perbandingan molekul = perbandingan koefisien
Contoh Masalah: 1. Pada temperatur serta desakan spesifik, gas N2 direaksikan dengan gas H2 jadi gas NH3. Bila gas H2 yang bereaksi sekitar 7,5 × 1023 molekul, berapakah jumlah molekul NH3 yang tercipta? Jawab ■ Pada temperatur serta desakan yang sama, gas-gas yang volumenya sama akan memiliki kandungan jumlah molekul yang sama (menurut Avogadro) ■ Koefisien reaksi mengatakan perbandingan volume gas-gas yang bereaksi (menurut Gay Lussac). ■ Kesamaan reaksi kimia dari reaksi N2 serta H2 bisa dituliskan seperti berikut. H2(g) + N2(g) → NH3(g) [belum setara] Baca: Langkah Gampang Menyamakan Kesamaan Reaksi Kimia. 3H2(g) + N2(g) → 2NH3(g) [setara]
Dari masalah diketahui jika gas H2 yang bereaksi sekitar 7,5 × 1023 molekul serta berdasar kesamaan reaksi kimia di atas, koefisien H2 ialah 3. Ini memiliki kandungan pemahaman jika dalam 3 volume H2 terdapat 7,5 × 1023 molekul karena itu dalam 2 volume NH3 terdapat: ⇔ (2 volume NH3/3 volume H2) × 7,5 × 1023 molekul H2 ⇔ (2/3) × 7,5 × 1023 = 5,0 × 1023 Jadi, jumlah molekul NH3 yang tercipta ialah sekitar 5,0 × 1023 molekul.
2. Diketahui 0,5 liter gas hidrokarbon CxHy pas bereaksi dengan 1,75 liter gas oksigen membuahkan 1 liter gas karbon dioksida serta 1,5 liter uap air. Semua diukur pada temperatur serta desakan yang sama. Tetapkan rumus gas hidrokarbon itu! Jawab: CxHy(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) Perbandingan volume di antara gas hidrokarbon, oksigen, karbon dioksida serta uap air ialah seperti berikut. ⇔ CxHy : O2 : CO2 : H2O = 0,5 L : 1,75 L : 1 L : 1,5 L ⇔ CxHy : O2 : CO2 : H2O = 2 : 7 : 4 : 6 Sebab perbandingan volume = perbandingan koefisien, karena itu kesamaan reaksi kimia di atas dapat kita tulis seperti berikut. 2CxHy(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(g) Selanjutnya, kita imbangi jumlah atom di batas kiri dengan jumlah atom di batas kanan seperti 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 begitu, rumus gas hidrokarbon itu ialah C2H6.
Kembali pada sisi 1