Hukum Perbandingan Volume: Hukum Dasar Kimia - Kimia (Kelas 10)

Volume Gas Mengikuti Koefisien

Hukum perbandingan volume menyatakan bahwa gas-gas yang bereaksi, dan gas yang terbentuk, memiliki perbandingan volume berupa bilangan bulat sederhana jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Hukum ini juga dikenal sebagai hukum Gay-Lussac untuk volume penggabungan gas.

OpenStax Chemistry 2e menjelaskan bahwa rasio volume gas dalam reaksi mengikuti koefisien persamaan reaksi setara jika semua volume gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama di openstax.org. Britannica juga merangkum bahwa Gay-Lussac menemukan hidrogen dan oksigen bergabung menurut rasio volume $2:1$ untuk membentuk air di britannica.com.

Kuncinya ada pada kata gas. Koefisien bisa langsung dibaca sebagai perbandingan volume hanya untuk zat yang berada dalam wujud gas dan dibandingkan pada suhu serta tekanan yang sama.

Membaca Air sebagai Uap

Perhatikan persamaan pembentukan uap air.

2\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{H_2O(g)}

Koefisien $2:1:2$ berarti $2$ bagian volume hidrogen bereaksi dengan $1$ bagian volume oksigen menghasilkan $2$ bagian volume uap air.

V_{\mathrm{H_2}} : V_{\mathrm{O_2}} : V_{\mathrm{H_2O}} = 2:1:2

Jadi, jika semua gas diukur pada suhu dan tekanan yang sama, $200\ \mathrm{mL}$ hidrogen bereaksi dengan $100\ \mathrm{mL}$ oksigen menghasilkan $200\ \mathrm{mL}$ uap air. Jika airnya sudah mengembun menjadi cair, volume cairan tidak lagi dibaca langsung dari rasio gas ini.

Meter Volume Gas

Pilih reaksi berikut. Setiap tabung menunjukkan satu bagian volume gas pada suhu dan tekanan yang sama.

Meter Volume Gas

Bandingkan tinggi tabung untuk melihat koefisien reaksi sebagai rasio volume gas.

Dua bagian $\mathrm{H_2}$ bertemu satu bagian $\mathrm{O_2}$ dan membentuk dua bagian $\mathrm{H_2O(g)}$ .

Rasio volume: $\mathrm{H_2:O_2:H_2O} = 2:1:2$ .
Contoh skala: $200\ \mathrm{mL}$ $\mathrm{H_2}$ membutuhkan $100\ \mathrm{mL}$ $\mathrm{O_2}$ .

Model di atas tidak sedang membandingkan massa. Yang dibuat sebanding adalah volume gas. Karena suhu dan tekanannya sama, bagian volume dapat mengikuti koefisien reaksi setara.

Contoh Penguraian Amonia

Misalkan $600\ \mathrm{mL}$ gas amonia terurai sempurna pada suhu dan tekanan yang sama. Persamaan setaranya:

2\mathrm{NH_3(g)} \rightarrow 3\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{N_2(g)}

Koefisien memberi rasio volume:

V_{\mathrm{NH_3}} : V_{\mathrm{H_2}} : V_{\mathrm{N_2}} = 2:3:1

Karena $2$ bagian amonia sama dengan $600\ \mathrm{mL}$ , maka $1$ bagian volume sama dengan $300\ \mathrm{mL}$ .

\begin{aligned} V_{\mathrm{H_2}} &= 3 \times 300 = 900\ \mathrm{mL} \\ V_{\mathrm{N_2}} &= 1 \times 300 = 300\ \mathrm{mL} \end{aligned}

Jadi, penguraian $600\ \mathrm{mL}$ gas amonia menghasilkan $900\ \mathrm{mL}$ gas hidrogen dan $300\ \mathrm{mL}$ gas nitrogen.

Batas Pemakaian

Hukum ini nyaman dipakai, tetapi syaratnya harus jelas.

Persamaan reaksi harus sudah setara.
Zat yang dibandingkan harus berupa gas.
Semua volume gas harus diukur pada suhu dan tekanan yang sama.
Jika produk berubah menjadi cair atau padat, volume produk itu tidak lagi dibaca langsung dari koefisien gas.

Dengan syarat itu, koefisien reaksi bukan hanya menghitung mol. Untuk gas pada kondisi yang sama, koefisien juga menjadi peta cepat untuk perbandingan volume.

Volume Gas Mengikuti Koefisien

Kuncinya ada pada kata gas. Koefisien bisa langsung dibaca sebagai perbandingan volume hanya untuk zat yang berada dalam wujud gas dan dibandingkan pada suhu serta tekanan yang sama.

Membaca Air sebagai Uap

Perhatikan persamaan pembentukan uap air.

2\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\mathrm{H_2O(g)}

Koefisien $2:1:2$ berarti $2$ bagian volume hidrogen bereaksi dengan $1$ bagian volume oksigen menghasilkan $2$ bagian volume uap air.

V_{\mathrm{H_2}} : V_{\mathrm{O_2}} : V_{\mathrm{H_2O}} = 2:1:2

Meter Volume Gas

Pilih reaksi berikut. Setiap tabung menunjukkan satu bagian volume gas pada suhu dan tekanan yang sama.

Meter Volume Gas

Bandingkan tinggi tabung untuk melihat koefisien reaksi sebagai rasio volume gas.

Dua bagian $\mathrm{H_2}$ bertemu satu bagian $\mathrm{O_2}$ dan membentuk dua bagian $\mathrm{H_2O(g)}$ .

Rasio volume: $\mathrm{H_2:O_2:H_2O} = 2:1:2$ .
Contoh skala: $200\ \mathrm{mL}$ $\mathrm{H_2}$ membutuhkan $100\ \mathrm{mL}$ $\mathrm{O_2}$ .

Model di atas tidak sedang membandingkan massa. Yang dibuat sebanding adalah volume gas. Karena suhu dan tekanannya sama, bagian volume dapat mengikuti koefisien reaksi setara.

Contoh Penguraian Amonia

Misalkan $600\ \mathrm{mL}$ gas amonia terurai sempurna pada suhu dan tekanan yang sama. Persamaan setaranya:

2\mathrm{NH_3(g)} \rightarrow 3\mathrm{H_2(g)} + \mathrm{N_2(g)}

Koefisien memberi rasio volume:

V_{\mathrm{NH_3}} : V_{\mathrm{H_2}} : V_{\mathrm{N_2}} = 2:3:1

Karena $2$ bagian amonia sama dengan $600\ \mathrm{mL}$ , maka $1$ bagian volume sama dengan $300\ \mathrm{mL}$ .

\begin{aligned} V_{\mathrm{H_2}} &= 3 \times 300 = 900\ \mathrm{mL} \\ V_{\mathrm{N_2}} &= 1 \times 300 = 300\ \mathrm{mL} \end{aligned}

Jadi, penguraian $600\ \mathrm{mL}$ gas amonia menghasilkan $900\ \mathrm{mL}$ gas hidrogen dan $300\ \mathrm{mL}$ gas nitrogen.

Batas Pemakaian

Hukum ini nyaman dipakai, tetapi syaratnya harus jelas.

Persamaan reaksi harus sudah setara.
Zat yang dibandingkan harus berupa gas.
Semua volume gas harus diukur pada suhu dan tekanan yang sama.
Jika produk berubah menjadi cair atau padat, volume produk itu tidak lagi dibaca langsung dari koefisien gas.

Dengan syarat itu, koefisien reaksi bukan hanya menghitung mol. Untuk gas pada kondisi yang sama, koefisien juga menjadi peta cepat untuk perbandingan volume.

Command Palette

Command Palette