Hukum Dasar Kimia

Contoh menghitung komposisi larutan
Suatu campuran serbaneka terdiri dari 3,00 gram garam dapur dan 7,00 gram gula pasir. Berapa persen berat gram dan gula dalam campuran itu?
Penyelesaian:
Berat seluruh campuran = 3,00 g + 7,00 g = 10,00 g
Kaporit dalam air ledeng berfungsi sebagai desinfektan. Jika dalam 10,00 liter air ledengn ditemukan kaporit sebanyak 20,0 mg, berapa kadar kaporit dalam ppm?
Penyelesaian:
Besaran yang menghubungkan massa dan volum adalah massa jenis. Dengan anggapan massa jenis air adalah 1,00 g/mL, maka berat air dapat dihitung.
Massa air = massa jenis air x volum air.
= 1,00 g/mL x 10.000 mL = 10.000 g.
Massa kaporit = 20,0 mg atau 0,02 g
Kadar kaporit  =
Contoh Hukum Konservasi Massa
Pada pembakaran magnesium dengan oksigen, 1,52 g magnesium tepat bereaksi dengan 1,00 g oksigen. Berapa gram oksigen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 12,2 g magnesium?
Penyelesaian:
Magnesium + oksigen → magnesium oksida
1,52 g magnesium memerlukan 1,00 g oksigen. Maka untuk 12,2 g magnesium diperlukan oksigen sebanyak:
Contoh Hukum Proust
Berapa gram amonia dapat dibuat dari 12,0 g nitrogen dan 12,0 g hidrogen? Diketahui amonia tersusun atas 82% nitrogen dan 18% hidrogen.
Penyelesaian:
Nitrogen + hidrogen → amonia
82%            18%             100%
Persentase tersebut dapat diartikan sebagai perbandingan massa unsur-unsur yang bersenyawa, sehingga dapat dikatakan bahwa 82,0 g nitrogen tepat bereaksi dengan 18,0 g hidrogen membentuk senyawa amonia.
Jika tersedia 12,0 g nitrogen, hidrogen yang diperlukan sebanyak:
12,00 g nitrogen + 2,60 g hidrogen → 14,60 g
Jadi, banyaknya amonia yang dihasilkan dari 12,0 g nitrogen dan 12,0 g hidrogen adalah 14,60 gram. Hal ini sejalan dengan hukum Proust, berapapun jumlah hidrogen yang ditambahkan dalam campuran itu, yang bereaksi tetap 2,60 g atau sebanyak 18%.
 Contoh Hukum Perbandingan Berganda
Unsur hidrogen dan oksigen dapat bereaksi membentuk air dalam keadaan normal, tetapi kedua unsur tersebut dapat juga membentuk hidrogen peroksida pada keadaan energi listrik tinggi. Dalam air terdapat 11,2% hidrogen dan 88,8% oksigen; dalam hidrogen peroksida terdapat 5,93% hidrogen dan 94,07% oksigen. Tunjukkan bahwa data ini sesuai dengan hukum perbandingan berganda.
Penyelesaian:
Dalam air,
11,2 g hidrogen bergabung dengan 88,8 g oksigen, atau untuk 1,0 g hidrogen bergabung dengan (88,8/11,2)  atau 7,93 g oksigen.
Dalam hidrogen peroksida,
5,93 g hidrogen bergabung dengan 94,07 g oksigen atau untuk 1,0 g hidrogen bergabung dengan (94,07/5,93) atau 15,9 g oksigen.
Dalam hidrogen peroksida, berat oksigen per satuan berat hidrogen adalah 15,9 atau dua kali lipat berat oksigen per satuan hidrogen dalam air. Dengan kata lain, untuk berat hidrogen yang sama, berat oksigen dalam hidrogen peroksida dua kali berat oksigen dalam air. Jika rumus molekul air adalah H2O, maka rumus molekul hidrogen peroksida adalah H2O2.
 Contoh Hukum Perbandingan Volum
Ke dalam tabung Eudiometer dimasukkan campuran gas yang terdiri dari 26,0 mL gas hidrogen dan 24,0 mL gas oksigen, dan dilewatkan bunga api listrik. Berapa volum gas sisa (dalam mL) dan gas apa?


Penyelesaian:
Hidrogen   +    oksigen    →    air
2 volum     :     1 volum    :      2 volum
26 mL        :     13 mL       :      26 mL
Gas yang tersisa adalah oksigen sebanyak 11 mL.
 Berapa volum gas belerang trioksida (SO3) yang terbentuk bila 2 L gas belerang dioksida (SO2) bereaksi sempurna dengan gas oksigen? Diketahui perbandingan volum gas yang bereaksi: 2:1:2.
Penyelesaian:
2SO2       +      O2         →       2SO3
2 volum   :       1 volum    :      2 volum
2 L           :       1 L            :      2 L
Jadi volum belerang trioksida sebanyak 2 liter.
 Contoh Hipotesis Avogadro
Pada suhu dan tekanan tertentu, gas H2 bereaksi dengan gas N2 membentuk gas NH3 dengan perbandingan volum 3:1:2. Jika gas hidrogen yang bereaksi sebanyak 7,525 x 1022 molekul, berapakah jumlah molekul amonia yang terbentuk?
Penyelesaian:
Menurut hipotesis Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul sama.
 Gas hidrogen     +       gas nitrogen      →       gas amonia
3 volum H2         :        1 volum N2        :         2 volum NH3
Maka:
; Jumlah molekul amonia yang terbentuk adalah x = 5,02 x 1022 molekul.
 Contoh Penggolongan Reaksi Kimia
Golongkan reaksi berikut menurut jenisnya:
(a)     2KNO3(aq) → 2KNO2(aq) + O2(g)
(b)    2H2S(g) + 3O2(g) → 2H2O(g) + 2O2(g)
(c)     HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l)
(d)    8Fe(s) + S8(s) → 8FeS(s)
(e)     2NaI(aq) + Cl2(g) → 2NaCl(aq) + I2(aq)
Penyelesaian:
(a)     Reaksinya tergolong reaksi penguraian. Satu senyawa terurai menjadi dua senyawa lain.
(b)    Reaksinya termasuk reaksi pembakaran. Gas hidrogen sulfida dibakar dengan oksigen menghasilkan uap air dan belerang dioksida.
(c)     Reaksi ini adalah reaksi metatesis. Ini dapat dilihat lebih mudah dengan menuliskan rumus air sebagai HOH.
HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + HOH(l)
Terjadi pertukaran dari bagian-bagian reaksi.
(d)    Reaksi ini tergolong reaksi pembakaran. Besi bereaksi dengan belerang membentuk besi(II) sulfida.
(e)     Reaksi ini adalah reaksi pertukaran. Atom iod dalam NaI digantikan oleh atom Cl dari gas klor yang terlarut dalam larutannya.
 Contoh penulisan persamaan ion bersih
Tuliskan persamaan ion bersih untuk persamaan molekuler berikut:
2HclO4(aq) + Ca(OH)2(aq) → Ca(ClO4)2(aq) + 2H2O
Penyelesaian:
Asam perklorat, HClO4 adalah asam kuat, sehingga dalam larutan terurai membentuk ion-ionnya. Karena itu, dalam persamaan ditulis sebagai ion-ion dalam bentuk H+(aq) dan ClO4-(aq). Kalsium hidroksida, Ca(OH)2 dan kalsium perklorat, Ca(ClO4)2 juga terlarut dalam air sebagai zat ionik. Air adalah elektrolit lemah sehingga ditulis sebagai bentuk molekulnya. Setelah ion-ion spectator diabaikan, kita peroleh persamaan ion bersih sebagai berikut:
H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)
 Contoh meramalkan reaksi pembentukan endapan
Untuk setiap reaksi berikut, tentukan apakah reaksi pengendapan akan terjadi. Jika terjadi, tuliskan persamaan kesetaraan molekulernya. Kemudian tuliskan persamaan ion bersihnya. Jika tidak terjadi reaksi tandai dengan RT (reaksi tidak terjadi).
(a)     NaCl + Fe(NO3)2 →
(b)    Al2(SO4)3 + NaOH →
Penyelesaian:
(a)     Untuk memperoleh reaksi metatesis, kita tuliskan pereaksi dan pertukaran ion-ion untuk mendapatkan produk reaksi. (Ingat penulisan rumus kimia yang benar untuk produk senyawa setelah melakukan pertukaran ion-ion).
NaCl + Fe(NO3)2 → NaNO3 + FeCl2 (belum setara)
Dengan merujuk kepada tabel 1.5, kita lihat bahwa semua senyawa pada persamaan di atas larut dalam air. Dengan demikian, tidak terjadi reaksi.
NaCl(aq) + Fe(NO3)2(aq) → RT
(b)    Untuk memperoleh persamaan metatesis, kita tuliskan pereaksi dan pertukaran anion untuk mendapatkan produk reaksi.
Al2(SO4)3 + NaOH → Al(OH)3 + Na2SO4 (belum setara)
Dari tabel 1.5, kita ketahui bahwa sulfat larut sedangkan hidroksida tidak larut. Jadi, Al2(SO4)3 larut dalam air, sedangkan Al(OH)3 tidak larut, karena itu dapat diramalkan bahwa reaksi pengendapan akan berlangsung.
Al2(SO4)3(aq) + 6NaOH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3Na2SO4(aq)
Periksa apakah penulisan rumus senyawa ionik di atas telah benar seperti yang dituliskan. Untuk memperoleh persamaan ion bersih, kita tuliskan senyawa yang larut sebagai ion-ion dalam larutan dan ion-ion spectator diabaikan.
2Al3+(aq) + 3SO42-(aq) + 6Na+(aq) + OH-(aq) → 2Al(OH)3(s) + 6Na+(aq) + 3SO42-(aq)
Persamaan ion bersihnya:
Al3+(aq) + 3OH-(aq) → Al(OH)3(s)
 Contoh penulisan persamaan reaksi netralisasi
Tuliskan persamaan molekuler kemudian persamaan ion bersihnya untuk netralisasi asam nitrit, HNO2 oleh natrium hidroksida, NaOH dalam larutan air.
Penyelesaian:
Persamaan molekuler untuk reaksi netralisasi adalah
HNO2(aq) + NaOH(aq) → NaNO2(aq) + H2O(l)
Untuk memperoleh persamaan ionik, kita perlu mengenal dulu kekuatan asam dan basa yang terlihat dalam reaksi itu. Kita ketahui bahwa asam nitrit adalah asam lemah; sedangkan natrium hidroksida adalah basa kuat. Di samping itu, produk yang dihasilkan adalah NaNO2, yaitu suatu garam yang bersifat elektrolit kuat, sehingga di dalam larutan terionisasi sempurna. Dengan demikian, persamaan ionik untuk reaksi tersebut adalah
HNO2(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) → Na+(aq) + NO2-(aq) + H2O(l)
Persamaan ion bersihnya adalah
HNO2(aq) + OH-(aq) → H2O(l) + NO2-(aq)
Contoh penulisan persamaan kimia yang menghasilkan gas
Tuliskan persamaan molekuler dan persamaan ionik untuk reaksi seng sulfida dan asam klorida.
Penyelesaian:
Reaksi metatesisnya adalah:
ZnS(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2S(g)
Dari data kelarutan diketahui bahwa ZnS tidak larut dalam air, sedangkan ZnCl2 larut. Dengan demikian persamaan ioniknya adalah:
ZnS(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2S(g)