Halo semua, hari ini kita akan mempelajari tentang beberapa hukum dasar kimia yang sangat penting dalam memahami reaksi-reaksi kimia di sekitar kita. Saya akan membimbing kalian seolah-olah kita berada di dalam kelas dan sedang mendiskusikan materi ini dengan santai, tetapi tetap lengkap dan detail. Pastikan kalian membaca dengan cermat dan mencatat hal-hal penting agar lebih mudah memahami, ya!
Ketika kita membicarakan reaksi pembakaran, biasanya yang terbayang adalah benda yang terbakar dan muncul nyala api. Misalnya, kalian pernah melihat kertas terbakar, kayu dijadikan arang, atau kompor gas saat menyala. Nah, salah satu jenis reaksi pembakaran yang menarik adalah pembakaran logam. Pada kenyataannya, logam juga bisa terbakar, lho! Contoh yang sangat sering dipelajari adalah pembakaran pita magnesium (Mg).
Aktivitas ini bertujuan untuk membuktikan teori mengenai reaksi pembakaran logam, khususnya magnesium. Kita ingin memastikan bahwa pembakaran logam ini akan menambah massa logam atau justru mengurangi massanya.
Timbangan (untuk mengukur massa)
Lilin dan korek api (untuk menghasilkan nyala api)
Mangkuk (untuk menampung abu)
Penjepit kayu (untuk memegang pita magnesium)
Pita magnesium sepanjang 6–8 cm
Gunakan alat pelindung diri, seperti masker, kacamata, dan sarung tangan. Hal ini penting untuk melindungi diri dari percikan api dan asap.
Timbang massa pita magnesium dan catat hasilnya.
Timbang massa mangkuk kosong dan catat juga hasilnya.
Jepit pita magnesium dengan penjepit kayu. Bakar magnesium di atas nyala lilin.
Tampung abu dari hasil pembakaran ke dalam mangkuk. Usahakan agar tidak ada abu yang tercecer.
Timbang lagi mangkuk yang sudah berisi abu untuk mengetahui massa akhirnya.
Bandingkan massa sebelum pembakaran dengan massa sesudah pembakaran.
Massa sebelum pita Mg dibakar: a gram
Massa mangkuk: x gram
Massa mangkuk + abu: y gram
Massa abu: (y - x) gram
Massa sesudah pita Mg dibakar: b gram
Biasanya, hasil yang kita temukan adalah bahwa massa magnesium setelah dibakar menjadi lebih besar dibandingkan massa magnesium sebelum dibakar. Mengapa demikian? Kita akan ketahui alasannya di bagian berikut!
Mg + O2 -> MgOSelama pembakaran, pita magnesium bereaksi dengan gas oksigen (O2) yang ada di udara. Saat itulah terjadi penambahan massa karena magnesium “menangkap” oksigen dari udara.
Dari kegiatan ini, biasanya kita akan menyimpulkan bahwa massa magnesium bertambah. Penjelasannya adalah karena dalam proses pembakaran, logam magnesium berikatan dengan oksigen, sehingga produk akhirnya memiliki massa yang lebih besar.
Untuk memahami lebih dalam, mari kita bicarakan sedikit tentang sejarah. Dahulu, para ilmuwan memiliki banyak teori tentang pembakaran. Beberapa teori yang penting akan kita bahas di bawah ini.
Dulu, ada seorang ilmuwan bernama Johann Joachim Becher yang menyebut bahwa benda-benda yang terbakar mengandung komponen khusus yang mudah terbakar, disebutnya sebagai terra pinguis. Lalu, gagasan ini dikembangkan oleh Georg Ernst Stahl. Ia menamai komponen mudah terbakar tadi sebagai “logiston.”
Ketika para ilmuwan mulai membakar logam, mereka menemukan bahwa massa logam tersebut justru bertambah setelah dibakar. Padahal, menurut teori logiston, harusnya massa berkurang karena logiston keluar. Ketidaksesuaian inilah yang akhirnya membuat teori logiston ditolak.
Berbeda dari teori logiston, Antoine Lavoisier membuktikan bahwa pembakaran justru disebabkan oleh interaksi dengan oksigen (O2). Ia melakukan serangkaian percobaan, misalnya dengan menempatkan lilin menyala di dalam wadah tertutup. Lavoisier menemukan bahwa pembakaran tidak terjadi kalau tidak ada oksigen.
Ia menyatakan bahwa massa tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, hanya dapat berubah bentuk.
Lavoisier membuktikan bahwa pada pembakaran logam, massa benda bertambah karena bergabung dengan oksigen di udara.
Sekarang kita masuk ke penjelasan beberapa hukum dasar kimia yang sangat penting untuk memahami berbagai reaksi kimia di dunia ini.
“Massa zat sebelum dan sesudah reaksi akan tetap sama jika reaksi terjadi dalam wadah tertutup.”Ini adalah inti utama dari Hukum Kekekalan Massa. Artinya, jika kita menimbang semua bahan reaktan sebelum reaksi dan semua hasil produk setelah reaksi dalam sistem tertutup, jumlah massanya tidak akan berubah.
Percobaan-percobaan yang dilakukan Lavoisier menunjukkan bahwa meskipun terjadi perubahan bentuk dan wujud, berat total sebelum dan sesudah reaksi itu konstan. Contohnya, pembakaran Zn (seng) dengan belerang (S). Reaktan dan produk mungkin berbeda bentuk, tetapi massanya sama.
Zn + S -> ZnSMeskipun ZnS memiliki sifat yang berbeda dari Zn dan S, massa totalnya sama dengan massa awal Zn dan S jika semua hasil reaksi ditampung.
Hukum Perbandingan Tetap (Proust)
“Senyawa kimia disusun oleh unsur-unsur dengan perbandingan massa yang selalu tetap.”Sebagai contoh, air (H2O) selalu terbentuk dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen. Jika kalian memecah berapapun jumlah air, perbandingan massa hidrogennya terhadap oksigen akan selalu sama, yaitu 1 : 8.
Pada H2O, jika kalian punya 9 gram air, maka akan ada 1 gram hidrogen dan 8 gram oksigen. Jika punya 18 gram air, maka hidrogennya 2 gram dan oksigennya 16 gram. Selalu berbanding 1 : 8.
Tinjau senyawa CO2, CaO, atau Fe2O3. Masing-masing senyawa selalu memiliki perbandingan massanya yang pasti dan sama, tidak peduli berapapun jumlah yang digunakan.
Hukum Perbandingan Berganda (Dalton)
“Jika dua unsur dapat membentuk dua atau lebih senyawa yang berbeda, maka perbandingan massa dari salah satu unsur yang bergabung dengan massa tertentu unsur yang lain merupakan bilangan bulat dan sederhana.”Maksudnya, jika unsur A bisa bereaksi dengan unsur B membentuk beberapa senyawa yang berbeda, maka besaran massa unsur B yang berikatan dengan unsur A akan membentuk rasio sederhana, seperti 1 : 2 atau 2 : 3, dan seterusnya.
Atom adalah partikel terkecil yang tak dapat dibagi-bagi lagi.
Atom-atom dari unsur yang sama identik, sedangkan atom-atom dari unsur berbeda akan berbeda.
Senyawa terbentuk ketika atom-atom dari unsur berbeda bersatu.
Dalam reaksi kimia, atom hanya disusun ulang, bukan diciptakan atau dimusnahkan.
Air (H2O) dan hidrogen peroksida (H2O2). Pada keduanya terdapat hidrogen dan oksigen, tetapi perbandingan massa oksigen berbeda. Jika kita ambil massa hidrogen yang sama, perbandingan massa oksigen di H2O dan H2O2 adalah 1 : 2.
Hukum Perbandingan Volume (Gay-Lussac)
“Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi akan berbanding sebagai bilangan bulat yang sederhana.”Artinya, jika kita mengukur gas-gas yang bereaksi dan gas-gas yang dihasilkan, semuanya dilakukan pada suhu dan tekanan sama, maka perbandingan volumenya adalah rasio bilangan kecil.
2H2 + O2 -> 2H2ODi sini, jika kita hitung volumenya pada kondisi yang sama, perbandingannya adalah 2 : 1 : 2.
Gas hidrogen klorida (HCl) dibentuk dari volume hidrogen (H2) dan volume klorin (Cl2) dengan perbandingan sederhana.
Amonia (NH3) yang terurai menjadi gas hidrogen (H2) dan nitrogen (N2) juga mengikuti perbandingan volume gas 2 : 3 : 1, sesuai koefisien di persamaan reaksinya.
Kesimpulannya, hukum-hukum dasar kimia ini memberi kerangka penting untuk memahami bahwa dalam reaksi kimia:
Massa tidak hilang atau bertambah secara sembarangan (Kekekalan Massa).
Unsur-unsur dalam senyawa selalu mempunyai perbandingan massa tetap (Perbandingan Tetap).
Jika ada dua unsur yang sama membentuk lebih dari satu senyawa, maka massa salah satu unsurnya akan berbanding dalam rasio bilangan bulat sederhana (Perbandingan Berganda).
Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi memiliki perbandingan sederhana (Perbandingan Volume).
Dengan memahami keempat hukum dasar ini, kita akan lebih mudah menjelaskan dan memprediksi hasil-hasil reaksi kimia di sekitar kita. Selamat belajar dan semoga bermanfaat!