Rangkuman Materi, Contoh Soal Hukum Dasar Kimia & Pembahasan Kelas 10

Hukum Kekekalan Massa

Dikemukakan oleh Lavoisier
Dari hasil percobaan pada pemanasan raksa oksida Lavoisier mengemukakan suatu hukum yang berbunyi:
Massa Zat Sebelum Reaksi(Massa Pereaksi) akan sama dengan Massa Zat Sesudah Reaksi (Massa Produk)

Contoh Soal:
Jika diketahui persamaan reaksi
A + B → C + D
Diketahui massa A = 3gr, massa B = 5 gr, sedangkan massa C yang terbentuk = 4 gr, tentukan massa D yang dihasilkan?

Jawaban
A dan B merupakan pereaksi sedangkan C dan D termasuk produk, menurut hukum kekekalan massa:
massa total pereaksi = massa total produk
massa A + massa B = massa C + massa D
3 gr + 5 gr = 4 gr + massa D
Massa D = 8 gr – 4 gr
Massa D = 4 gr

Hukum Perbandingan Tetap

Dikemukakan oleh Proust
Menurut Proust:
Dalam pembentukan senyawa, massa unsur-unsur pembentuk senyawa memiliki perbandingan yang selalu tetap

Contoh Soal:
Diketahui Reaksi:
H₂ (g) + ½ O₂ (g) → H₂O (l)
Jika diketahui (Ar H = 1, Ar O = 16) tentukan massa zat yang bersisa dan massa H₂O yang terbentuk jika 2 gram H₂ bereaksi dengan 17 gram O₂

Jawaban :
Menentukan Perbandingan (Dicari dari perbandingan Ar x jumlah atom)
Perbandingan H₂ :O2
Ar H x 2 : Ar O x 1
1 x 2 : 16 x 1
2 : 16
1 : 8
Perbandingan massa H₂ dan O₂ selalu 1 : 8
1 : 8
H₂ (g) + O₂ (g) → H₂O (l)

2 gr :   17 gr           —
Seharusnya perbandingannya 2 : 16 untuk memperoleh perbandingan  1 : 8. Sehingga zat yang berlebih adalah O2 sebanyak 17 -16 gr = 1 gr

Hukum Perbandingan Berganda

Dikemukakan oleh Dalton
Menurut Dalton:
“Jika ada dua unsur membentuk dua senyawa, jika salah satu massa unsur dalam kedua senyawa sama, maka massa unsur yang lainnya dalam kedua senyawa akan memiliki perbandingan yang bulat dan sederhana”

Contoh Soal:
Unsur P dan unsur Q dapat membentuk 2 senyawa. Di dalam 100 gram senyawa I terdapat 40 gram unsur P dan di dalam 90 gram senyawa II terdapat 50 gram Q. Tentukan apakah memenuhi hukum perbandingan berganda atau tidak!

Jawaban:

Massa unsur P dikedua senyawa sama, maka jika memenuhi hukum perbandingan berganda perbandingan unsur Q harus bulat dan sederhana. Perbandingannya adalah 60 : 50 atau disederhanakan 6 : 5 (bulat dan sederhana) berarti memenuhi hukum perbandingan berganda.

Hukum Perbandingan Volume

Dikemukakan oleh gay lussac
Menurut gay lussac :
Pada tekanan (P) dan Suhu (T) yang sama, perbandingan volume pereaksi dan hasil reaksi akam memiliki perbandingan yang bulat dan sederhana”
Atau dengan kata lain
Perbandingan volume = Perbandingan koefisien
Sehingga menghasilkan rumus:

Contoh Soal:
Pada P dan T yang sama terjadi reaksi berikut:
2SO₂ (g) + O₂ (g) → 2SO₃(g)
Jika diketahui volume gas SO₃ yang dihasilkan adalah 10 L tentukan volume gas O₂ yang bereaksi!

Jawaban:
Volume yang diketahui adalah SO₃ sedangkan Volume yang ditanyakan adalah O₂

Hukum Avogadro

Dikemukakan oleh Avogadro
Menurut gay lussac :

Pada tekanan (P) dan Suhu (T) yang sama, gas-gas yang memiliki volume sama akan memiliki jumlah molkeul yang sama pula”

Atau dengan kata lain
Perbandingan jumlah molekul = Perbandingan koefisien
Sehingga menghasilkan rumus:

Contoh Soal:
Pada P dan T yang sama terjadi reaksi berikut:
2SO₂ (g) + O₂ (g) → 2SO₃(g)
Jika diketahui Jumlah molekul gas SO₃ yang dihasilkan adalah 1.000.000 molekul tentukan jumlah molekul gas O₂ yang bereaksi!

Jawaban:
Jumlah Molekul yang diketahui adalah SO₃ sedangkan Jumlah Molekul yang ditanyakan adalah O₂

Soal No.1

Sejumlah logam besi dipijarkan dengan 3,2 gram belerang menghasilkan 8,8 gram senyawa besi(II) sulfida. Berapa gram logam besi yang telah bereaksi?

PEMBAHASAN :
Reaksinya:
Fe(s) + S(s) → FeS(s)
x gr 3,2 gr 8,8 gr
Menurut hukum kekekalan massa:
Massa sebelum bereaksi = Massa sesudah bereaksi
(x + 3,2)gr = 8,8 gr
x = (8,8-3,2) gr = 5,6 gram
maka massa logam besi adalah 5,6 gram

Soal No.2

Sebanyak 18 gram glukosa dibakar dengan oksigen menghasilkan 26,4 gram gas karbon dioksida dan 10,8 gram uap air. Berapa gram oksigen yang telah bereaksi pada pembakaran tersebut?

PEMBAHASAN :
Persamaan reaksinya:
C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g) → 6CO₂(g) + 6H₂O(l)
18 gram x gr 26,4 gr 10,8 gr
Menurut hukum kekekalan massa:
Massa sebelum bereaksi = Massa sesudah bereaksi
(18 + x)gr = (26,4+10,8) gr
(18 + x)gr = 37,2 gr
x = (37,2-18) gr = 19,2 gram
maka massa gas oksigen adalah 19,2 gram

Soal No.3

Serbuk magnesium yang massanya 3 gram tepat habis bereaksi dengan sejumlah serbuk belerang menghasilkan senyawa magnesium sulfida yang massanya 7 gram. Tentukan massa serbuk belerang yang telah bereaksi

PEMBAHASAN :
Persamaan reaksinya:
Mg(s) + S(s) → MgS(s)
3 gr x gr 4 gr
Menurut hukum kekekalan massa:
Massa sebelum bereaksi = Massa sesudah bereaksi
(3 + x)gr = 4 gr
x = (4-3) gr = 1 gram
maka massa serbuk belerang adalah 1 gram

LIHAT JUGA : Rangkuman Materi Hukum Dasar Kimia

Soal No.4

Kristal iodin yang massanya 10 gram direaksikan dengan 10 gram gas hidrogen. Setelah bereaksi, ternyata didapatkan 2,5 gram gas hidrogen iodida. Tentukan massa zat yang tidak bereaksi

PEMBAHASAN :
I₂(s) + H₂(g) → 2HI(g)
10 gr 10 gr 2,5 gr
Perbandingan massa H : massa I = Ar H x 1 : Ar I x 1 = 1 x 1 : 1 x 127 = 1 : 127

LIHAT JUGA : Video Pembelajaran Hukum Dasar Kimia

Soal No.5

Di dalam senyawa CaS, perbandingan massa Ca : S = 5 : 4. Jika 10 gram kalsium direaksikan dengan 9 gram serbuk belerang, maka massa CaS yang dihasilkan sebanyak

PEMBAHASAN :
Ca(s) + S(s) → CaS(s)
10 gr 9 gr
Perbandingan massa Ca : massa S = 5 : 4
Massa Ca 10 gr dan massa S 9 gr tidak sesuai dengan perbandingan 5 : 4
Massa S akan berlebih, massa S yang bereaksi bisa dicari sebagai berikut:

berdasarkan hukum kekekalan massa:
massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi
massa CaS =massa Ca + Massa S
massa CaS = (10 + 8 gr) = 18 gram

Soal No.6

Jika di dalam senyawa FeS perbandingan massa Fe : S = 7 : 4, maka untuk menghasilkan 4,4 gram senyawa FeS diperlukan Fe dan S berturut-turut sebanyak

PEMBAHASAN :
Fe(s) + S(s) → FeS(s)
x gr (4,4-x)gr 4,4 gr
Perbandingan massa Fe : massa S = 7 : 4
Misalkan massa Fe = x gram
Maka massa S = (4,4 – x) gr

Soal No.7

Perbandingan massa unsur magnesium dan oksigen di dalam senyawa magnesium oksida (MgO) adalah 3:2. Jika 6 gram magnesium direaksikan dengan oksigen untuk membentuk senyawa magnesium oksida, berapa gram oksida yang diperlukan dan berapa gram magnesium oksida yang dihasilkan?

PEMBAHASAN :
Mg + O → MgO
6 gr x gr
Perbandingan massa Mg : massa O = 3 : 2
Menentukan massa O

berdasarkan hukum kekekalan massa:
massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi
massa Mg + massa O = massa MgO
massa MgO = (6 + 4) gr = 10 gram

Soal No.8

PEMBAHASAN :

Soal No.9

Bila logam magnesium dibakar dengan gas oksigen akan diperoleh senyawa magnesium oksida. Hasil percobaan tertera pada tabel berikut:

Apakah data pada tabel menunjukkan berlakunya hukum perbandingan tetap (Proust)? Jika berlaku, berapa perbandingan massa magnesium dan oksigen di dalam senyawa magnesium oksida.

PEMBAHASAN :
Ambil data percobaan 1
Massa magnesium yang bereaksi = (45 – 33)gr = 12 gr
Maka perbandingan massa Mg : O = 12 : 8 = 3 : 2

Soal No.10

Di dalam senyawa AB, perbandingan massa A : B = 2: 1. Jika terdapat 120 gram senyawa AB, tentukan massa masing-masing unsur dalam senyawa tersebut.

PEMBAHASAN :

Soal No.11

Senyawa besi sulfida tersusun dari unsur besi (Fe) dan unsur belerang (S) dengan perbandingan massa Fe : S = 7 : 4. Bila 15 gram besi dan 2 gram belerang dibentuk menjadi senyawa besi sulfida, berapa gram massa besi sulfida yang dapat terjadi?

PEMBAHASAN :
Fe(s) + S(s) → FeS(s)
15 gr 2 gr
Perbandingan massa Fe : massa S = 7 : 4
Massa Fe 15 gr dan massa S 2 gr tidak sesuai dengan perbandingan 7 : 4
Massa Fe akan berlebih, massa Fe yang bereaksi bisa dicari sebagai berikut:

berdasarkan hukum kekekalan massa:
massa sebelum reaksi = massa sesudah reaksi
massa Fe + Massa S = massa FeS
massa FeS = (3,5 + 2 gr) = 5,5 gram

Soal No.12

Dari unsur tertentu, dikenal ada persenyawaan klor, yang berturut-turut mengandung klor sebanyak 53,65%; 49,10%; 43,56%; dan 27,84%. Jelaskan dengan perhitungan, apakah hukum kelipatan perbandingan Dalton berlaku dalam senyawa ini.

PEMBAHASAN :
Jika dimisalkan 100% = 100 gram
Terdapat 4 senyawa
Senyawa I mengandung 53,65 gram Cl dan 46,35 gram unsur lain
Senyawa II mengandung 49,10 gram Cl dan 50,9 gram unsur lain
Senyawa III mengandung 43,56 gram Cl dan 56,44 gram unsur lain
Senyawa II mengandung 27,84 gram Cl dan 72,16 gram unsur lain
Kita ubah massa unsur lain menjadi sama menjadi 50 gram

Maka perbandingan Cl di keempat senyawa:
Cl(I) : Cl(II) : Cl(III) : Cl(IV)
57,87 : 48,23 : 38,59 : 19,29
3 : 2,5 : 2 : 1
6 : 5 : 4 : 2 Perbandingan ini bulat dan sederhana sehingga hukum dalton berlaku

Soal No.13

Unsur P dan unsur R dapat membentuk senyawa 3 senyawa. Jika kadar massa P di dalam senyawa I = 20%, pada senyawa II = 25%, dan pada senyawa III = 40%, hitunglah perbandingan

PEMBAHASAN :
Jika dimisalkan 100% = 100 gram
Terdapat 3 senyawa
Senyawa I mengandung 20 gram P dan 80 gram R
Senyawa II mengandung 25 gram P dan 75 gram R
Senyawa III mengandung 40 gram P dan 60 gram R
Kita ubah massa unsur R menjadi sama menjadi 75 gram

Maka perbandingan P di ketiga senyawa:
P(I) : P(II) : P(III)
18,75 : 25 : 50
3 : 4 : 8
Maka hukum perbandingan berganda berlaku

Soal No.14

Unsur A dan unsur B dapat membentuk 3 senyawa. Jika kadar massa A di dalam senyawa I = 15%, pada senyawa II = 30%, dan pada senyawa III = 45%; hitunglah perbandingan massa B di dalam ketiga senyawa tersebut untuk massa A tetap.

PEMBAHASAN :
Jika dimisalkan 100% = 100 gram
Terdapat 3 senyawa
Senyawa I mengandung 15 gram A dan 85 gram B
Senyawa II mengandung 30 gram A dan 70 gram B
Senyawa III mengandung 45 gram A dan 55 gram B

Maka perbandingan B di ketiga senyawa:
B(I) : B(II) : B(III)
85 : 35 : 18,34
255 : 175 : 55
51 : 35 : 11

Soal No.15

Setiap 2 liter gas nitrogen tepat habis bereaksi dengan 3 liter gas oksigen menghasilkan 1 liter gas oksida nitrogen. Jika volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan rumus molekul oksida nitrogen tersebut.

PEMBAHASAN :
N₂(g) + O₂(g) → N_xO_y(g)
2 L 3L 1L
Menurut hukum Gay-Lussac : perbandingan volume = perbandingan koefisien, sehingga perbandingan koefisiennya
2 : 3 : 1, masukan koefisiennya ke reaksi
2 N₂(g) + 3O₂(g) → 1N_xO_y(g), lalu setarakan
Jumlah atom N
4 = x
Jumlah atom O
6 = y
Sehingga rumus molekulnya
N₂O₃ (sesudah disederhanakan dan disesuaikan dengan senyawa yang stabil)

Soal No.16

Gas hidrogen yang volumenya 10 liter direaksikan dengan gas oksigen yang volumenya 10 liter membentuk uap air dengan persamaan reaksi:

H₂(g) + O₂(g) → H₂O(g)
Bila volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berapa volume maksimum uap air yang dapat dihasilkan?

PEMBAHASAN :
Setarakan persamaan reaksinya
2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g)
10 L 10 L
Menurut hukum Gay-Lussac : perbandingan volume = perbandingan koefisien
Perbandingan koefisiennya = 2 : 1 : 2 = perbandingan volume
Maka dari perbandingan volume, volume H₂O akan sama dengan volume H₂ = 10 L

Soal No.17

Berapa liter gas oksigen yang diperlukan untuk membakar 5 liter gas butana (C₄H₁₀) agar semua gas butana tersebut habis bereaksi?

PEMBAHASAN :
Reaksi yang terjadi : C₄H₁₀(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(g)
Setarakan reaksi
2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O(g)
Menurut hukum Gay-Lussac : perbandingan volume = perbandingan koefisien
Untuk mencari volume gas oksigen diperoleh melalui perbandingan koefisien dengan gas butana

Soal No.18

Campuran gas CH₄ dan C₃H₈ yang volumenya 10 liter dibakar secara sempurna dengan gas O₂. Jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, ternyata dihasilkan volume gas CO₂ sebanyak 24 liter. Tentukan volume masing-masing gas CH₄ dan gas C₃H₈ masing-masing

PEMBAHASAN :
Misalkan volume CH₄ = x L, maka volume C₃H₈ = (10 – x)L
Reaksi pembakaran berlangsung masing-masing
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (menentukan volume CO₂ melalui perbandingan koefisien)
x L                      x L
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
(10-x)L           3(10-x)L
Maka volume total CO₂ = x + 30 – 3x = 24 L
24 L = 30 – 2x
2x = 6
x = 3L (Volume CH₄)
Sedangkan volume C₃H₈ = 10 – 3 L = 7 L

Soal No.19

Pembakaran sempurna gas amonia memerlukan gas oksigen dengan persamaan reaksi:

NH₃(g) + O₂(g) → NO₂(g) + H₂O(g)
Dengan menganggap bahwa kadar oksigen di udara 20%, tentukan volume udara yang diperlukan untuk membakar 4 liter gas amonia.

PEMBAHASAN :
Setarakan reaksi
4NH₃(g) + 7O₂(g) → 4NO₂(g) + 6H₂O(g)
Menurut hukum Gay-Lussac : perbandingan volume = perbandingan koefisien
Untuk mencari volume gas oksigen diperoleh melalui perbandingan koefisien dengan gas amonia

Soal No.20

Pada pembakaran sempurna 160 mL campuran gas metana (CH₄) dan propana (C₃H₈) memerlukan 500 mL gas oksigen. Tentukan persentase volume gas propana dalam campuran

PEMBAHASAN :
Misalkan volume CH₄ = x mL, maka volume C₃H₈ = (160 – x)mL
Reaksi pembakaran berlangsung masing-masing
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (menentukan volume O₂ melalui perbandingan koefisien)
x mL 2x mL
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
(160-x)mL 5(160-x)L
Maka volume total O₂ = 2x + 800 – 5x = 500 mL
500 mL = 800 – 3x
3x = 300
x = 100 mL (Volume CH₄)
Sedangkan volume C₃H₈ = 160 – 100 mL = 60 mL

Sumber Soal : Kelas X Penerbit Erlangga Pengarang Unggul Sudarmo