MODUL IV KIMIA KELAS X

BAB I
PENDAHULUAN

A. Deskripsi
Modul ini disusun untuk memberikan pengenalan tentang Hukum-hukum dasar kimia dan aplikasinya dalam perhitungan kimia sederhana.
Dengan mengetahui Hukum-hukum Dasar Kimia serta beberapa perhitungan kimia sederhana, diharapkan siswa termotivasi untuk mengenal lebih dalam tentang ilmu kimia, yang sangat erat kaitannya dengan kehidupan sehari-hari sehingga dapat pula menimbulkan sikap ilmiah para siswa.

B. Petunjuk Penggunaan Modul
Penggunaan modul dikombinasikan dengan buku paket sebagai literatur utama maupun media pembelajaran lainnya.

C. Tujuan
Pada akhir pembelajaran siswa mampu :
1. Membuktikan Hukum Lavoisier dan hukum Proust melalui percobaan.
2. Menganalisis data percobaan untuk membuktikan Hukum Dalton.
3. Menganalisis data percobaan untuk membuktikan Hukum Guy Lussac.
4. Menganalisis data percobaan untuk membuktikan Hukum Avogadro.

D. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
Standar Kompetensi : Memahami hukum-hukum dasar kimia dan penerapannya dalam perhitungan kimia (stoikiometri)
Kompetensi Dasar : Membuktikan dan mengkomunikasikan berlakunya hukum-hukum dasar kimia melalui percobaan serta menerapkan konsep mol dalam menyelesaikan perhitungan kimia.

E. INDIKATOR
1. Membuktikan Hukum Lavoisier melalui percobaan
2. Membuktikan hukum Proust melalui percobaan
3. Menganalisis data percobaan pada senyawa untuk membuktikan berlakunya hukum kelipatan perbandingan (hukum Dalton)
4. Menggunakan data percobaan untuk membuktikan hukum perbandingan volum (hukum Gay Lussac).
5. Menggunakan data percobaan untuk membuktikan hukum hukum Avogadro.

F. Cek Kemampuan Dasar
1. Tuliskan contoh reaksi kimia yang kamu lihat di kehidupan sehari-hari.
Jawab :………………………………………………………………
2. Saat kamu membakar kertas zat apa yang di hasilkan ? apa wujudnya ?
Jawab :………………………………………………………………


BAB II
PEMBELAJARAN

A. Rencana Belajar Siswa

1. Penjelasan singkat dari guru tentang hukum Lavoisier dan hukum Proust.
2. Siswa secara berkelompok melakukan praktek untuk membuktikan hukum Lavoisier dan hukum Proust.
3. Siswa mempresentasikan hasil-hasil praktek.
4. Penjelasan singkat dari guru tentang hukum Dalton, hukum Avogadro, dan hukum Guy Lussac.
5. Siswa berdiskusi untuk menganalisa data percobaan untuk membuktikan kebenaran hukum Dalton, hukum Avogadro, dan hukum Guy Lussac.
6. Siswa mempresentasikan hasil-hasil diskusi.

B. Kegiatan Belajar
B.1. Uraian Materi

HUKUM LAVOISIER

Anda yang sering melihat kayu atau kertas terbakar, hasil yang diperoleh adalah sejumlah sisa pembakaran berupa abu. Jika Anda menimbang abu tersebut, maka massa abu akan lebih ringan dari massa kayu atau kertas sebelum dibakar. Benarkah demikian ?
Dari kejadian tersebut, kita mendapatkan gambaran bahwa seolah-olah dalam suatu reaksi kimia, ada perbedaan massa zat, sebelum dan sesudah reaksi. Padahal sesungguhnya, saat kayu atau kertas dibakar, dihasilkan juga oksida karbon, uap air dan asap yang ketiganya berwujud gas sehingga tidak dapat dilihat oleh mata, jika keseluruhan massa zat-zat hasil pembakaran ini ditimbang, maka akan diperoleh massa zat sebelum pembakaran sama dengan massa zat sesudah pembakaran.
Pada pelajaran /modul yang lalu, Anda telah menerapkan Hukum kekekalan massa, dalam menyetarakan persamaan reaksi, dimana jumlah atom-atom reaktan sama dengan jumlah atom-atom zat hasil reaksi, artinya massa zat sebelum reaksi sama dengan massa sesudah reaksi. Inilah yang telah di teliti oleh Lavoisier, sehingga kita mengenal Hukum Kekekalan massa (hukum Lavoisier).

Perhatikan data percobaan reaksi besi dan sulfur yang menghasilkan besi (II)sulfida pada tabel berikut :
Tabel 1. Perbandingan Massa Besi dan Sulfur dalam pembentukan besi (II)sulfida
Massa Besi yang bereaksi, gr Massa Sulfur yang bereaksi, gr Massa Zat hasil reaksi (FeS), gr
14
28
42
56 8
16
24
32 22
44
66
88

Dari data di atas dapat dilihat bahwa massa zat sebelum reaksi sama dengan massa sesudah reaksi.


MELAKUKAN PRAKTIKUM

LEMBAR KERJA
Lakukanlah percobaan berikut ini secara berkelompok.
Alat-alat :
1. Timbangan 3 lengan
2. Beaker Glass 250 ml 1 buah
3. Pipet tetes 2 buah
4. Tabung reaksi 1 buah
Bahan-bahan :
1. Larutan BaSO4 3 ml
2. Larutan K2CrO4 3 ml

Prosedur Kerja :
1. Sediakan tabung reaksi kosong di dalam beaker glass. Lalu timbanglah. Catat hasilnya.
2. Amati warna larutan Barium sulfat (BaSO4 ), lalu pipetlah sebanyak 3 ml. Masukkan ke dalam tabung reaksi tadi.
3. Timbang dan catat hasilnya.
4. Amati warna larutan Kalium Kromat (K2CrO4 ), lalu pipetlah sebanyak 3 ml. Masukkan ke dalam tabung reaksi tadi.
5. Timbang dan catat hasilnya.
6. Amati perubahan yang terjadi, baik warna maupun zat baru yang terjadi.
7. Isilah tabel berikut sesuai dengan hasil-hasil yang kamu peroleh selama praktek.

Tabel 2. Hasil-hasil percobaan
No. Karakteristik Sebelum Reaksi Sesudah Reaksi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. Warna larutan Barium sulfat (BaSO4 )
Warna larutan Kalium Kromat (K2CrO4 )
Warna larutan hasil reaksi
Warna endapan yang terjadi
Massa tabung reaksi kosong + beaker glass
Massa tabung reaksi + lar. BaSO4
Massa tabung reaksi + lar. BaSO4 + lar. K2CrO4 ..................
..................
-
-
....................gr
....................gr
- -
-
.......................
........................
-
-
....................gr

Pertanyaan !
1. Berapa massa zat-zat sebelum reaksi ? .....................gr
2. Berapa massa zat-zat sesudah reaksi ? .....................gr
3. Apakah berlaku hukum Lavoisier pada percobaan ini ?

HUKUM PERBANDINGAN TETAP (HUKUM PROUST)
Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa. Dan Anda telah mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih sebagai contoh, air (H2O). Air dibentuk oleh dua unsur yaitu unsur Hidrogen dan Oksigen.
Seperti Anda ketahui bahwa materi mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Seorang ahli kimia Perancis, yang bernama Joseph Louis Proust (1754-1826), mencoba menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk membentuk air.
Tabel 3. Hasil Eksperimen Proust

Dari tabel di atas terlihat, bahwa setiap 1 gram gas hidrogen bereaksi dengan 8 gram oksigen, menghasilkan 9 gram air. Hal ini membuktikan bahwa massa hidrogen dan massa oksigen yang terkandung dalam air memiliki perbandingan yang tetap yaitu 1 : 8, berapapun banyaknya air yang terbentuk. Dari percobaan yang dilakukannya, Proust mengemukakan teorinya yang terkenal dengan sebutan, Hukum Perbandingan Tetap, yang berbunyi:
"Perbandingan massa unsur-unsur penyusun suatu senyawa selalu tetap"
Contoh:
Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk?

Jawab:
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8.
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40.
Karena perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen yang diperlukan 4 x 8 gram oksigen yaitu 32 gram.

Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak ( 40 – 32 ) gram = 8 gram. Nah, sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen dan 32 gram oksigen? Tentu saja 36 gram.
Ditulis sebagai H2 + O2==> H2O
Perbandingan Massa 1 gram : 8 gram 9 gram
Jika awal reaksi 4 gram 40 gram ….. gram?
Yang bereaksi 4 gram 32 gram 36 gram
Oksigen bersisa = 8 gram.
Bagaimana pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

LATIHAN
1. Bila logam magnesium dibakar dengan gas oksigen akan diperoleh senyawa Magnesium oksida. Hasil percobaan tertera pada tabel berikut.
Tabel 4. Reaksi Magnesium dengan Oksigen.

Apakah data di atas menunjukkan berlakunya hukum perbandingan tetap (Proust)? Jika berlaku, berapa perbandingan massa magnesium dan oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida?
Jawab :
Data di atas sesuai dengan Hukum perbandingan tetap karena dari data 1, 2, 3, 4, perbandingan massa Magnesium : massa Oksigen dalam senyawa Magnesium Oksida selalu 12 : 8 atau 3 : 2

2. Perbandingan, massa Fe : massa S = 7 : 4, untuk membentuk senyawa besi sulfida. Bila 30 gram besi (Fe) dan 4 gram belerang (S) dibentuk menjadi senyawa besi sulfida, berapa gram massa besi sulfida (FeS) yang dapat terjadi?
Jawab :
Perbandingan massa Fe : massa S = 7 : 4
Bila semua unsur Fe habis, maka S diperlukan = 4/7 x 30 = 17,1 gram
Hal ini tidak mungkin, sebab hanya tersedia 4 gram S. Jadi yang habis membentuk

senyawa adalah unsur S, seberat 4 gram.
Maka, Fe yang diperlukan = x 4 gram = 7 gram
............ Massa FeS yang terjadi = 7 gram + 4 gram = 11 gram
............... .Besi (Fe) yang tersisa = ( 30 – 7 ) gram = 23 gram

HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA / HUKUM DALTON
Komposisi kimia ditunjukkan oleh rumus kimianya. Dalam senyawa, seperti air, dua unsur bergabung masing-masing menyumbangkan sejumlah atom tertentu untuk membentuk suatu senyawa. Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan berbeda-beda. Misalnya, belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO2 dan SO3. Dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2.
Dalton menyelidiki perbandingan unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. Pola tersebut dinyatakan sebagai hukum Perbandingan Berganda yang bunyinya:
“Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana”
Contoh:
Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO,
N2O3, dan N2O4 dengan komposisi massa terlihat pada tabel berikut
Tabel 5. Perbandingan Nitrogen dan oksigen dalam senyawanya.

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa bila massa N dibuat tetap (sama), sebanyak 7 gram, maka perbandingan massa oksigen dalam:
N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau
.................................. ...1 : 2 : 3 ..: 4
Pahamkah Anda? Agar Anda lebih paham, coba kerjakan latihan berikut!

LATIHAN
Komposisi dua sample A dan B setelah dianalisa ternyata hanya mengandung atom karbon dan oksigen. Hasil analisa dapat dilihat pada tabel berikut::
Tabel 6. Perbandingan massa karbon : oksigen.

a. Apakah kedua sampel merupakan senyawa yang sama? Atau keduanya berbeda?
b. Apakah data tersebut mendukung hukum perbandingan tetap atau hukum.perbandingan berganda?
Jawab :
a. Tidak sama
b. Ya, mendukung hukum perbandingan berganda karena perbandingan massa :
Karbon : Oksigen , pada senyawa I = 4 : 11 (di bagi 4)
Karbon : Oksigen , pada senyawa II = 4 : 6 (di bagi 1,5)
HUKUM GUY LUSSAC / HUKUM PERBANDINGAN VOLUME
Pada awalnya para ilmuwan menemukan bahwa, gas Hidrogen dapat bereaksi dengan gas Oksigen membentuk air. Perbandingan volume gas Hidrogen dan Oksigen dalam reaksi tersebut adalah tetap, yakni 2 : 1.

Kemudian di tahun 1808, ilmuwan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, berhasil melakukan percobaan tentang volume gas yang terlibat pada berbagai reaksi dengan menggunakan berbagai macam gas.
Berikut adalah contoh dari percobaan yang pernah dilakukan.
Tabel 7. Percobaan Gay Lussac

Menurut Gay Lussac 2 volume gas Hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas Oksigen membentuk 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi sempurna, untuk setiap 2 volume gas Hidrogen diperlukan 1 volume gas Oksigen, menghasilkan 2 volume uap air.
“ Semua gas yang direaksikan, diukur pada suhu dan tekanan yang sama atau (T.P) sama, memiliki perbandingan volume yg sama.”
Untuk lebih memahami Hukum perbandingan volume, Anda perhatikan, data hasil percobaan berkenaan dengan volume gas yang bereaksi pada suhu dan tekanan yang sama.
Data hasil percobaan adalah sebagai berikut :
Tabel 8. Data Percobaan reaksi gas

Berdasarkan data percobaan pada tabel di atas, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi, ternyata berbanding sebagai bilangan bulat. Data percobaan tersebut sesuai dengan Hukum perbandingan volume atau dikenal dengan Hukum Gay Lussac bahwa :
“ Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat “

HUKUM AVOGADRO
Hipotesis Avogadro : pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama.
Berarti jika :
2 volume gas Hidrogen + 1 n molekul gas Oksigen  2 volume uap air
Perhatikan bahwa dalam setiap molekul air yang dihasilkan, terdapat 1 buah atom oksigen bukan ½ atom oksigen. Ini membuktikan kebenaran hukum Avogadro.

Bunyi hukum Avogadro :
Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan jumlah molekulnya.
Dapat dirumuskan :
Jumlah molekul x = Volume gas x
Jumlah molekul y Volume gas y

Atau : volume gas = jumlah molekul yang dicari x Volume gas yang diketahui
Jumlah molekul yang diketahui


Contoh soal :
Sebanyak 35 L gas CO2 mengandung 4,5 x 1023 molekul. Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan :
a. jumlah molekul 7 L gas Hidrogen
b. volume gas amonia yang mengandung 9 x 1023 molekul

Jawab :
a. jumlah molekul H2 = (Vol H2 / Vol CO2) x jumlah molekul CO2
= ( 7 l / 35 l ) x 4,5 x 1023
= 0,9 x 1023 molekul = 9 x 1022 molekul
b. Volume NH3 = ( jml NH3 / jml CO2) x vol CO2
= (9 x 1023 / 4,5 x 1023) x 35 l = 70 l


RANGKUMAN
1. Hukum Kekekalan Massa : massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama.
2. Hukum Perbandingan Tetap : perbandingan massa unsur-unsur suatu senyawa selalu tetap.
3. Hukum Perbandingan Berganda (HUKUM DALTON ) yang bunyinya: Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana.
4. HUKUM GUY LUSSAC / HUKUM PERBANDINGAN VOLUME
Pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat.
5. Bunyi hukum Avogadro :
Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan jumlah molekulnya.

Dapat dirumuskan :
Jumlah molekul x = Volume gas x
Jumlah molekul y Volume gas y

Atau : volume gas = jumlah molekul yang dicari x Volume gas yang diketahui
Jumlah molekul yang diketahui





























BAB III
EVALUASI

3.1. Latihan Soal-Soal ( Pilihan ganda dan Essay)
3.1.1 Pilihan Ganda
1. Massa atom sebelum dan sesudah reaksi adalah sama, dinyatakan oleh:
a. Lavoisier
b. Proust
c. Avogadro
d. Dalton
e. Gay Lussac
2. Suatu contoh hukum perbandingan berganda Dalton adalah pembentukan pasangan senyawa …
a. H2O dan HCl
b. CH4 dan CCl4
c. SO2 dan SO3
d. CO2 dan NO2
e. NH3 dan PH3
3. Perbandingan massa atom dalam suatu senyawa adalah tetap. Pernyataan ini dikemukakan oleh…
a. Lavoisier
b. Avogadro
c. Proust
d. Dalton
e. Gay Lussac
4. Unsur N dan O dapat membentuk senyawa NO dan NO2. Pada massa Oksigen yang sama, maka perbandingan massa unsur N pada kedua senyawa tersebut memiliki perbandingan … ( Ar N = 14 : O = 16 )
a. 1 : 2
b. 2 : 3
c. 3 : 2
d. 2 : 1
e. 1 : 3
5. Diketahui reaksi : 2 C (s) + O2 (g)  2 CO (g)
Massa atom C.... Massa atom O massa zat sisa massa CO
....6 gram............8 gram 5 gr O 9 gr
....10,5 gram........14 gram 8,75 O 15,75 gr
....15 gram........20 gram 12,5 O 22,5 gr
Perbandingan massa unsur C dan massa unsur O dalam senyawa CO adalah …
a. 2 : 1
b. 3 : 2
c. 2 : 4
d. 3 : 4
e. 4 : 3
6. Jika 35 gram besi bereaksi dengan Belerang menghasilkan 55 gram besi (II) Belerang, menurut Hukum Proust, berat belerang ( Fe : S = 7 : 4 ) sebanyak….
a. 20 gram
b. 35 gram
c. 55 gram
d. 75 gram
e. 90 gram
7. Volume gas-gas yang bereaksi dengan volume gas-gas hasil reaksi, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana.
Pernyataan tersebut dikemukakan oleh…
a. Avogadro
b. Lavoisier
c. Proust
d. Gay Lussac
e. Dalton
8. Persamaan reaksi :
a C2H6 (g) + b O2 (g) c CO2 (g) + d H2O (g)
akan memenuhi Hukum Lavoisier, jika a, b, c, dan d berturut-turut….
a. 2, 4, 7, 6
b. 2, 7, 4, 6
c. 2, 6, 7, 4
d. 2, 4, 6, 7
e. 2, 6, 4, 7
9. Perbandingan H : O = 1 : 8 , dalam senyawa air. Jika H2O sebanyak 45 gram, maka gram Hidrogen dan gram Oksigen adalah sebanyak….
a. 45 dan 5
b. 40 dan 5
c. 5 dan 8
d. 5 dan 9
e. 5 dan 40

3.1.2 ESSAY TEST
1. Sebanyak 12 gr logam Mg dibakar di udara menghasilkan 20 gr Magnesium Oksida (MgO). Tentukan massa gas Oksigen yang diperlukan dalam pembakaran tersebut.
Reaksinya : Mg + O2  MgO (setarakanlah reaksi ini terlebih dahulu)
2. Jika anda membakar 6 L gas C2H6 dengan gas oksigen dari udara, dimana udara mengandung 20% gas oksigen, akan menghasilkan CO2 dan uap air (H2O). Tentukan volume udara yang diperlukan. Reaksi : C2H6 + O2  CO2 + H2O (setarakanlah reaksi ini terlebih dahulu)


Tugas Rumah

1. a. Bagaimana bunyi Hukum perbandingan berganda dari Dalton
b. Bagaimana perbandingan massa O dalam senyawa CO dan CO2. (dengan massa C yang sama atau tetap) Ar C = 12, O = 16
2. Diketahui persamaan reaksi
............ N2 (g) + H2 (g) NH3 (g)
Jika volume gas H2 sebanyak 60 ml, pada (t,p) sama, tentukan :
a. Volume gas N2 dan NH3
b. Perbandingan volume antara N2 : H2 : NH3
c. Apakah berlaku Hukum Gay Lussac?
























DAFTAR PUSTAKA

1. Http:/www.chem-is-try.org
2. Nana Sutresna. 2007. Cerdas Belajar Kimia untuk Kelas X. Bandung. Grafindo Media Pratama.